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1、电气基础知识,中国索道协会,我们的检验员是来自各行各业，是各个方面的专家，但对电气的知识不太了解，我们把电气方面的基本知识给大家做一简单介绍，使大家对电气有一个基本认识。电气是一种实践性很强的学科，希望大家在今后的工作中多实践，在实践中增长才干。,一、名词解释1、电路图,实际原件,电路图,E,D,K,把实际的原件变成图形符号画到图纸上。便与制造便于研究便于了解一般电路图分成三部分：电路图 元件明细表 接线图,2、断路电路从某处断开使电流中断。3、短路元件两端直接相连的状态叫短路。短路有时会产生很大的电流使保险（熔断器）熔断或使空气开关断路，有时会使导线发热使绝缘着火，甚至造成火灾。,4、常开和
2、常闭继电器未通电，开关按钮保持自然状态（未被按下时），两触点断路的状态叫常开，两触点接通的状态叫常闭。常开常闭,5、电流：导体内自由电子在电场力的作用下有规律的流动形成电流。习惯上规定正电荷移动的方向为电流方向，即电流是从电源的正极流向负极。其大小用电流强度I表示，单位为安培（A），简称安，表示每秒钟通过导体截面的流量。常用电流单位：1 安（A）1000毫安（mA）1 毫安（mA）1000微安（A）,6.电压、电位、电动势：电路某点上所具有的能量称为该点的电位能，电位能与该点电荷电量的比值称为该点的电位，任意两点电位的差别称为电位差，习惯上称之为电压，用U表示，单位用伏特简称伏（V）表示。常用
3、单位还有：1 千伏（kV）1000伏（V）1 伏（V）1000毫伏（mV）1 毫伏（mV）1000微伏（V）,7.电阻：电子在物体内流动所遇到的阻力，用 R 表示，单位欧姆（）。电阻少的物体称之为导体，如银、铜、铁、铝等金属；电阻很大，使电子在其内部不易流动的物体称之为绝缘体，如橡胶、塑料、云母、干燥的木材等；介于导体和绝缘体之间的物体称之为半导体，如锗、硅等。导体材料不同，电阻不同，我们把截面1mm2 长 1 m 的导体的电阻称为电阻率，用表示。相同的导体截面越大，电阻越小；长度越大，电阻越大；电阻还和温度有关，一般导体温度越高，电阻越大。,电阻的单位 基本单位：欧姆 1K=1000 1M=
4、1000K电阻的串联 R=R1+R2+-Rn 各电阻承受的电流相同电阻的并联 1/R=1/R1+1/R2+-1/Rn 各电阻承受的电压相同,8、欧姆定律电阻中的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成反比。I=U/R U=IR R=U/I 欧姆定律是表示电流、电压和电阻之间关系的重要定律。,9、电感储存磁场的元件,纯电感电路 当有变化的电流通过线圈时，线圈中会产生与外加电压相反的感应电动势，阻止电流的变化，这种性质称为线圈的电感，用L表示，单位是亨利（H）、毫亨（mH）和微亨（H），其关系：1H1000mH，1mH1000H。由于电感的作用，直流电流可以顺利地通过线圈，而交流电流流过线圈时会
5、遇到另一种阻力，称为感抗（XL），其与电感的关系可表示为：XL2fL,当电路中只有感抗，电阻值相对感抗可忽略不计时，可看作纯电感电路。此时由于电感的作用，当正弦交流电通过时，电流总是落后于电压90。此时电感消耗的功率为 PLULiLUIsin（2t）可见电能时而储进，时而放出，所耗电能为零，即纯电感电路中是不消耗电能的，电感只是一种储能的元件。因此把电感上的电压、电流乘积称为无功功率，用QL表示，QLUII2XL,单位为乏。电感电路中电流不能突变,10、电容储存电场的元件,两个任意形状的导体，中间被绝缘介质分隔开，在一定电压的作用下所能容纳电荷的能力被称为这两导体间的电容，电路中一般用 C表示
6、。电气符号单位是法拉（F）、微法（F）、微微法（pF或F）。其关系是：1F106F1F106pF,纯电容电路电容有隔直作用，即可以有效地阻止直流电流通过只允许交流电通过。交流电流通过时也受到一定的阻力，称之为容抗（XC），其与电容的关系可表示为：XC1/（2fC），其中f为电源频率。当电路中只有容抗，感抗和电阻值可以忽略不计时，可看作纯电容电路。由于电容的作用，当正弦交流电通过时，电流总是超前电压90。此时电容消耗的能量为 PcUIsin（2t）可见电能时而储进，时而放出，所耗电能也为零，即纯电容电路中也是不消耗电能的，电容也只是一种储能的元件。因此把电容上的电压、电流乘积也称为无功功率，用Q
7、c表示，QcUII2Xc。电容两端的电压不能突变,11、安全电压 防止人员触电的电压 我们称之为安全电压。一般说低于50v的电压。电压等级有：48v、36v、24v、12v、6v。在索道上我们一般选24v。,12、直流电电压的大小和方向不随时间而改变的电源我们称之为直流电源。直流电源有蓄电池、直流发电机、变流装置等。,13、脉动直流 是指方向（正负）不变，但大小随时间变化，如50Hz交流电经整流后就得到脉动直流电。,所以50Hz交流全波整流得到的是100Hz的脉动直流，半波整流得到的是50Hz的脉动直流。要得到平稳的直流电源要经过滤波和稳压。其效果就是看其纹波系数的大小。,14、正弦交流电概念
8、正弦交流电：是指大小和方向随时间按照 正弦函数规律变化的电动势、电压和电流。因其电压改变容易，仅用变压器即可把其电压升高或降低，交流电机的结构和工艺比直流电机简单、价格便宜，交流变直流也很简单，因此得到广泛应用。随时间按正弦变化的物理量统称正弦量。正弦量在任一瞬间的数值称为瞬时值，分别用 e、u 和 i 表示。瞬时值中的最大值称为最大值，用Em、Um、和Im表示。交流电从零变到最大、最小、又回到零所需时间称为周期，用 T 表示，单位为秒。每秒内的周期数称为频率，用 f 表示，单位为赫兹，符号为 Hz。我国交流电源规定是50Hz，50Hz也被称为工频。,正弦交流电压与时间关系的数学表达式是：uU
9、msin(t)正弦交流电流与时间关系的数学表示式是：iImsin(t)式中：u、i 随时间变化的电压、电流；Um、Im 电压、电流最大值，即幅值；交流电的角频率，2f；t 时间；交流电的初相角。,正弦交流的三个要点是：最大值Um,Im频率f,初相角用普通的交流电表测量得到的值是交流电的有效值，小于最大值，为最大值的0.707。所以220v的最大值是311v，380v的最大值是537v。,15、阻抗 Z=Zr+Zl+Zc 实际电路不可能是纯电感或纯电容电路，如1km长、截面16mm2的电线的电感约为6mH，电阻有1.12，对地电容小于0.1F。,16、功率因数交流电的功率除了取决于电流和电压外，
10、还与电压和电流在时间上的相位差有关，其数学表达式为：PUIcos，其中为电压和电流的相位夹角。式中的cos反映了电压与电流在时间上的相位差给功率带来的影响，叫做功率因数。其大小取决于线路阻抗的成分，一般电路中感抗大于其他阻抗，电流落后于电压一个角度，使功率因数较低，最简单的补偿办法就是在电路中接入电容，因此电容常被用作功率补偿。,二、检测仪表的使用,1、指针式机械万用表使用前注意表头调零转换开关放合适的位置表笔插到合适的位置,交流电压的测量,（1）测量前，将转换开关拨到对应的交流电压量程档。如果事先不知道被测电压大小，量程宜放在最高档，以免损坏表头。（2）测量时，将表笔并联在被测电路或被测元器
11、件两端。严禁在测量中拨动转换开关选择量程。（3）测电压时，要养成单手操作习惯，且注意力要高度集中。（4）由于表盘上交流电压刻度是按正弦交流电标定的，如果被测电量不是正弦量，误差会较大。（5）可测交流电压的频率范围一般为45HZ1000HZ，如果超过范围，误差会增大。,直流电压的测量,测量方法与交流电压基本相同，但要注意下面二点：（1）与测量交流电压一样，测量前要将转换开关拨到直流电压的档位上，在事先不清楚被测电压高低的情况下，量程宜大不宜小；测量时，表笔要与被测电路并联，测量中不允许拨动转换开关。（2）测量时，必须注意表笔的正负极性。红表笔接被测电路的高电位端，黑表笔接低电位端。若表笔接反了，
12、表头指针会反打，容易打弯指针。如果不知道被测点电位高低，可将表笔轻轻地试触一下被测点。若指针反偏，说明表笔极性反了，交换表笔即可。,直流电流的测量,（1）测量时，万用表必须串入被测电路，不能并联。（2）必须注意表笔的正、负极性。测量时，红表笔接电路断口高电位端，黑表笔接低电位端。（3）在不清楚被测电流大小情况下，量程宜大不宜小。严禁在测量中拨动转换开关选择量程。,电阻的测量,（1）正确选择电阻倍率档，使指针尽可能接近标度尺的几何中心，可提高测量数据的准确性。（2）严禁在被测电路带电的情况下测量电阻。（3）测量时，直接将表笔跨接在被测电阻或电路的两端，注意不能用手同时触及电阻两端，以避免人体电阻
13、对读数的影响。,交、直流电压的测量,先将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V插孔，然后将功能开关置于DCV（直流）或ACV（交流）量程，并将测试表笔连接到被测源两端，显示器将显示被测电压值。如果显示器只显示“1”，表示超量程，应将功能开关置于更高的量程（下同）。,交、直流电流的测量,先将黑表笔插入COM插孔，红表笔需视被测电流的大小而定。如果被测电流最大为2A，应将红表笔插入A孔；如果被测电流最大为20A，应将红表笔插入20A插孔。再将功能开关置于DCA或ACA量程，将测试表笔串联接入被测电路，显示器即显示被测电流值。要和电源、负载串联，决不能并联,电阻的测量,先将黑表笔插入COM插孔，红表笔插
14、入V插孔（注意：红表笔极性此时为“”，与指针式万用表相反），然后将功能开关置于OHM量程，将两表笔连接到被测电路上，显示器将显示出被测电阻值。注意被测电路与其它电路分开。,通表测量,先将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入V插孔，然后将功能开关置于通断测试档（与二极管测试量程相同），将测试表笔连接到被测导体两端。如果表笔之间的阻值低于约30，蜂鸣器会发出声音。注意：（1）万用表型号各异，但使用方法大同小异，使用前参阅说明书即可。（2）目前数字式万用表较普及，但在一些特殊场所，使用指针表可实现一些数字表不能实现的功能。,原理：当被测载流导线中有交变电流通过时，交流电流的磁通在互感器副绕组中感应出电流
15、，使电磁式电流表的指针发生偏转，在表盘上可读出被测电流值。使用方法1测量前，应检查指针是否在零位，否则，应进行机械调零。2测量时，量程选择旋钮应置于适当位置，以便测量时指针处于刻度盘中间区域，减少测量误差。3.如果被测电路电流太小，可将被测载流导线在钳口部分的铁心上缠绕几圈再测量，然后将读数除以穿入钳口内导线的根数即为实际电流值。4.测量时，将被测导线置于钳口内中心位置，可减小测量误差。5.钳形表用完后，应将量程选择旋钮放至最高档.,测量前的检查（1）检查兆欧表是否正常。（2）检查被测电气设备和电路，看是否已切断外电路。（3）测量前应对设备和线路进行放电，减少测量误差。使用方法（1）将兆欧表水
16、平放置在平稳牢固的地方。（2）正确连接线路。（3）摇动手柄，转速控制在120r/min左右，允许有20%的变化，但不得超过25%。摇动一分钟后，待指针稳定下来再读数。（4）兆欧表未停止转动前，切勿用手触及设备的测量部分或摇表接线桩。（5）禁止在雷电时或附近有高压导体的设备上测量绝缘。（6）应定期校验，检查其测量误差是否在允许范围以内。,兆欧表的选用选用兆欧表主要考虑它的输出电压及测量范围。测量时要把被测设备的接线完全断开。,测量方法：（1）将仪表水平放置，对指针机械调零，使其指在标度尺红线上。（2）将量程（倍率）选择开关置于最大量程位置，缓慢摇动发电机摇柄，同时调整“测量标度盘”，使检流计指针
17、始终指在红线上，这时，仪表内部电路工作在平衡状态。当指针接近红线时，加快发电机摇柄转速，使其达到额定转速（120r/min），再次调节“测量标度盘”，使指针稳定在红线上，所测接地电阻值即为“测量标度盘”读数（RP）乘以倍率标度。若“测量标度盘”读数小于1，应将量程选择开关置于较小一档，重新测量。（3）可用ZC-8型接地电阻测定仪测量导体电阻：先用导线将P1、C1接线桩短接，再将被测导体接于E（或P2、C2短接的公共点）与P1之间，其余步骤与测量接地电阻相同。（4）用ZC-8型接地电阻测定仪还可测土壤电阻率，具体操作见仪器说明书。,三、功率器件1、可控硅,K,A,G,2、IGBT绝缘栅双极型晶体管 是由双极型晶体管和MOS晶体管组成的复合管，兼具输出电流大、饱和压降低和输入高阻抗，驱动功率小的特点。特别适用于变流系统。,谢 谢,
