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　　掌握電工技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)

　　交流，直流電源的區(qū)別及其對(duì)負(fù)載作用的差異

　　電氣安裝工程總體由三大部分組成：

　　電源及其開(kāi)關(guān)控制設(shè)備;

　　供電用和控制用線路;

　　用電負(fù)載，即用電設(shè)備、器具的電氣部分。

　　這三大部分按預(yù)期要求合理、可靠地組合起來(lái)形成電路，可獲得滿足需要的功能。

　　(1)電源

　　電源可分為直流電源和交流電源兩種。

　　直流電源： 直流電源G的電動(dòng)勢(shì)正、端電壓Uab、對(duì)負(fù)載R提供的電流I等的方向不隨時(shí)間變化而變化。

　　交流電源：交流電源g的電動(dòng)勢(shì)e、端電壓Uab對(duì)負(fù)載R提供的電流i等的方向和大小隨著時(shí)間作周期性變化，如變化規(guī)律隨時(shí)間呈正弦變化狀態(tài)稱(chēng)正弦交流電源，所構(gòu)成的電路稱(chēng)正弦交流電路。

　　正弦變化交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e的表達(dá)為：

　　e=emsin(ωt+ψ)

　　em―電動(dòng)勢(shì)的最大值(幅值)(V);

　　ω―角頻率(rad/s);

　　ψ―初相角(初相位、初相)(rad);

　　t ―時(shí)間(s);

　　T ―周期(重復(fù)變化一次的時(shí)間)(s)

　　周期T是指正弦變化一次的時(shí)間，而頻率f是指每秒變化的次數(shù))簡(jiǎn)稱(chēng)赫;周期丁與頻率f的關(guān)系為：f=1/T.

　　我國(guó)電力供應(yīng)規(guī)定交流變化的頻率為50Hz，有的國(guó)家規(guī)定為60Hz，稱(chēng)為工頻在e=emsin(wt+ψ)公式中wt+ψ稱(chēng)為相角或相位，當(dāng)t=0時(shí)相角ψ稱(chēng)為初相角，三相交流電源，即由三個(gè)初相角間互差120度的交流電源組成的供電系統(tǒng)。

　　(2)負(fù)載

　　按用電設(shè)備、器具等負(fù)載的特性來(lái)分，有電阻、電容、電感三種或這三種相互間的組合。

　　電阻： 電阻在電路中表示的符號(hào)如圖1M411021―4，用R表示，量值單位為歐姆(Ω)。

　　如電路中電阻及有電流I流過(guò)，電阻要消耗電能，消耗的功率為I2R，當(dāng)電流值單位為安培(A)i電阻值的單位為歐姆時(shí)，被消耗的功率值的單位為瓦(W)。

　　工程中常用的導(dǎo)線或母排的電阻值可以用以下公式計(jì)算。

　　R=ρl/s

　　l導(dǎo)線或母排的長(zhǎng)度(m);

　　S導(dǎo)線或母排的截面積(mm2);

　　ρ-導(dǎo)線或母排原材料(銅或鋁)的電阻率(n?mm2/m)。

　　因?yàn)橥ǔ＝饘俨牧系碾娮柚禃?huì)隨著溫度升高而升高，但有些材料的電阻值卻相反，如碳的電阻值會(huì)隨著溫度升高而降低，所以要標(biāo)明對(duì)應(yīng)的溫度值電容在 電路中表示的符號(hào)如圖1M411081―5，用C表示，量值單位為法拉(F)如電路中電容c兩端有電壓存在，表示電容儲(chǔ)存著電能，理論上純電容不消耗電 能，儲(chǔ)能值為1/2CU2，當(dāng)電容值單位為法拉(F)、電壓值單位為伏(V)時(shí)，則電容儲(chǔ)存的電能單位值為焦耳(J)。

　　因?yàn)殡娙萦袃?chǔ)能作用，所以在工程做交接試驗(yàn)后，或停電檢修時(shí)，要對(duì)電容量大的電纜線路或變壓器等實(shí)施對(duì)地放電措施，把可能存有的儲(chǔ)存電能釋放，以免電擊對(duì)人身傷害。

　　電感

　　電感在電路中的符號(hào)如圖?1M411021―6，用L表示，量值單位為亨利(H)。

　　如電路中電感有電流I流過(guò)，電感便會(huì)儲(chǔ)存磁能，理論上電感不消耗電能，僅把電能轉(zhuǎn)化成磁能，儲(chǔ)能值為1/2LI2。當(dāng)電感值單位為亨利(H)，電流值單位為安培(A)時(shí)，則電感儲(chǔ)存的磁能單位值為焦耳(J)。

　　在工程中較常見(jiàn)的由電能轉(zhuǎn)為磁能的是各類(lèi)開(kāi)關(guān)設(shè)備上作起動(dòng)或脫扣用的電感線圈，因?yàn)殡姼写嬗锌赊D(zhuǎn)換成電能的磁能，所以開(kāi)斷電感線圈時(shí)，線圈兩端 會(huì)因磁能釋放而產(chǎn)生高電壓。在電感量大的線圈中為避免產(chǎn)生的高電壓損壞絕緣，通常采用與電感線圈并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮瑁闺姼袛嚯姇r(shí)，由磁能轉(zhuǎn)換的電能在電 阻上消耗掉，這個(gè)電阻稱(chēng)釋放電阻。

　　在工程實(shí)際中的負(fù)載構(gòu)成形式，往往表現(xiàn)是三類(lèi)負(fù)載的不同組合。如白熾燈泡可 視作純電阻負(fù)載，鐵磁線圈本體可視作電阻和電感串聯(lián)的負(fù)載，如上述帶釋放電阻的鐵磁線圈視作電阻和電感串聯(lián)后再與釋放電阻并聯(lián)的負(fù)載，有補(bǔ)償電容器的日光 燈可視作電阻和電感串聯(lián)后與電容并聯(lián)的負(fù)載;電動(dòng)機(jī)、變壓器可視作電阻和電感串聯(lián)的負(fù)載等。

　　(3)電源對(duì)負(fù)載的作用

　　直流電源對(duì)負(fù)載的作用

　　直流電源的電壓(U)加到負(fù)載電阻(R)的兩端，立即產(chǎn)生直流電流(I)，電流的方向由電源的正極流向電源的負(fù)極，電流的大小符合歐姆定律，即I=U/R。

　　直流電源的電壓(U)加到負(fù)載電容(C)的兩端，立即產(chǎn)生直流充電電流(I)，電流的方向由電源的正極流向電源負(fù)極。電容充電，電容的電壓Uc 趨向電源電壓值一致，但充電電流由大變小，符合微分關(guān)系，因而可以認(rèn)為，充電電流I始值較大，隨著充電過(guò)程時(shí)間的延續(xù)，電容電壓Uc變率duc趨向零。電 容充電完成，直流電源電壓(U)與電容兩端電壓(Uc)一致，這時(shí)充電電流(/)為零。這個(gè)現(xiàn)象在工程中用萬(wàn)用表檢測(cè)電容絕緣是否良好時(shí)，往往可以發(fā)現(xiàn)絕 緣完好的電容，萬(wàn)用表的指針一開(kāi)始向低阻方向擺動(dòng)到較大值，然后慢慢指向測(cè)定值，就是因?yàn)橛谐潆婋娏鞔嬖诘木壒?。而同樣用萬(wàn)用表測(cè)量電阻的電阻值，就沒(méi)有 這個(gè)現(xiàn)象。直流電源的電壓(U)加到負(fù)載電感(L)的兩端，由于電感反電勢(shì)(U1)的抵抗，直流電流(I)初始較小，電流的方向由電源的正極流向電源的負(fù) 極，反電勢(shì)(ul)符合微分關(guān)系，隨著電感磁場(chǎng)建立過(guò)程的延續(xù)?！摆呄?yàn)榱悖姼芯€圈內(nèi)直流電流J達(dá)到最大值，最大值受電感線圈直流電阻的大小限制，亦符 合歐姆定律。這就是在工程中用萬(wàn)用表檢測(cè)鐵磁線圈直流電阻時(shí)，指針由高阻方向緩慢地指向測(cè)定值的緣故。