电气基础知识课件-PPT.ppt
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1、电气基础知识电气基础知识 热烈欢迎各位领导、热烈欢迎各位领导、各位同事各位同事的光临的光临主要内容主要内容电气及电气工程的含义电气及电气工程的含义电气及电气工程的含义电气及电气工程的含义电路的基本概念和基本电路电路的基本概念和基本电路电路的基本概念和基本电路电路的基本概念和基本电路交流电基础知识交流电基础知识交流电基础知识交流电基础知识电力系统简介及高压电气设备简介电力系统简介及高压电气设备简介电力系统简介及高压电气设备简介电力系统简介及高压电气设备简介低压控制电器及基本的交流控制电路低压控制电器及基本的交流控制电路低压控制电器及基本的交流控制电路低压控制电器及基本的交流控制电路变频器、软启动
2、、变频器、软启动、变频器、软启动、变频器、软启动、PLCPLCPLCPLC简介简介简介简介 电气及电气工程电气及电气工程 电气的定义电气的定义电气的定义电气的定义 电气(电气(电气(电气(electricalelectricalelectricalelectrical,electrical power and electrical power and electrical power and electrical power and equipmentequipmentequipmentequipment)是电能的生产、传输、分配、使用和)是电能的生产、传输、分配、使用和)是电能的生产、传输、
3、分配、使用和)是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电电工装备制造等学科或工程领域的统称。是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学,涵盖电能的转改善限定空间和环境的一门科学,涵盖电能的转改善限定空间和环境的一门科学,涵盖电能的转改善限定空间和环境的一门科学,涵盖电能的转换、利用和研究三方面,包括基础理论、应用技换、利用
4、和研究三方面,包括基础理论、应用技换、利用和研究三方面,包括基础理论、应用技换、利用和研究三方面,包括基础理论、应用技术、设施设备等术、设施设备等术、设施设备等术、设施设备等 。(是一个宏观的抽象的概念)(是一个宏观的抽象的概念)(是一个宏观的抽象的概念)(是一个宏观的抽象的概念)电气工程电气工程电气工程电气工程 电气工程(电气工程(电气工程(电气工程(Electrical EngineeringElectrical EngineeringElectrical EngineeringElectrical Engineering简称简称简称简称EEEEEEEE)是现代科技领)是现代科技领)是现代
5、科技领)是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今域中的核心学科之一,更是当今域中的核心学科之一,更是当今域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域高新技术领域高新技术领域高新技术领域中不可或缺的关键中不可或缺的关键中不可或缺的关键中不可或缺的关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络为基为基为基为基础的信息时代的到来,并将改变人类的生活工作模式。础的信息时代的到来,并将改变人类的生活工作模式。础的信息时代的到来,并将改变人类的生
6、活工作模式。础的信息时代的到来,并将改变人类的生活工作模式。传统的电气工程定义为用于创造产生电气与传统的电气工程定义为用于创造产生电气与传统的电气工程定义为用于创造产生电气与传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统电子系统电子系统电子系统的有关的有关的有关的有关学科的总和。此定义本已经十分宽泛,但随着学科的总和。此定义本已经十分宽泛,但随着学科的总和。此定义本已经十分宽泛,但随着学科的总和。此定义本已经十分宽泛,但随着科学技术科学技术科学技术科学技术的飞速发的飞速发的飞速发的飞速发展,电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴,展,电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴,展,电气工程概念已经
7、远远超出上述定义的范畴,展,电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴,斯坦福大学斯坦福大学斯坦福大学斯坦福大学教教教教授指出:今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工授指出:今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工授指出:今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工授指出:今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。本领域知识宽度的巨大增长,要求我们重新检查甚至重程行为。本领域知识宽度的巨大增长,要求我们重新检查甚至重程行为。本领域知识宽度的巨大增长,要求我们重新检查甚至重程行为。本领域知识宽度的巨大增长,要求我们重新检查甚至重新构造电气工程的学科方向、课程设置及
8、其内容,以便使电气工新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容,以便使电气工新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容,以便使电气工新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容,以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动态的科研环境。态的科研环境。态的科研环境。态的科研环境。(是一个宏观的抽象的概念)(是一个宏观的抽象的概念)(是一个宏观的抽象的概念)(是一个宏观的抽象的概念)电器的定义电器的定义电器的定
9、义电器的定义 电器(电器(电器(电器(electrical applianceelectrical applianceelectrical applianceelectrical appliance)泛指所有用电的)泛指所有用电的)泛指所有用电的)泛指所有用电的器具,从专业角度上来讲,主要指用于对电路进行接器具,从专业角度上来讲,主要指用于对电路进行接器具,从专业角度上来讲,主要指用于对电路进行接器具,从专业角度上来讲,主要指用于对电路进行接通、分断,对电路参数进行变换,以实现对电路或用通、分断,对电路参数进行变换,以实现对电路或用通、分断,对电路参数进行变换,以实现对电路或用通、分断,对电路
10、参数进行变换,以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和工装置、设备和工装置、设备和工装置、设备和元件元件元件元件;从普通民众的角度来讲,主要;从普通民众的角度来讲,主要;从普通民众的角度来讲,主要;从普通民众的角度来讲,主要是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备,如是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备,如是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备,如是指家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备,如电视机、冰箱、洗衣
11、机等等。电视机、冰箱、洗衣机等等。电视机、冰箱、洗衣机等等。电视机、冰箱、洗衣机等等。从功能和用途等方面来讲,如接触器、负荷开关、避从功能和用途等方面来讲,如接触器、负荷开关、避从功能和用途等方面来讲,如接触器、负荷开关、避从功能和用途等方面来讲,如接触器、负荷开关、避雷器等等。雷器等等。雷器等等。雷器等等。(是实体、具体的形象)(是实体、具体的形象)(是实体、具体的形象)(是实体、具体的形象)电子技术电子技术电子技术电子技术 电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造电子技术是根据电子
12、学的原理,运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技术和术和术和术和电力电子技术电力电子技术电力电子技术电力电子技术两大分支。信息电子技术包括两大分支。信息电子技术包括两大分支。信息电子技术包括两大分支。信息电子技术包括 Analog Analog Analog Analog(模(模(模(模拟)拟)拟)拟)电子技术和电子技术和电子技术和电子技术和 Digital Digital Digital Dig
13、ital(数字)(数字)(数字)(数字)电子技术。电子技术是对电子技术。电子技术是对电子技术。电子技术是对电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、放大、滤波、转换。放大、滤波、转换。放大、滤波、转换。放大、滤波、转换。电力电力电力电力电子技术电子技术电子技术电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术,是一门新兴的应用于电力领域的电子技术,是一门新兴的应用于电力领域的电子技术,是一门新兴的应用于电力
14、领域的电子技术,就是使用电力电子器件(如晶闸管)对电能进行变换和控制的就是使用电力电子器件(如晶闸管)对电能进行变换和控制的就是使用电力电子器件(如晶闸管)对电能进行变换和控制的就是使用电力电子器件(如晶闸管)对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的技术。电力电子技术所变换的技术。电力电子技术所变换的技术。电力电子技术所变换的“电力电力电力电力”功率可大到数百功率可大到数百功率可大到数百功率可大到数百MWMWMWMW甚至甚至甚至甚至GWGWGWGW,也可以小到数,也可以小到数,也可以小到数,也可以小到数W W W W甚至甚至甚至甚至1W1W1W1W以下,主要用于电力变换。以下,主要用于
15、电力变换。以下,主要用于电力变换。以下,主要用于电力变换。电路的基本概念电路的基本概念和简单电路和简单电路 电电 电是一种电是一种自然现象自然现象,是一种,是一种能量能量。电是像。电是像电子电子和和质子质子这样的这样的亚亚原子粒子原子粒子之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。电或之间的产生排斥力和吸引力的一种属性。电或电荷电荷有两种:有两种:我们把一种叫做我们把一种叫做正电正电、另一种叫做、另一种叫做负电负电。通过实验我们发现带电物。通过实验我们发现带电物体同性相斥、异性相吸,其吸引力或排斥力遵从体同性相斥、异性相吸,其吸引力或排斥力遵从库仑定律库仑定律。电是个一般术语,包括了许多种由于电是个一
16、般术语,包括了许多种由于电荷电荷的存在或的存在或移动移动而产生的现而产生的现象。这其中有许多很容易观察到的现象,像象。这其中有许多很容易观察到的现象,像闪电闪电、静电静电等等,还有等等,还有一些比较生疏的概念,像一些比较生疏的概念,像电磁场电磁场、电磁感应电磁感应等等。等等。电与人类生活电与人类生活 电的发现和应用极大的节省了人类的电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动体力劳动和和脑力劳动脑力劳动,使,使人类的力量长上了人类的力量长上了翅膀翅膀,使人类的信息触角不断延伸。电对人类生,使人类的信息触角不断延伸。电对人类生活的影响有两方面:能量的获取转化和传输,活的影响有两方面:能量的获取转化和
17、传输,电子信息电子信息技术的基础。技术的基础。电的发现可以说是电的发现可以说是人类历史人类历史的革命,由它产生的动能每天都在源源的革命,由它产生的动能每天都在源源不断的释放,人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的不断的释放,人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧气氧气,如果没有电,人类的文明还会在黑暗中探索。如果没有电,人类的文明还会在黑暗中探索。通常说的电的形式分为:直流电、交流电和静电通常说的电的形式分为:直流电、交流电和静电通常说的电的形式分为:直流电、交流电和静电通常说的电的形式分为:直流电、交流电和静电。直流电直流电直流电直流电 是是指指任任何何时时间间电电流流都都是是从从
18、导导体体的的一一端端流流向向另另一一端端,电电流流的的方方向向是是唯唯一一的的(电电流流方方向向是是正正极极流流向向负负极极,用用符符号号“”表示,缩写为表示,缩写为DCDC)。我们常用的直流电有电池、电瓶等。我们常用的直流电有电池、电瓶等。交流电交流电交流电交流电 是指电流随时间的改变流动的方向也改变。我们常用的是指电流随时间的改变流动的方向也改变。我们常用的交流电有民用的交流电有民用的220V220V电源,生产上的电源,生产上的380V380V生产用电等(生产用电等(用符用符号号“”表示,缩写为表示,缩写为ACAC)。静电静电静电静电 原子失去电子显示正电,得到电子显示负电的现象,造原子失
19、去电子显示正电,得到电子显示负电的现象,造成不平衡的电子分布,使物体显示带电。(摩擦起电成不平衡的电子分布,使物体显示带电。(摩擦起电)电流和电流强度电流电流电流电流 电荷的定向移动形成电流(电荷是自由电荷)。对金电荷的定向移动形成电流(电荷是自由电荷)。对金电荷的定向移动形成电流(电荷是自由电荷)。对金电荷的定向移动形成电流(电荷是自由电荷)。对金属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水属来讲是自由电子定向移动形成电流;对酸、碱、盐的水溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。溶液来讲,正
20、负离子定向移动形成电流。溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。溶液来讲,正负离子定向移动形成电流。电流方向电流方向电流方向电流方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。把正电荷移动的方向规定为电流的方向。把正电荷移动的方向规定为电流的方向。把正电荷移动的方向规定为电流的方向。在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。在电源外部,电流的方向从电源的正极到负极。电流强度电流强度电流强度电流强度 电流强度在数值上等于电流强度在数值上等于电流强度在数值上等于电流强度在数值上等于1 1 1 1秒钟内通过导线截面的电量秒钟内
21、通过导线截面的电量秒钟内通过导线截面的电量秒钟内通过导线截面的电量的大小的大小的大小的大小,通常用通常用通常用通常用“安培安培安培安培”作为电流强度的单位。安培简称作为电流强度的单位。安培简称作为电流强度的单位。安培简称作为电流强度的单位。安培简称“安安安安”,用字母用字母用字母用字母”A A A A”表示。表示。表示。表示。电流的实用单位除了安培(电流的实用单位除了安培(电流的实用单位除了安培(电流的实用单位除了安培(A A A A)以外还有千安()以外还有千安()以外还有千安()以外还有千安(KAKAKAKA)、)、)、)、毫安(毫安(毫安(毫安(mAmAmAmA)和微安()和微安()和微
22、安()和微安(AAAA)1 1 1 1千安千安千安千安=1000=1000=1000=1000安安安安 1 1 1 1安安安安=1000=1000=1000=1000毫安毫安毫安毫安 1 1 1 1毫安毫安毫安毫安=1000=1000=1000=1000微安微安微安微安具有持续电流的条件:具有持续电流的条件:具有持续电流的条件:具有持续电流的条件:(1 1 1 1)电路中有电源)电路中有电源)电路中有电源)电路中有电源 (2 2 2 2)电路为通路)电路为通路)电路为通路)电路为通路电流的三种效应:电流的三种效应:电流的三种效应:电流的三种效应:(1 1 1 1)电流的热效应。如电炉,电饭锅等
23、。)电流的热效应。如电炉,电饭锅等。)电流的热效应。如电炉,电饭锅等。)电流的热效应。如电炉,电饭锅等。(2 2 2 2)电流的磁效应,如电铃,接触器线圈等。)电流的磁效应,如电铃,接触器线圈等。)电流的磁效应,如电铃,接触器线圈等。)电流的磁效应,如电铃,接触器线圈等。(3 3 3 3)电流的化学效应,如电解、电镀等。)电流的化学效应,如电解、电镀等。)电流的化学效应,如电解、电镀等。)电流的化学效应,如电解、电镀等。电压电压电压电压 也叫电动势、电位差,是衡量单位电荷在静电场中由也叫电动势、电位差,是衡量单位电荷在静电场中由也叫电动势、电位差,是衡量单位电荷在静电场中由也叫电动势、电位差,
24、是衡量单位电荷在静电场中由于电动势不同所产生的能量差的物理量。在工程中一般称于电动势不同所产生的能量差的物理量。在工程中一般称于电动势不同所产生的能量差的物理量。在工程中一般称于电动势不同所产生的能量差的物理量。在工程中一般称作电压,用符号作电压,用符号作电压,用符号作电压,用符号“U U U U”表示表示表示表示 ,在物理学术研究常用电位差,在物理学术研究常用电位差,在物理学术研究常用电位差,在物理学术研究常用电位差 。它的国际标准单位是伏特(。它的国际标准单位是伏特(。它的国际标准单位是伏特(。它的国际标准单位是伏特(V V V V)。常用的单位有千伏)。常用的单位有千伏)。常用的单位有千
25、伏)。常用的单位有千伏(KVKVKVKV),毫伏(),毫伏(),毫伏(),毫伏(mVmVmVmV)和微伏()和微伏()和微伏()和微伏(VVVV)。)。)。)。1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV1KV=1000V 1V=1000mV 1mV=1000uV负载负载负载负载 即用电设备,其作用是把电能转换为其它形式的能量。即用电设备,其作用是把电能转换为其它形式的能量。即用电设备,其作用是把电能转换为其它形式的能量。即用电设备,其作用是把电能转换为其它形
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