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二級建造師《機電工程管理與實務》知識點講解3

掌握電工技術的基礎知識

交流，直流電源的區別及其對負載作用的差異

電氣安裝工程總體由三大部分組成：

電源及其開關控制設備;

供電用和控制用線路;

用電負載，即用電設備、器具的電氣部分。

這三大部分按預期要求合理、可靠地組合起來形成電路，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的電動勢正、端電壓Uab、對負載R提供的電流I等的方向不隨時間變化而變化。

交流電源：交流電源g的電動勢e、端電壓Uab對負載R提供的電流i等的方向和大小隨著時間作周期性變化，如變化規律隨時間呈正弦變化狀態稱正弦交流電源，所構成的電路稱正弦交流電路。

正弦變化交流電動勢的瞬時值e的表達為：

e=emsin(ωt+ψ)

em―電動勢的最大值(幅值)(V);

ω―角頻率(rad/s);

ψ―初相角(初相位、初相)(rad);

t ―時間(s);

T ―周期(重復變化一次的時間)(s)

周期T是指正弦變化一次的時間，而頻率f是指每秒變化的次數)簡稱赫;周期丁與頻率f的關系為：f=1/T.

我國電力供應規定交流變化的頻率為50Hz，有的國家規定為60Hz，稱為工頻在e=emsin(wt+ψ)公式中wt+ψ稱為相角或相位，當t=0時相角ψ稱為初相角，三相交流電源，即由三個初相角間互差120度的交流電源組成的供電系統。

(2)負載

按用電設備、器具等負載的特性來分，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如圖1M21―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，電阻要消耗電能，消耗的功率為I2R，當電流值單位為安培(A)i電阻值的單位為歐姆時，被消耗的功率值的單位為瓦(W)。

工程中常用的導線或母排的電阻值可以用以下公式計算。

R=ρl/s

l導線或母排的長度(m);

S導線或母排的截面積(mm2);

ρ-導線或母排原材料(銅或鋁)的電阻率(n?mm2/m)。

因為通常金屬材料的電阻值會隨著溫度升高而升高，但有些材料的電阻值卻相反，如碳的電阻值會隨著溫度升高而降低，所以要標明對應的溫度值電容在 電路中表示的符號如圖1M81―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，表示電容儲存著電能，理論上純電容不消耗電 能，儲能值為1/2CU2，當電容值單位為法拉(F)、電壓值單位為伏(V)時，則電容儲存的電能單位值為焦耳(J)。

因為電容有儲能作用，所以在工程做交接試驗后，或停電檢修時，要對電容量大的電纜線路或變壓器等實施對地放電措施，把可能存有的儲存電能釋放，以免電擊對人身傷害。

電感

電感在電路中的符號如圖?1M21―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，電感便會儲存磁能，理論上電感不消耗電能，僅把電能轉化成磁能，儲能值為1/2LI2。當電感值單位為亨利(H)，電流值單位為安培(A)時，則電感儲存的磁能單位值為焦耳(J)。

在工程中較常見的由電能轉為磁能的是各類開關設備上作起動或脫扣用的電感線圈，因為電感存有可轉換成電能的磁能，所以開斷電感線圈時，線圈兩端 會因磁能釋放而產生高電壓。在電感量大的線圈中為避免產生的高電壓損壞絕緣，通常采用與電感線圈并聯一個適當的電阻，使電感斷電時，由磁能轉換的電能在電 阻上消耗掉，這個電阻稱釋放電阻。

在工程實際中的負載構成形式，往往表現是三類負載的不同組合。如白熾燈泡可 視作純電阻負載，鐵磁線圈本體可視作電阻和電感串聯的負載，如上述帶釋放電阻的鐵磁線圈視作電阻和電感串聯后再與釋放電阻并聯的負載，有補償電容器的日光 燈可視作電阻和電感串聯后與電容并聯的負載;電動機、變壓器可視作電阻和電感串聯的負載等。

(3)電源對負載的作用

直流電源對負載的作用

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

直流電源的電壓(U)加到負載電容(C)的兩端，立即產生直流充電電流(I)，電流的方向由電源的正極流向電源負極。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，符合微分關系，因而可以認為，充電電流I始值較大，隨著充電過程時間的延續，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，這時充電電流(/)為零。這個現象在工程中用萬用表檢測電容絕緣是否良好時，往往可以發現絕 緣完好的電容，萬用表的指針一開始向低阻方向擺動到較大值，然后慢慢指向測定值，就是因為有充電電流存在的緣故。而同樣用萬用表測量電阻的電阻值，就沒有 這個現象。直流電源的電壓(U)加到負載電感(L)的兩端，由于電感反電勢(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 極，反電勢(ul)符合微分關系，隨著電感磁場建立過程的延續?！摆呄驗榱悖姼芯€圈內直流電流J達到最大值，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用表檢測鐵磁線圈直流電阻時，指針由高阻方向緩慢地指向測定值的緣故。

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