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电工学基础知识电工学基础知识第一节第一节直流电直流电直流电（direct current）是大小和方向都不随时间变化的电流。又称恒定电流。所通过的电路称直流电路，是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。在该电路中，形成恒定的电场，在电源外，正电荷经电阻从高电势处流向低电势处，在电源内，靠电源的非静电力的作用，克服静电力，再从低电势处到达高电势处，如此循环，构成闭合的电流线。所以，在直流电路中，电源的作用是提供不随时间变化的恒定电动势，为在电阻上消耗的焦耳热补充能量。在比较简单的直流电路中，电源电动势、电阻、电流以及任意两点电压之间的关系可根据欧姆定律及电动势的定义得出。复杂的直流网络可根据 G.R.基尔霍夫方程组求解。它包括节点电流方程和回路电压方程两部分，前者指出，对于任一节点（3 个或 3 个以上支路的交点），流入和流出节点的各电流的代数和为零，这是恒定条件的要求，后者指出，对于任一闭合回路（网格），各部分电压降的代数和为零，这是静电场环路定理的结果，两者构成了完备的方程组。测量直流电路中电流、电压、电阻、电源电动势等物理量的仪表称为直流仪表。常用的有电流计，安培计，伏特计，电桥，电势差计等。直流电源有化学电池，燃料电池，温差电池，太阳能电池，直流发电机等。直流电主要应用于各种电子仪器，电解，电镀，直流电力拖动等方面。在电力传输上，19 世纪 80 年代以后，由于不便于将直流电低电压升至高电压进行远距离传输，直流输电曾让位于交流输电。20 世纪 60 年代以来，由于采用高电压、大功率变流器将直流电变为交流电，直流输电系统又重新受到重视并获得新的发展。第二节第二节交流电交流电有了电的发现与了解，十八世纪研究电的科学家们又发现不同的金属释放电子的能力不同，将能力高（如锌）与能力低（如铜）的两种金属，用适当的溶液及导线相连，则会产生持续性的电流，这种电流便是“直流电流”，而类似的装置即为今日常用电池的基本构造。直流电的发明为当时的生活带来许多便利，但以今日的科技水准观之，却有不易大量生产以及持续性不够久的缺点。幸而在十九世纪中科学家发现了磁场，同时也发现导线在磁埸中移动会产生电流，更因此而发明了便宜又好用的交流电，丰富了人类的生活。所谓交流电即是随时间而改变方向的电流，因导线在磁场中无法永远在同一方向移动，而必须做周期性的往返运动，因此其产生的电流也会定期改变方向，就像我们的呼吸一样，吸饱气时必须呼气才能吸一下口气，而我们肺部也就跟着做氧气与二氧化碳的周期性交换动作。上图是一个简单的交流发电机原理示意图，图中环状导线借着连接其上的转轴不断旋转，并与南北两磁极连成的磁力线相交而产生交流电，转轴前端的电刷则将导线所产生的电流引出送到输配电系统，再送到工厂或家中使用。简而言之，我们只要想办法让一组环状导电线圈在磁场中持续转动，原则上就可以得到电力。第三节第三节电电 流流电流是指电荷的定向移动。电流的大小称为电流强度（简称电流，符号为 I），是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量，每秒通过一库仑的电量称为一“安培”（A）。安培是国际单位制中所有电性的基本单位。除了安培（A），常用的单位有毫安（mA）及微安(A)。它们之间的换算关系是：1A=1000mA1mA=1000A电流的微观表达式为 I=nesv。式中的 n 表示单位体积内的自由电荷数，e 是电子的电量，s 为导体横截面积，v 为自由电子定向移动的速率。1、电流的基本计算式I=C/T（电量/时间）=U/R（电压/电阻）2、电流的方向物理上规定电流的方向是正电子的流动方向或者负电子的流动的反方向。一般情况下，电子指的是负电子，除非特别说明是正电子。3、电流形成的原因电压是使电路中电荷定向移动形成电流的原因。4、电流产生的条件（1）必须具有能够自由移动的电荷。（2）导体两端存在电压（要使闭合回路中得到持续电流，必须要有电源）。5、电流的单位安培电流单位安培，简称安，符号是：A。它的定义是：安培是一恒定电流，若保持在处于真空中相距 1 米的两条无限长而圆截面可忽略的平行直导线内，则两条导线之间产生的力在每米长度上等于 210-7牛顿。该定义在 1948 年第九届国际计量大会上得到批准，1960 年第十一届国际计量大会上，安培被正式采用为国际单位制的基本单位之一。6、电流的测量电流表电流表的符号：-A-电流表的使用方法：（1）电流表要串联在电路中。（2）正负接线柱的接法要正确：电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。（3）被测电流不要超过电流表的量程。（4）绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上（5）确认目前使用的电流表的量程（6）确认每个大格和每个小格所代表的电流值。先试触，出现问题时先解决：指针不偏转；指针偏转过激，电流表会爆掉；指针偏转很小；指针反向偏转。7、电流的三大效应（