二级建造师

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(1)电源

电源可分为直流电源和交流电源两种。

直流电源： 直流电源G的电动势正、端电压Uab、对负载R提供的电流I等的方向不随时间变化而变化。

交流电源：交流电源g的电动势e、端电压Uab对负载R提供的电流i等的方向和大小随着时间作周期性变化，如变化规律随时间呈正弦变化状态称正弦交流电源，所构成的电路称正弦交流电路。

正弦变化交流电动势的瞬时值e的表达为：

e=emsin(ωt+ψ)

em-电动势的最大值(幅值)(V);

ω-角频率(rad/s);

ψ-初相角(初相位、初相)(rad);

t -时间(s);

T -周期(重复变化一次的时间)(s)

周期T是指正弦变化一次的时间，而频率f是指每秒变化的次数)简称赫;周期丁与频率f的关系为：f=1/T.

我国电力供应规定交流变化的频率为50Hz，有的国家规定为60Hz，称为工频在e=emsin(wt+ψ)公式中wt+ψ称为相角或相位，当t=0时相角ψ称为初相角，三相交流电源，即由三个初相角间互差120度的交流电源组成的供电系统。

(2)负载

按用电设备、器具等负载的特性来分，有电阻、电容、电感三种或这三种相互间的组合。

电阻： 电阻在电路中表示的符号如图1M411021-4，用R表示，量值单位为欧姆(Ω)。

如电路中电阻及有电流I流过，电阻要消耗电能，消耗的功率为I2R，当电流值单位为安培(A)i电阻值的单位为欧姆时，被消耗的功率值的单位为瓦(W)。

工程中常用的导线或母排的电阻值可以用以下公式计算。

R=ρl/s

l——导线或母排的长度(m);

S——导线或母排的截面积(mm2);

ρ-导线或母排原材料(铜或铝)的电阻率(n·mm2/m)。

因为通常金属材料的电阻值会随着温度升高而升高，但有些材料的电阻值却相反，如碳的电阻值会随着温度升高而降低，所以要标明对应的温度值电容在电路中表示的符号如图1M411081-5，用C表示，量值单位为法拉(F)如电路中电容c两端有电压存在，表示电容储存着电能，理论上纯电容不消耗电能，储能值为1/2CU2，当电容值单位为法拉(F)、电压值单位为伏(V)时，则电容储存的电能单位值为焦耳(J)。

因为电容有储能作用，所以在工程做交接试验后，或停电检修时，要对电容量大的电缆线路或变压器等实施对地放电措施，把可能存有的储存电能释放，以免电击对人身伤害。

电感

电感在电路中的符号如图·1M411021-6，用L表示，量值单位为亨利(H)。

如电路中电感有电流I流过，电感便会储存磁能，理论上电感不消耗电能，仅把电能转化成磁能，储能值为1/2LI2.当电感值单位为亨利(H)，电流值单位为安培(A)时，则电感储存的磁能单位值为焦耳(J)。

在工程中较常见的由电能转为磁能的是各类开关设备上作起动或脱扣用的电感线圈，因为电感存有可转换成电能的磁能，所以开断电感线圈时，线圈两端会因磁能释放而产生高电压。在电感量大的线圈中为避免产生的高电压损坏绝缘，通常采用与电感线圈并联一个适当的电阻，使电感断电时，由磁能转换的电能在电阻上消耗掉，这个电阻称释放电阻。

在工程实际中的负载构成形式，往往表现是三类负载的不同组合。如白炽灯泡可 视作纯电阻负载，铁磁线圈本体可视作电阻和电感串联的负载，如上述带释放电阻的铁磁线圈视作电阻和电感串联后再与释放电阻并联的负载，有补偿电容器的日光灯可视作电阻和电感串联后与电容并联的负载;电动机、变压器可视作电阻和电感串联的负载等。

3)电源对负载的作用

直流电源对负载的作用

直流电源的电压(U)加到负载电阻(R)的两端，立即产生直流电流(I)，电流的方向由电源的正极流向电源的负极，电流的大小符合欧姆定律，即I=U/R.

直流电源的电压(U)加到负载电容(C)的两端，立即产生直流充电电流(I)，电流的方向由电源的正极流向电源负极。电容充电，电容的电压Uc趋向电源电压值一致，但充电电流由大变小，符合微分关系，因而可以认为，充电电流I始值较大，随着充电过程时间的延续，电容电压Uc变率duc趋向零。电容充电完成，直流电源电压(U)与电容两端电压(Uc)一致，这时充电电流(/)为零。这个现象在工程中用万用表检测电容绝缘是否良好时，往往可以发现绝缘完好的电容，万用表的指针一开始向低阻方向摆动到较大值，然后慢慢指向测定值，就是因为有充电电流存在的缘故。而同样用万用表测量电阻的电阻值，就没有这个现象。直流电源的电压(U)加到负载电感(L)的两端，由于电感反电势(U1)的抵抗，直流电流(I)初始较小，电流的方向由电源的正极流向电源的负极，反电势(ul)符合微分关系，随着电感磁场建立过程的延续。“趋向为零，电感线圈内直流电流J达到最大值，最大值受电感线圈直流电阻的大小限制，亦符合欧姆定律。这就是在工程中用万用表检测铁磁线圈直流电阻时，指针由高阻方向缓慢地指向测定值的缘故。

*正弦交流电源对负载的作用

正弦交流变化电源的电压(u)加到负载电阻(R)的两端，产生正弦变化的交流电流(i)其变化规律与电压(u)一致，且波形相同，初相角相同。

正弦交流变化电源的电压(u)加到负载电容(C)的两端，产生正弦变化的交流电流(i)，其变化规律与电压(u)一致，且波形相同，其初相角超前于电压(u)的初相角90度。

正弦交流变化电源的电压(u)加到负载电感(L)的两端，产生正弦变化的交流电流i其变化规律与电压(u)一致，且波形相同，但电流初相角滞后于电压(u)的初相角90度。

IM411022 电路的有载、空载、短路三种状态及其特征在机电安装工程中安装和试运行或建成后的使用和生产中，由于需要或故障的原因，电路会出现有载、空载、短路三种不同状态，掌握这三种不同状态的特征，有利于对电力电路运行情况作出正确判断。(1)有载状态对机电安装工程而言，电路有载是处于正常工作状态。有载状态下的电力电路中各项电量参数(如电压、电流、功率等)和非电量参数(如发热情况、电动应力情况、噪声等级等)都处在预期的正常状态。最明显的特征是电路中既有电压，又有电流，发生电能与其他能的正常转换。(2)空载状态对机电安装工程而言，电路空载是处于备用状态，备用状态可分为热备用和冷备用状态。 (3)短路状态对机电安装工程而言，电路短路是处于故障状态，故障发生的位置可能是构成电路的任何部位，但通常指不经负载流通电流谓短路。

1M411023 电流、电压、功率及主要非电物理量测量的基本原理和方法

为了实施对机电安装工程试运行情况和日后生产或使用情况进行有效监视，电气工程中有许多测量电量的仪表，如电流表、电压表、功率表等。同时为正确反映机械设备等的其他非电物理量，以利手动或启动调节工艺参数和使用状态，如设备的转速、造纸机上纸的厚度、照明的照度、轴瓦的温度、室内空气的温度等都可转换成电量用仪表反映，仪表的显示有指针式、数字式、记录式等不同类型。

(1)直流电流的测量

按被测量直流电流数值的大小，可分成大、中、小三段，机电安装工程很少遇到处于小段的测量

*中段直流电流的测量： 将直流电流表(A)串人负载电路内，注意表的极性，使直流电流J自表的正极流入，负极流出，接反后会无法测量或损坏仪表，同时为保证测量精度应选用直流电流表内阻远小于负载电阻R的仪表，RA/R应小于允许误差的1/5.允许误 差的确定，往往是选用仪表精度等级的依据，通常由设计来作出规定。

*大段直流电流的测量：在负载电路内串入一个电阻值较小，基本不会影响负载电流I变异的分流器F，分流器F的电阻值是个常数，目的是保持测量的准确性。

只要用直流毫伏表、电位差计或直流数字电压表(mV)，测量出分流器F两端的直流电压值Uf，通过I=Uf/Rf，计算，便可获得所测直流电流I的数值。当然也可在专用的毫伏计、电位差计、直流数字电压表的显示部分制成相对应的直流电流读数。这些仪表接线同样要注意极性。

大段直流电流测量除用分流器法外，还有直流互感器法，直流比较仪法等。

(2)直流电压的测量

同样直流电压值也分大、中、小三段。

*中段直流电压的测量：

将直流电压表的两根连线并联在负载只或电源的两端，便可读得负载上或电源的直流电压值，同样要注意连线的极性不可错接。直流电压表的内阻Rv要远大于负载电阻R，R/Rv至少应小于允许误差的1/5.

*大段直流电压的测量：

用一大阻值的电阻R与一直流毫安表串联起来，且电阻R的阻值远远大于毫安表的内阻，同时电阻R在使用温度范围内，阻值是稳定的，则毫安表测得电流I乘上R为所测电压值。毫安表的显示部分可指出相对应电压值的读数。这个方法称附加电阻法。

大段直流电压测量除用附加电阻法外，还有电阻分压器法、直流电压互感器法等。

(3)直流功率的测量

由于直流功率P=UI，所以功率表要输入电压u和电流I两个信号，图中x号为功率表的电压、电流线圈的始端，rg为电压线圈的附加电阻，功率表读数直接指出电路负载功率值，这个方法适用于I在0.025～10A，U在1-1000V之间。

(4)正弦交流电的有效值

正弦交流电的电流和电压是随时间发生变化的，某一时间的数值称瞬时值，在工程实际应用中和各类电工产品铭牌标示上以及仪表测量显示都以有效

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