低压电工-电荷与电场 直流电路

物质的微观构成所有物质都由原子组成原子分三部分质子带正电荷在原子核内中子不带电在原子核内电子带负电荷绕原子核外层高速转动性质活跃容易转移电荷diàn hè第四声是物质的一种基本物理属性。简单来说电荷就是物体带电的状态。电荷不是被创造出来的只是发生了转移从一个物体转移到另一个物体。摩擦起电本质电子的转移不是创造电荷电荷基本规律电荷只有两种正电荷、负电荷核心作用规律同种电荷互相排斥异种电荷互相吸引正常物体质子数 电子数正负电荷抵消整体不带电呈电中性物体带电的原因物体得到电子→ 负电荷多于正电荷 → 带负电物体失去电子→ 正电荷多于负电荷 → 带正电电荷不能凭空产生、也不能凭空消失只能从一个物体转移到另一个物体 ——电荷守恒定律电荷量定义物体带电荷的多少叫电荷量符号Q单位库仑符号 C单个电子携带的电量是自然界最小电荷量不可分割。安培小时A·h 或 Ah这个单位不是国际单位制SI中电荷量的标准单位但它是在工程和日常生活中被广泛接受和使用的实用单位。闪电的形成生活案例帮你理解电荷1.云层怎么带电高空云层在运动过程中云层之间互相摩擦发生摩擦起电。一部分云层失去电子 → 带正电一部分云层得到电子 → 带负电带电的云层周围会产生很强的电场正负电荷的云层之间、或者云层和地面之间电场强度越来越大。2.闪电本质闪电本质是正负电荷大量聚集后击穿空气放电分两种形式云间闪电一块云层带正电荷另一块带负电荷电荷积累量大、云层距离近中间空气被击穿云层间放电发光形成闪电。云地闪电最危险易造成雷击触电云层带一种电荷大地带相反电荷两者距离足够近时击穿空气雷电直击地面物体、人体。正负电荷通过被击穿的空气大规模定向移动瞬间形成超大电流这就是闪电。3.闪电产生时伴随现象-雷声电流超大 → 空气瞬间急剧发热膨胀 → 爆炸式震动 → 产生雷声。4.空气从绝缘体变成导体正常空气是绝缘体不导电但云层间 / 云层与地面电压极高、电场极强会把空气击穿空气瞬间变成可以导电的通路。电场 核心概念1.电场是什么电荷周围客观存在的一种特殊物质看不见、摸不着但真实存在。只要有电荷周围就一定有电场。2.电场的作用电场对放入其中的其他电荷会产生电场力的作用。电荷之间不用接触就能互相吸引 / 排斥就是靠电场传递作用力。3.电场方向规定人为规定正电荷在电场中某一点所受电场力的方向就是该点电场的方向负电荷受力方向和电场方向相反。4.电场强度5. 空气击穿临界值安全必考重点空气能绝缘但电场强度过高会被击穿导电空气击穿场强2530 kV/cm千伏每厘米6. 高压触电原理结合击穿值通俗解释高压电线电压极高人体靠近到一定距离电线和人体之间空气间隙的场强超过 30kV/cm空气被击穿不需要人体直接碰到电线电弧就能导电伤人这就是跨步电压、电弧触电。安全结论高压设备必须保持足够安全距离严禁近距离靠近。电流 零基础必懂1.电流的形成电荷的定向移动形成电流。电荷杂乱无章自由移动 → 不形成电流电荷朝一个方向定向移动 → 形成电流电流的形成条件①有自由电荷 ②有电压 / 电场力 ③闭合回路2.电流方向人为规定正电荷定向移动的方向为电流方向实际金属导体里只有自由电子负电荷在移动电子移动方向与电流方向相反3.直流电流 定义方向不随时间发生变化的电流简称直流电DC特点电流大小可以不变或缓慢变但方向永远不变常见干电池、蓄电池、手机电池供电都是直流电。4.电流单位符号I单位安培安符号 AmA毫安μA微安常用换算1 mA0.001 A,1 μA0.000001 A电路 基础组成直流电路核心1.什么是电路电流所经过的闭合路径叫电路。2.电路四大基本组成缺一不可电源提供电能、推动电荷移动干电池、电瓶、直流电源负载用电器消耗电能把电能转成其他能灯泡、电机、电阻导线传输电流连通电路铜芯线、铝芯线控制和保护器件开关、熔断器、断路器控制通断、保护电路3.电路两大核心作用电能的转换、传输、分配低压电工主要学习内容配电、供电都属于这类电信号传递、存储、处理弱电、电子设备等4.电路三种工作状态通路闭合电路开关闭合、线路完好 → 电流正常流通 → 用电器正常工作断路开路开关断开、导线断线、接头脱落 → 电路断开 →无电流电器不工作。断路的可能原因开关断开、导线断线、接触不良。短路电源两极不经过任何负载用电器直接用导线连通。短路的危害电流极大会烧坏电源、引发起火、爆炸电工作业严禁短路电压 核心概念电流的动力1. 电压作用类比水流靠水压流动 → 电流靠电压推动流动电压是驱使电荷定向移动形成电流的原因。2. 电压单位符号U单位伏特伏符号 VkV千伏mV毫伏。常用换算1 kV1000 V,1 mV0.001 V3. 直流电压大小、方向都不随时间变化的电压就是直流电压配合负载(用电器)构成直流电路。导体、绝缘体、半导体导体内部有大量自由电荷容易导电例铜、铝、铁、人体、大地、水溶液绝缘体几乎无自由电荷不容易导电例橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、干木头半导体导电能力介于导体和绝缘体之间例硅、锗是后续电子电路基础超导现象各种金属导体中银的导电性能是最好的但还是有电阻存在。20 世纪初科学家发现某些物质在很低的温度时如铝在−271.76 °C以下铅在−265.95 °C以下电阻就变成了0这就是超导现象。电阻 基础概念1. 电阻定义导体对电流的阻碍作用叫电阻。任何导体都有电阻只是大小不同。2. 电阻单位符号R单位欧姆符号 Ω常用千欧kΩ、兆欧MΩ3. 影响电阻大小的因素材料铜 铝 铁各种金属导体中银的导电性能是最好的、电阻最小长度导线越长电阻越大横截面积导线越粗电阻越小温度大部分金属温度越高电阻越大电阻是导体本身属性跟电压、电流无关