第一节 电工基础
一、电路的组成（图1-1）
1.电源：是把其他形式的能量转换成电能的设备。如蓄电池、发电机等。
2.负载：是电路中消耗电能的设备。如电灯、电路和电动机等。
3.导线、开关：是电源和负载之间不可少的连接和控制部分，只有将开关合上，把电路接通时，才能有电流通过负载。
构成电路的目的是产生、传输、分配和使用电能。
图1-1 电路的组成
二、电路的三种状态
1.通路：也叫闭路，开关接通，使电源与负载接通，构成闭合回路，电路中有电流，有能量的转换。根据负载的情况又分为满载、轻载、过载。
2.开路：也叫断路，开关或电路某处断开，电路中没有电流，I=0，没有能量的转换。对于电源来说，称为空载。
3.短路：也叫捷路，电路中负载两端被导线短接，U=0。电源短路时，电流很大，有毁坏设备及危及人身安全的危险，必须严格防止，避免发生。
三、电路的几个物理量
1.电流（I）
电荷在导体中作有规则的定向运动形成电流。规定正电荷移动的方向为电流的方向。
1kA=1000A 1A=1000mA=1000000μA
2.电压（U）
1kV=1000V 1V=1000mV=1000000μV
3.电阻（R）
导体具有传导电流的能力，但在传导电流的同时又有阻碍电流通过的作用，这种阻碍作用称为导体的电阻。
1kΩ=1000Ω 1MΩ=1000kΩ=1000000Ω
四、电位与电压
1.电位：在电路中，如果将某点定为参考点（通常是电路的接地点），则电路中各点相对于参考点的电压就叫该点的电位。
2.电压：电场中两点之间电位的高低，可为正（负）值。通常是指相应的电位差的绝对值，与零电位选择无关。
注意：（1）电位是相对的，它的大小与参考点的选择有关；电压是绝对的，它的大小与参考点的选择无关。（2）参考点的选择是任意的，一个电路只有一个参考点。
3.三相交流连接如图1-2所示。
图1-2 三相交流连接
三相四线供电的特点：可以得到两种不同的电压，即相电压与线电压，且线电压是相电压的
倍。
4.线电压、线电流和相电压、相电流的关系见表1-1。
表1-1 线电压、线电流和相电压、相电流的关系
5.电功和电功率：
（1）电功（A）：A=qU=IUt=Pt
1焦耳=1安培×1伏特×1秒
（2）电功率（P）：电流在单位时间内所做的功。
1度电=1千瓦·小时=1000瓦×3600秒=1000安培·伏特×3600秒=3.6×106焦耳
五、欧姆定律
在电阻电路中，电流的大小与电阻两端电压的高低成正比，与电阻的阻值大小成反比。
U=IR I=U/R R=U/I
六、电阻的串联与并联
1.电阻的串联
各电阻首尾相接地连接在电路中，流经各电阻的电流处处相等。
R串=R1+R2+…+Rn
2.电阻的并联
各电阻并排地连接在电路中两点之间，各个电阻两端的电压相等。
七、正弦交流电流
（2）交流电的初相位：
（3）交流电的最大值：
八、功率因数的概念
1.交流电的功率
有功功率：有功电流与电压产生的功率叫有功功率（P）。
无功功率：无功电流与电压产生的功率叫无功功率（Q）。
视在功率：电压U和电流I的乘积叫视在功率（S）。
2.功率之间的关系
功率因数：cosф表示在整个视在功率中有功功率所占的比例。
3.用户功率因数的计算及其与电费的关系
（1）凡实行功率因数调整电费的用户，应装带有防倒装置的无功和有功电能表，按用户每日实用无功电量和有功电量计算月平均功率因数。
（2）凡装有无功补偿设备且有不能向电网倒送无功电量的用户，应随其负荷和电压变动及时投入或切除部分无功补偿设备，电业部门应在计量点加装无功电能表。
（3）用户功率因数高低的意义和对电网的影响：电源设备的有功出功率不能充分利用；使供电线路的功率损失和电压降增加。
4.提高用户功率因数的方法
（1）提高自然功率因数
合理选择电气设备的容量并减少所取用的无功功率是改善功率因数的基本措施。又称为提高自然功率因数。
（2）提高功率因数的人工补偿法
采用供应无功功率因数的设备，对用电设备的无功功率进行人工补偿，以提高功率因数。
九、无功补偿的概念
无功补偿的基本原理是：把具有容性无功负载装置与感性负载并联接在同一电路，当容性负载释放能量时，感性负载吸收能量。