哈喽,大家好!今天開始給大家分享一些電工基礎知識。邊學邊分享希望與你共同成長。
好了話不多說開始我們今天的分享吧。
什麼是弱電?什麼是強電?你還分不清嗎?一、什麼是弱電?(信息傳遞)
弱電一般是指直流電路或音頻、視頻線路、網絡線路、電話線路,直流電壓一般在32V以内。家用電氣中的電話、電腦、電視機的信号輸入(有線電視線路)、音響設備(輸出端線路)等用電器均為弱電電氣設備。
二、什麼是強電?(動力輸送)
強電是指電工領域的電力部分。強電一般指交流電電壓在 24V以上。如家庭中的電燈、插座等,電壓在 110~220V。家用電器中的照明燈具、電冰箱、電視機、音響設備(輸入端)等用電器均為強電電氣設備。
通過這張圖我們可以直觀性地了解一下強、弱電在家裝行業的實際應用情況。
接下來我們繼續加深學習吧。
強弱電它們大緻有如下區别:
(1)交流頻率不同
強電的頻率一般是50Hz(赫),稱“工頻”,意即工業用電的頻率:
弱電的頻率往往是高頻或特高頻,以kHz(千赫)、MHz(兆赫)計。
(2)傳輸方式不同
強電與輸電線路傳輸,
弱電的傳輸有有線與無線之分。無線電則以電磁波傳輸。
(3)功率、電壓及電流大小不同
強電功率以kW(千瓦)、MW(兆瓦)計、電壓以V(伏)、kV(千伏)計,電流以A(安)、kA(千安)計;
弱電功率以W(瓦)、mW(毫瓦)計,電壓以V(伏)、mV(毫伏)計,電流以mA(毫安)、uA(微安)計,因而其電路可以用印刷電路或集成電路構成。
通過上面的學習我們初步能夠對強弱電進行簡單的區分了,那麼我們繼續深入學習吧。
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在電力系統中,36v以下的電壓稱為安全電壓,1kv以下的電壓稱為低壓,1kv以上的電壓稱為高壓,直接供電給用戶的線路稱為配電線路,如用戶電壓為380/220v,則稱為低壓配電線路,也就是家庭裝修中所說的強電(因它是家庭使用最高的電壓)。強電一般是指交流電電壓在24V以上。如家庭中的電燈、插座等,電壓在110V~220V。家用電氣 中的照明燈具、電熱水器、取暖器、冰箱、電視機、空調、音響設備等用電器均為強電電氣設備。
詳細了解一下電是從何而來?電流為什麼要分直流和交流?有什麼不同呢?
電到底是什麼?
電是電子通過導體(如金屬絲)的流動。電子在長鍊中相互碰撞,導緻電子沿導線的整體運動。
電子在導體中的運動産生了電和磁場。這種電能通過插頭或開關為你生活中的一切提供能量。
電有三個主要屬性告訴我們電流有多大。這三個屬性分别是電壓、電流和電阻。
電壓告訴我們電流有多強,電流告訴我們電流有多快,電阻告訴我們電子沿着導體流動有多難。
電的分類:交流電(AC)和直流電(DC)。交流電的極性在一秒鐘内變換多次,而直流電則保持恒定不變。
接着我們來了解一下電壓、電流和電阻的相關知識。
什麼是電壓
單位時間内通過導體任意橫截面的電量叫做電流強度,簡稱電流,單位是安培,用A來表示,電流一般用I來表示。
電壓(voltage),也稱作電勢差或電位差,是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所産生的能量差的物理量。
其大小等于單位正電荷因受電場力作用從A點移動到B點所做的功,電壓的方向規定為從高電位指向低電位的方向。
電壓的國際單位制為伏特(V,簡稱伏),常用的單位還有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念與水位高低所造成的“水壓”相似。需要指出的是,“電壓”一詞一般隻用于電路當中,“電勢差”和“電位差”則普遍應用于一切電現象當中。
任何用電器、電器在通過電流時,在其兩端均存在電壓。
電壓是電路中形成電流的原因,是驅動電路中的電荷發生定向運動的原因,而電源的作用是為用電器兩端提供電壓。
什麼是電流
單位時間内通過導體任意橫截面的電量叫做電流強度,簡稱電流,單位是安培,用A來表示,電流一般用I來表示。
電流的大小以庫侖每秒為單位測量,其公用單位是安培(amp),用字母'A'表示。
安培(Ampere)以及其它電流單位如毫安(0.001A),微安(0.000001A)等被廣泛地用于電氣和電子技術以及乘法器中。
電路中的電流通常用字母“I”表示,該字母用于歐姆定律等式,其中V =I⋅R。
電壓和電流的關系
電流是電荷的定向移動,從電壓/位高的地方流向電壓/位低的地方。能産生電流的地方一定存在電壓,但是有電壓的地方卻未必存在電流。如果電路中隻存在電壓但是沒有電流,那麼可以判斷電路發生了斷路故障,即線路中存在斷線或存在未按下的開關,電阻呈現無窮大。如果測得電路中的電流較大而電壓為零,這時候可能發生了短路故障,即電阻趨向于0。在分析電路時電壓和電流一定要結合考慮。
電壓和電流的測量工具
測量電壓的工具叫做電壓表,電壓表的内阻可以認為是無窮大,測量時要把兩個表筆跨在所測元器件的兩端,隻有電壓表的内阻無窮大才不會影響所測量元器件自身的電阻。
測量電流的工具叫做電流表,電流表的内阻可以認為是0,測量時要把電流表串聯在電路中,隻有電流表的内阻趨近于0,才不會影響電路中電流的大小。測量電流時要注意表筆的正負極。
電流和電壓的計算方式
電壓和電流可以通過歐姆定律來計算,歐姆定律的公式為R=U/I。其中R為電阻。一般來說,一個導體被确定之後它的電阻是相對固定的。所以電壓和電流的關系曲線近似于一條直線,而斜率就是電阻。
如果電壓确定之後,那電路中的電阻越大電流就越小,電流和電壓呈反比關系。
什麼是電阻
電阻是電子行業最常見、應用最廣泛的元器件之一,其英文名字叫做Resistor,常用R來表示。它的單位是歐姆,用符号“Ω”來表示。在物理學中,電阻表示導體對電流阻礙作用的大小,電阻越大,對電流的阻礙作用越大。電阻元件是對電流呈現阻礙作用的耗能元件。
電阻大小的決定因素
電阻的決定式為R=ρ×L/S。
ρ:電阻率;
L:長度;
S:橫截面積;
通常,一個定值電阻被制造出來後,它的阻值就已經确定了;
電阻的計算公式為:R=U/I。也就是歐姆定律。
電阻的分類
電阻有不同的分類方式。按照材料分有碳膜電阻、金屬膜電阻、水泥電阻、線繞電阻等;按照功能又可分為熱敏電阻、壓敏電阻、光敏電阻等;按照功率分,有1/16W,1/8W,¼W,½W,1W等。按照精度分,又可分為±0.1%,±1%,±5%等。當需要設計一個溫度傳感器時,可以選用對溫度比較靈敏的熱敏電阻,以此來搭建電路檢測環境的溫度。
電阻的用途
電阻在電路上的主要作用有分流、限流、分壓、濾波(與電容器組合使用)和阻抗匹配等作用。
分流作用:兩個電阻并聯在一起作為兩個支路時,可以将幹路的電流分流,如下圖所示。
電流I = I1 I2。
限流作用:電阻串聯在電路之中可以限制所在支路電流的大小,可以防止因電流過大将電路中的負載燒壞,如下圖所示。
分壓作用:兩個大小不同的電阻串聯後,流過兩個電阻的電流相等,但是每個電阻的電壓不相等,這由歐姆定律可以得到。如下圖所示。
濾波作用:與電容配合使用可以搭建成濾波器,如下圖所示。
電阻的串并聯
電阻的串聯和并聯是中學課本裡學到的内容,其典型電路圖如下所示。
串聯:串聯後的阻值等于各電阻之和;
并聯:并聯後的總電阻的倒數等于各電阻的倒數之和。
什麼是直流?
直流電(Direct Current,簡稱DC),又稱“恒流電”,恒定電流是直流電的一種,是大小和方向都不變的直流電,1747年,美國的富蘭克林根據實驗提出電荷守恒定律,并且定義了正電和負電的術語。恒定電流是指大小(電壓高低)和方向(正負極)都不随時間(相對範圍内)而變化,比如幹電池。脈動直流電是指方向(正負極)不變,但大小随時間變化,比如:我們把50Hz的交流電經過二極管整流後得到的就是典型脈動直流電,半波整流得到的是50Hz的脈動直流電,如果是全波或橋式整流得到的就是100Hz的脈動直流電,它們隻有經過濾波(用電感或電容)以後才變成平滑直流電,當然其中仍存在脈動成分(稱紋波系數),大小視濾波電路的濾波效果。
直流電原理
直流電所通過的電路稱直流電路,是由直流電源和電阻構成的閉合導電回路。在該直流電路中,形成恒定的電場。在電源外,正電荷經電阻從高電勢處流向低電勢處,在電源内,靠電源的非靜電力的作用,克服靜電力,再從低電勢處到達高電勢處,如此循環,構成閉合的電流線。所以,在直流電路中,電源的作用是提供不随時間變化的恒定電動勢,為在電阻上消耗的焦耳熱補充能量。
直流電變為交流電的原理
利用二極管(或更加複雜的晶閘管,又叫可控矽)的單向導電性,将其整流變成直流電。有半波整流,全波整流,橋式整流等,這樣是脈動直流電,若要得到穩定的輸出,應再加上濾波電路,将交流成分進一步濾除。
什麼是交流?
交流電(alternating[ˈɔltərˌneɪt] current[ˈkɚrənt, ˈkʌr-]),簡稱為AC。交流電也稱“交變電流”,簡稱“交流”。一般指大小和方向随時間作周期性變化的電壓或電流。它的最基本的形式是正弦電流。當發現了電磁感應後,産生交流電流的方法則被發現。早期的成品由尼古拉•特斯拉、麥可•法拉第與波利特•皮克西等人開發出來。其中,波利特•皮克西Hippolyte Pixii于1832年基于麥可•法拉第Michael Faraday的原理制造了第一台交流電機。以正弦交流電應用最為廣泛,且其他非正弦交流電一般都可以經過數學處理後,化成為正弦交流電的疊加。正弦電流(又稱簡諧電流),是時間的簡諧函數。當閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時,線圈裡就産生大小和方向作周期性改變的正弦交流電。交流電是用交流發電機發出的,在發電過程中,多對磁極是按一定的角度均勻分布在一個圓周上,使得發電過程中,各個線圈就切割磁力線,由于具有多對磁極,每對磁極産生的磁力線被切割産生的電壓、電流都是按弦規律變化的,所以能夠不斷的産生穩定的電流。國内交流電的頻率一般是50赫茲,即每秒變化50次.有些國家交流電的頻率是60赫茲,即每秒變化60次.當然也有其它頻率.如電子線路中有方波的、三角形的等,但這些波形的交流電不是導體切割磁力線産生的,而是電容充放電、開關晶體管工作時産生的。
交流電和直流電的區别
交流電和直流電都有電壓、電流和電阻。所以它們的主要區别是電流如何流動。
交流電快速地向前和向後流動,其極性每秒颠倒50到60次。這好像與一個直觀的理解有矛盾,如果電子先進入,然後再出來,它們如何為任何東西提供動力呢?
然而,産生能量的并不是電子的積累。電子在産生能量之前是沒有目的地的。是電子本身的運動産生了電能。
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