《常用电气元件》课件

常用电气元件本课程将带您深入了解常见的电气元件及其功能，包括开关、继电器、电阻器、电容器、电感器等您将学习这些元件的原理、特性、应用和选型方法，为您的电子设计和工程项目打下坚实基础课程介绍课程目标课程内容12本课程旨在帮助学生全面了解课程内容涵盖电阻、电容、电常用的电气元件，包括其原理感、变压器、继电器、开关、、分类、作用、种类、连接方电线电缆、电动机、断路器、式等熔断器等重要电气元件，并介绍其在实际应用中的典型案例学习方法3课程采用理论讲解、实验演示、案例分析相结合的教学模式，帮助学生理解电气元件的原理，掌握其应用方法，提高实践操作能力电气元件分类按功能分类按工作原理分类电气元件可以根据其功能分为以下几类电气元件可以根据其工作原理分为以下几类•控制元件如开关、继电器、接触器等，用于控制电路的通•电阻元件如电阻器、电位器等，用于阻碍电流的流动断或改变电路的状态•电容元件如电容器、电容式传感器等，用于储存电荷•保护元件如熔断器、断路器、过载继电器等，用于保护电•电感元件如电感器、变压器等，用于储存磁场能量路和设备•半导体元件如二极管、三极管、集成电路等，用于控制电•执行元件如电动机、电磁阀、电加热器等，用于执行各种流和电压功能•连接元件如电线电缆、接线端子、插座等，用于连接电路和设备电流与电压电流电压电流是指在电路中，电荷定向移动的现象电流的单位是安培（电压是指电路中两点之间的电位差，也称为电势差电压的单位A）是伏特（V）•电流的方向定义为正电荷的运动方向如果电子运动，则电•电压代表着电路中电场力做功的能力，电压越高，电场力做流方向与电子运动方向相反功的能力越强•电流的强度是指单位时间内通过导体横截面的电荷量，即每•电压的大小决定了电流的大小，电压越高，电流越大，但电秒通过导体横截面的库仑数流的大小也与电路的电阻有关直流电路定义1电流方向恒定不变的电路特点2电压和电流均为恒定值应用3广泛应用于电子设备、电池供电系统等直流电路是电气工程中最基本的概念之一，其应用十分广泛理解直流电路的基本原理对于学习和理解其他更复杂的电气系统至关重要交流电路定义1交流电路是指电流方向随时间周期性变化的电路与直流电路不同，交流电路的电流方向不断改变，从而形成波形最常见的交流波形为正弦波，类似于声音的波形特点2交流电路的特点是电流方向不断变化，并且通常具有较高的电压，使得其在远距离输电方面比直流电路更具优势交流电的频率可以用赫兹Hz来表示，它代表每秒钟电流变化的次数应用3交流电路在电力系统中应用广泛，例如家庭用电、工业生产、以及各种电子设备的供电它也是许多电气元件的基础，例如变压器、电机等电阻电阻器电阻器的作用电阻器的种类电阻器是一种常见的电气元件，它能阻碍电阻器在电路中起着重要的作用，它可以电阻器有很多种类，常见的电阻器有电流的流动电阻器的阻值用欧姆（Ω）控制电流的大小，还可以将电能转换为热•固定电阻器表示，不同的电阻器有不同的阻值能，起到限流、分压、发热等作用•可变电阻器•压敏电阻器电阻的作用限制电流分压产生热量电阻可以限制电路中的电阻可以将电压分成多电阻在通电时会产生热电流，防止电流过大而个不同的电压值，用于量，可以用于加热或发损坏电路元件满足不同电路元件的电光等应用压需求电阻的种类固定电阻固定电阻是指阻值固定的电阻器，是最常见的电阻器类型它们通常由碳膜、金属膜或金属氧化物制成，并具有不同的阻值范围和精度等级固定电阻广泛应用于各种电子电路中，例如分压器、限流器和信号衰减器可变电阻可变电阻是指可以手动调节阻值的电阻器它们通常由碳膜或金属膜制成，并具有一个滑动触点，可以沿电阻元件移动以改变阻值可变电阻广泛应用于音量控制、调光器和传感器电路中，可以根据需要调节电路的阻抗压敏电阻压敏电阻是指随着电压增加而阻值降低的电阻器它们通常由金属氧化物材料制成，并在高电压下起保护作用，例如在电路中防止过电压或浪涌热敏电阻热敏电阻是指随着温度变化而阻值改变的电阻器它们通常由金属氧化物或半导体材料制成，并广泛应用于温度传感器、温度控制电路和过热保护电路中电阻的连接方式串联并联串联连接是指将多个电阻依次连接起来，形成一个闭合回路串并联连接是指将多个电阻的两端分别连接到同一节点上并联连联连接的电阻具有以下特点接的电阻具有以下特点•电流相同流过每个电阻的电流都相等•电压相同每个电阻两端的电压都相等•电压叠加总电压等于各个电阻电压之和•电流叠加总电流等于各个电阻电流之和•电阻相加总电阻等于各个电阻之和•电阻倒数相加总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和电容电容结构电路符号电容种类电容由两个平行金属板组成，板之间填充电容在电路图中用字母“C”表示，其单位为电容根据其结构、材料和应用场景可以分绝缘材料（介电材料）当在两板之间施法拉（F）电容的容量越大，储存的电为多种类型，常见的包括电解电容、陶瓷加电压时，电荷会在板之间积累，形成电荷量越多电容、薄膜电容等不同类型的电容具有场电容的大小由板面积、板间距离和介不同的特性，例如电解电容容量大，但耐电材料的介电常数决定压低；陶瓷电容容量小，但耐压高电容的作用储能滤波耦合电容可以存储电能，并在需要时释放电容可以滤除信号中的噪声，这在音电容可以将信号从一个电路耦合到另这在许多电子设备中都非常有用，频设备、电源供应器和无线通信中都一个电路，这在音频放大器、无线电例如相机闪光灯、电源供应器和电脑非常重要发射器和接收器中都非常常见主板电容的种类固定电容固定电容是指电容量固定的电容，其电容量值由制造商预先设定，在使用过程中无法改变固定电容通常用于滤波、耦合、旁路等电路中，是电子电路中最常见的电容类型可变电容可变电容是指电容量可以改变的电容，通过旋转转轴可以调节其电容量值可变电容通常用于调谐电路，例如收音机、电视机等电解电容电解电容是一种极性电容，具有较大的电容量和较低的成本电解电容通常用于滤波、旁路等电路中，但需要注意的是，电解电容在反向电压作用下容易损坏陶瓷电容陶瓷电容是一种小型、高可靠性的电容，具有较高的工作温度和较低的损耗陶瓷电容通常用于滤波、旁路、耦合等电路中电容的连接方式串联连接:电容串联时，总电容的倒并联连接:电容并联时，总电容等于数等于各电容倒数之和串联后，总各电容之和并联后，总电容大于任电容小于任何一个电容，但能承受更何一个电容，但能承受的电压与单个高的电压电容相同电感什么是电感？电感的作用电感是一种被动电子元件，它存储能量并在电路中产生电磁场电感在电路中起着至关重要的作用，例如它通常由线圈绕制在铁芯或磁芯上，电感的大小取决于线圈的匝•过滤信号，抑制高频噪声数、线圈的形状和尺寸，以及磁芯的材料和磁导率•储存能量，用于产生电磁场•调节电流，防止电流突然变化•与电容配合，形成谐振电路，用于特定频率的信号处理电感的作用储能滤波耦合电感可以储存能量，并在电路中以磁场的电感可以用来滤除电路中的高频信号，使电感可以用来耦合两个电路，使两个电路形式释放当电流流过电感时，它会在电电路只通过低频信号这是因为电感对高之间可以传递能量当两个电感靠近放置感周围产生磁场，储存能量当电流变化频信号的阻抗很高，对低频信号的阻抗很时，它们会相互感应，从而实现能量的传时，磁场也会变化，从而在电感两端产生低递感应电压这种感应电压会抵抗电流的变化，从而使电流保持稳定电感的种类空心电感铁芯电感空心电感由绕在绝缘骨架上的导铁芯电感是在空心电感的基础上线构成，没有铁芯，主要用于高，在内部添加铁芯，铁芯可以是频电路中空心电感具有较高的铁氧体或铁粉芯铁芯的加入可Q值，即能量存储效率较高，但以大幅提高电感量，减小体积，也存在体积较大、电感量较小的但也会降低Q值，适合低频电路缺点可变电感可变电感是可以通过改变线圈匝数或铁芯的位置来调节电感量的电感可变电感通常用于需要调节谐振频率的电路中，比如收音机电感的连接方式串联并联12串联连接的电感，其总电感等于各个电感的电感之和公并联连接的电感，其总电感小于各个电感的电感之和公式L总=L1+L2+...+Ln式1/L总=1/L1+1/L2+...+1/Ln变压器变压器是一种利用电磁变压器广泛应用于电力变压器由铁芯、线圈、感应原理将交流电压进系统、电子设备、电气绝缘材料等构成，主要行升降压的电气元件控制等领域，是现代电功能是通过磁场变化来力系统的重要组成部分改变电压变压器的作用变压器可以将电压升高变压器能够匹配不同电变压器可以隔离电路，或降低，使电能更有效压等级的设备，例如将防止高压电直接进入低地传输和使用高压输电线上的电能转压侧，保障用电安全换成家庭用电所需的低压电能变压器的种类干式变压器油浸式变压器电力变压器干式变压器是一种没有冷却剂的变压器，油浸式变压器使用油作为冷却剂和绝缘材电力变压器是用于电力系统中升压或降压其绝缘材料通常为纸或树脂它们通常用料它们通常用于室外应用，因为它们可的变压器它们通常用于电力传输和分配于室内应用，因为它们不会产生火灾隐患以更好地散热继电器定义用途继电器是一种电磁开关，它通过一继电器是一种非常有用的组件，可个线圈来控制一个或多个触点的开以用于各种应用，例如闭，从而实现对电路的控制继电•控制高压或大电流电路器是一种电气控制设备，它使用电•隔离控制电路和负载电路磁铁控制一个或多个触点，以打开或闭合其他电路继电器可用于•实现多种控制功能，例如时间各种应用，包括延迟、反向控制等工作原理继电器的工作原理是当线圈通电时，电磁铁产生磁场，吸引衔铁，使触点闭合，接通被控电路当线圈断电时，电磁铁磁场消失，衔铁恢复原位，触点断开，断开被控电路继电器的作用信号放大电路隔离远程控制多种功能继电器可以将来自低电压、继电器可以隔离控制电路和继电器可以实现远程控制，继电器可以根据需求实现多低电流的控制信号放大成高负载电路，防止控制电路受例如通过无线信号控制继电种功能，例如定时控制、延电压、高电流的输出信号，到负载电路的影响，提高电器，从而实现远程控制负载时控制、逻辑控制等，广泛从而控制高功率电路例如路的安全性例如，将控制电路例如，使用无线遥控应用于各种电气控制系统中，使用低电压按钮控制电磁电路与高电压的负载电路隔器控制家中的灯光阀离继电器的种类电磁继电器1电磁继电器是最常见的继电器类型，它利用电磁力来控制开关的闭合和断开当线圈通电时，电磁铁产生磁场，吸引衔铁，从而闭合触点，实现电路的接通或断开固态继电器2固态继电器（SSR）是一种无触点继电器，它利用半导体器件来控制电路的通断与传统继电器相比，SSR具有体积小、寿命长、响应速度快、抗干扰能力强等优点时间继电器3时间继电器是一种延迟继电器，它能够在通电或断电后经过一定时间后闭合或断开触点，用于控制电路的延时接通或断开热继电器4热继电器是一种过载保护器，它利用电流产生的热量来控制开关的闭合和断开当电路中的电流超过设定值时，热继电器会断开电路，起到过载保护的作用开关定义作用安全开关是一种用来接通或开关的主要作用是控制开关在电路中起到保护断开电路的电气元件，电路的通断，从而控制作用，防止过载和短路它通过控制电流的通路用电设备的开启和关闭，保证用电安全来实现电路的控制开关的作用控制电路保护电路开关是电路中不可或缺的一部分，它们起着控制电流流动的作用有些开关还具有保护电路的功能，例如过电流保护开关可以防止通过打开或关闭开关，可以控制电路的通断，从而实现对用电电路中的电流过大，从而避免电路过载或短路设备的控制开关的种类按钮开关按钮开关是最常见的开关类型之一它通常用于控制家用电器的电源当按下按钮时，电路闭合，电流流通松开按钮，电路断开，电流停止流通拨动开关拨动开关有一个可以上下移动的滑块滑块处于“开”的位置时，电路闭合，电流流通滑块处于“关”的位置时，电路断开，电流停止流通旋转开关旋转开关有一个可以旋转的旋钮旋钮处于“开”的位置时，电路闭合，电流流通旋钮处于“关”的位置时，电路断开，电流停止流通跷板开关跷板开关有一个可以上下移动的杠杆杠杆处于“开”的位置时，电路闭合，电流流通杠杆处于“关”的位置时，电路断开，电流停止流通电线电缆电源线信号线控制线电源线是将电源连接到电气设备的电线信号线用于传输电子信号，例如音频信号控制线用于控制电气设备的运行它们通它们通常由铜线或铝线制成，并被绝缘材、视频信号和数据信号它们通常由细线常由铜线或铝线制成，并被绝缘材料包裹料包裹常见的电源线包括三芯电源线、或多芯线制成，并被屏蔽材料包裹以减少控制线可以用于控制开关、继电器、电双芯电源线和单芯电源线干扰机等设备电线电缆的作用安全可靠地传输电力连接各种电气设备电线电缆是电力系统中不可或缺电线电缆可以连接各种电气设备的一部分，它们能够将电力安全，例如灯具、家用电器、电动机可靠地从发电厂传输到用户家中等，使它们能够正常工作它们或工业场所电线电缆内部的导提供电力供应，使这些设备能够体负责电力传输，而绝缘层则保运行并完成其预期功能护导体，防止漏电和触电事故发生提供通信信号传输电线电缆不仅可以传输电力，还可以传输通信信号，例如电话、网络等通信电缆通常采用特殊的结构和材料，以确保信号的稳定传输电线电缆的种类按绝缘材料按用途按导体电线电缆按绝缘材料可分为聚氯乙烯绝电线电缆按用途可分为电力电缆、控制电线电缆按导体可分为铜芯电线电缆、缘电线电缆、交联聚乙烯绝缘电线电缆、电缆、通信电缆、信号电缆、仪表电缆等铝芯电线电缆、铜包铝芯电线电缆等橡胶绝缘电线电缆、硅橡胶绝缘电线电缆、聚四氟乙烯绝缘电线电缆、矿物绝缘电线电缆等电动机定义工作原理类型电动机是一种将电能转换为机械能的电动机主要由定子和转子构成定子电动机按工作原理可分为直流电机和设备，通过电磁感应原理，利用磁场是固定部分，通常包含线圈，通电后交流电机按结构可分为单相电机和与电流的相互作用实现转动广泛应产生磁场转子是旋转部分，通常包三相电机常见类型包括异步电机、用于各种机械设备、家用电器、工业含磁铁或线圈，与定子磁场相互作用同步电机、直流电机等生产等领域而旋转电动机的作用转化能量应用广泛电动机将电能转化为机械能，驱动各种机械设备运转例如，在电动机应用范围极其广泛，几乎涉及到所有工业领域和日常生活工厂中，电动机用于驱动生产线上的机器，在生活中，电动机用从大型工业设备到小型家用电器，从汽车、火车到飞机，电动于驱动空调、洗衣机、冰箱等家电机都扮演着重要角色电动机的种类直流电动机交流电动机步进电动机直流电动机使用直流电交流电动机使用交流电步进电动机通过脉冲信作为电源，通过电磁感作为电源，分为异步电号控制转动角度，具有应原理实现旋转运动动机和同步电动机异精确控制、定位准确等它们通常具有较高的启步电动机结构简单、成特点，广泛应用于自动动扭矩和良好的速度控本低廉，广泛应用于工化设备、打印机、机床制性能，适用于各种应业生产、家用电器等领等用，例如汽车、机器人域同步电动机具有高、医疗设备等效率、高精度等特点，适用于需要精密控制的场合断路器保护电路安全可靠12断路器是电力系统中必不可少断路器设计精密，具有良好的的保护装置，当电路发生故障触点，可以承受高电流冲击，时，例如短路或过载，它会自并确保可靠断开电路，保障人动切断电流，防止设备损坏或员和设备安全发生火灾操作简便3断路器通常配备手动操作按钮，方便用户手动开关电路，也可根据需要设置过流保护，自动断开电路断路器的作用保护电路提高安全性方便操作断路器是电力系统中不可或缺的保护装断路器能够快速响应故障电流，有效地断路器通常采用手动或自动控制，操作置，它能够在电路发生故障时迅速切断切断电源，防止触电事故的发生，保障简单便捷，方便对电路进行控制和维护电流，防止过载和短路造成的设备损坏人员安全甚至火灾断路器的种类空气断路器油断路器空气断路器使用空气作为绝缘介质，通过断开触点来切断电路这油断路器使用油作为绝缘介质，当断开触点时，油会膨胀并产生压种类型的断路器通常用于低压系统，并具有价格低廉、维护简单的力，从而熄灭电弧这种类型的断路器通常用于高压系统，并具有优点灭弧性能好、抗短路能力强的优点真空断路器断路器SF6真空断路器使用真空作为绝缘介质，通过断开触点来切断电路，并SF6断路器使用六氟化硫气体作为绝缘介质，具有灭弧性能好、绝利用真空环境来迅速熄灭电弧这种类型的断路器具有体积小、重缘强度高、耐腐蚀性强等优点，适用于各种电压等级量轻、灭弧性能优异等优点，适用于各种电压等级熔断器熔断器的作用熔断器的种类熔断器是一种过电流保护装置，用于在电路发生过载或短路时自动切断电流，熔断器主要分为以下几种从而保护电路和设备免受损坏•低压熔断器适用于低压电路，例如家庭电路和小型工业设备•高压熔断器适用于高压电路，例如电力系统和大型工业设备•慢熔断器对过电流有一定的容忍度，适合用于启动电流较大的电机等设备•快熔断器对过电流反应灵敏，适合用于保护敏感的电子设备熔断器的作用过载保护熔断器可以保护电路，当电流超过其额定值时，熔断器会熔断，切断电路，防止电流过载，保护线路和设备免受损坏短路保护熔断器可以防止电路短路，当电路中发生短路时，熔断器会迅速熔断，切断电流，防止电路短路造成的火灾和设备损坏熔断器的种类刀型熔断器管型熔断器保险丝最常见的类型，结构简体积小，适用于电流较通常用于家用电器，价单，价格低廉，适用于小的电路保护格便宜，更换方便小型负载典型电气元件应用电气元件在各种电气设备和系统中发挥着至关重要的作用，它们共同构建起现代社会中无处不在的电气化以下是一些常见应用场景•家用电器电灯、冰箱、空调、洗衣机、电视机等家用电器均依赖于电气元件的协同工作，提供便捷的生活服务•工业生产电气元件在工厂自动化、电力传动、控制系统中发挥关键作用，提高生产效率和安全性能•交通运输汽车、火车、飞机等交通工具广泛使用电气元件，包括发动机控制、灯光系统、导航系统等，确保安全和可靠运行•信息技术电脑、手机、网络设备等信息技术设备的运转离不开电气元件，如处理器、存储器、电源管理等，支撑着信息高速流通•医疗器械医疗设备如心电监护仪、CT扫描仪、手术机器人等，都需要依赖电气元件来实现精密测量、诊断和治疗电气元件在现代社会中扮演着不可或缺的角色，从日常生活到工业生产，从交通运输到信息技术，都离不开它们的贡献通过学习和了解常用电气元件的特性和应用，我们能够更好地理解电力系统的运作，并为其安全可靠地使用提供保障。