桥式整流器镇楼
关于电的基本知识
名词解释
电荷
电是电子的运动。 电子产生电荷，可使用其产生能量。 任何电器，例如灯泡、电话、冰箱，都在利用电子的运动来工作。 本指南的三个基本原理可以用电子来解释，或者更具体地说，可以用其产生的电荷来解释：
- 电压（伏特） —— 两点之间电荷的差异。
- 电流（安培） —— 任何给定电荷的流动速率。
- 电阻（欧姆） —— 材料抵抗电荷流（电流）的能力。
这些值描述了电荷的运动以及电子的行为。
电路是一个闭环，允许电荷从一处移动到另一处。 电路中的组件可控制电荷的移动并用其来做功。
电气测量
- 功率——负载消耗的能量。
- 能量—— 给定时间段内消耗或产生的电量。
电位差（电压）
电压 (U) 的定义是电路上两点之间的电势能。 发电机中 + 和 – 极之间的电荷差以伏特为单位，用字母“V”表示。 有时，电压可被称为“电的压力”，这是一个恰当的类比，因为电子通过导电材料时产生的电位差所提供的力可与水流过管道时的水压相提并论；电压越高，“水压”也就越大。
运动中自由电子的可用能量构成了电能。 发电是在导体一侧产生电子欠缺而在另一侧产生电子剩余，从而迫使电子在导电材料中共同移动。 剩余端端子标记为 (+)，欠缺端端子标记为 (–)。
电压由配电网络决定。 例如，大多数电源插座端子间为 220V，而电池端子间为 1.5V。
如果你熟悉发电机原理，就知道相同磁场强度下，导体切割磁力线的速率决定了它两端的电压差
电流
电流 (I) 是自由电子在一个导体中两点之间的流动。 电子移动时，一定量的电荷也随之移动；即称为电流。 能够在给定物质中移动的电子数受传导电流的物质本身所具有的物理特性的限制——电流在某些材料中的流动比在其他材料中更快。 电流 (I) 以安培 (A) 表示和测量。安培是电流的基本单位。 一般来说，在使用电气设备或装置时，电流通常以安培为单位。 如果将伏特 (V) 与流过管道的水的水压相类比，那么可以将安培 (A) 与任何给定时刻能够流过管道的水的总体积相类比。
电阻
有时电子保留在各自的分子结构内，有时则能够相对自由地移动。 物体的电阻是该物体抵抗电流流动的能力。 对于电来说，导电材料的电阻衡量了设备或材料减少其内部电流流动的程度。 每种材料都有一定的电阻；它可以非常低，例如铜（每米 1-2 欧姆），也可以非常高，例如木材（每米 10000000 欧姆）。 与流经管道的水类比的话，管道变窄时，阻力更大，从而减少了水流量。
在两个电压相等但电阻不同的电路中，电阻较高的电路只允许较少的电荷流动，意味着其中的电流较小。
功率
电功率 (P) 是电流在单位时间内的做功量。 它表示连接到电路的设备所消耗的能量。 电功率的计算是将电压乘以电流，以瓦特 (W) 表示。
插入 220V 插座的 40W 灯泡消耗 40/220 = 0.18A 的电流。
能耗
能耗是给定时间段内产生或消耗的电量。 其计算方法是将设备的功率乘以其使用时长（小时），以千瓦时 (kWh) 表示。
开启 3 小时的 60W 灯将消耗 180Wh 或 0.18kWh。
效应
根据所流经物质的性质，电流可产生多种物理效应
- 热效应: 当电流通过有电阻的材料时，电能会被转化为热能。
- 照明、电加热。
- 化学效应: 当电流在离子溶液中的两个电极之间流动时，会导致两个电极之间产生电子交换，从而导致物质交换。 这就是电解：电流引起的化学反应。这一效应可以逆转：在容器中进行电解时，可通过化学反应产生电流。
- 电流产生化学反应：金属提炼、电镀。
- 化学反应产生电流：电池、蓄电池。
- 磁效应: 流过铜棒的电流会产生磁场。这一效应可以逆转：以机械方式转动电机会产生电流。
- 电流产生磁场：电机、变压器、电磁铁。
- 磁场产生电流：发电机、自行车发电机。
- 光伏效应: 当光 或其他 辐射能撞击两种紧密接触的不同材料时，会产生电压。
- 太阳能电池发电。
电力系统
我国居民用电的TN-S系统，另一种说法是三相五线制，即工作零线与保护零线分开设置的接零保护系统
- T 是 电源中心点直接接地
- N 是 外露导电部分通过零线接地
- S 是 工作零线（N线）与 保护零线（PE线）分开的系统
公式计算
功率=电压*电流
电流=电压/电阻
功率：符号P单位W；
电压：符号U单位V；
电阻：符号R单位Ω；
电流：符号I单位A；
我国的家用市电电压一般是220V，则家用线路负荷容量计算如下：
导线的电阻与长度成正比，与截面积成反比。导线的电阻越大，有电流时发热越多，电压降越大。
1.5平方毫米的线电流=10A；承载功率=10A*220V=2200W；
2.5平方毫米的线电流=16A；承载功率=16A*220V=3520W；
4 平方毫米的线电流=25A；承载功率=25A*220V=5500W；
6 平方毫米的线电流=32A；承载功率=32A*220V=7064W；
关于电的疑问解答
为什么用电量大的家庭或厂房需要用三相电
- 单相电友好型设备大多是阻性设备, 而三相电友好型设备大多是电感性设备
- 单相电相比三相电, 频率较低, 单相电 100HZ 的话, 三相电为 300HZ, 最终做功损耗相对三相电要高, 三相电做功更平滑
- 单位时间输出的功率, 三相电要高, 适合大功率需求的地方
我国的民用电压选择为单相220V 50hz。工厂电压选择为三相380V 50hz的配置方案，是历史上人为选择，并综合考虑了安全性和经济性的的方案。
电网上没用掉的电去哪里了？
所谓没用掉的电只能以机械能的形式存在于发电机轴当中，令发电机的转速增加，造成频率升高。
同理，“不够”的情况又如何呢？
发电机中储存的机械能转化为电能，令其转速降低，造成频率下降。
首先，找个废旧的剃须刀或电动小车，把里面的直流电机拆出来。
如果你中学物理学得不错，就会明白这玩意儿其实也能当发电机用。
很简单，找两根铜线，一端两个线头接到玩具电动机的两个输入端上；此时如果铜线另一端接电池，它就是电动机；
但如果另一端接1.5v的小灯泡或者led，拧电机主轴让它旋转起来，你就会发现小灯泡/led亮了——这时候它就是发电机。
现在把灯泡去掉，保持电路开路；然后像拧陀螺一样拧电机主轴，你会发现它会持续旋转很长一段时间。
嗯，我们知道，这是因为电机主轴（转子）有惯性，当摩檫力很小时，给它一个初速度，它就能持续旋转很长时间。
现在，装上灯泡，再拧电机主轴。你会发现电机旋转很少几秒就会停下来。这也很简单：当电路闭合时，电机转子的动能就变成了电路上的电能，供给灯泡发光。这个过程消耗了电机转子的动能，所以它的旋转时间大幅缩短。
最后，拆掉灯泡，短接两根铜线，再拧电机主轴。你会发现主轴变得特别“沉”，拧起来特费力；而且手一离开就停下来了。这是因为，短路电流太大、铜线迅速发热，电机转子的动能以极高的速度转换成了铜线上的电热能。
换句话说，当发电机带动灯泡/铜线做功时，绕组中的电流产生的磁场会起到“阻滞”作用。
这个实验证明，虽然看不见摸不着，但“电能的传输”和“直接啮合的齿轮”差别很小：当负荷增加时，就需要更大的力去旋转发电机；而没有负荷时，旋转发电机主轴和旋转一个自由的陀螺没有区别，并不需要额外的力。
如果你做过“玩具电动机发电带动小灯泡”的实验，就会发现电机转速越快灯泡越亮，转速慢了灯泡灯丝就只会微微发红…… 换句话说，当用电器突然减少时，由于供给发电机的能量过剩，导致其转速增加，最终落到其它用电器上的电压是有所增加的。如果没有自动功率控制机构，那么其它用电器就得在过压状态下工作，这是很危险的。 也就是说，“多余的供能”一方面变成了发电机转子的动能，另一方面提高了输出电压，使得线路上的其它用电器（如果存在的话）超负荷工作。
为什么地线不可以接到零线上
零线是工作电路的回路, 电能经过火线进入到电气设备做功之后, 通过零线端口流出, 导入大地进行电能回收
如果零线接地端断开, 则零线此时带电, 接地线在断开前置位置连接零线, 会导致地线带电, 则电气设备金属外壳断电, 导致触电
为什么变压器零线输出必须接地
变压器输出的零线不接地是很危险的，是不予许不接地的。
变压器的高压绕组和低压绕组之间存在电容感应电压，如果零线不接地，高压侧的高压电会感应到低压侧，造成严重的高压电击事故。零线接地后把感应电流泄放到了大地，保障了人身安全。
既然电都从零线回收了, 那为什么外壳漏电会导致触电呢 人的电阻不是比零线大么?
当外壳漏电时，电流可能通过外壳进入设备的金属外壳，然后再通过人体。虽然人体的电阻较高，但如果外壳和人体之间存在足够的电压差，仍然可能会有危险电流通过人体，导致触电。
零线是工作线，自然会接到用电设备上。而地线之作为保护线使用，直接在了电器外壳上。正常情况下工作电流一直在回路内, 也就是用电设备上
当电路发生漏电时，会导致电流外泄（否则怎么叫漏电呢）。外泄的电流会流经电器外壳，于是就通过接在外壳上的地线流走了（没有接地线的话，电流就通过人体流走，导致人体触电了）。
电器如何适应交流电的变化：
- 电阻性负载（如灯泡、电热器）
- 这些电器主要通过电流在电阻器中流动产生热量或光。由于电阻是无方向性的，它不区分电流的方向。因此，不论电流方向如何变化，这些电器的工作效果基本不受影响。电流的大小决定了它们产生的功率大小，电流方向的变化（即交流电的周期性变化）并不改变电器的基本功能。
- 电感性负载（如电动机、变压器）
- 电动机和变压器等电感性负载利用电磁感应原理工作。电动机中的电流方向变化产生变化的磁场，这个磁场会推动转子运动，产生机械能。交流电流的方向变化正是电动机工作的基础，因为它利用了交变电流的特性，特别是磁场的反向变化来驱动电动机。类似地，变压器也依赖于交变电流产生的交变磁场来实现电能的传输和转换。
- 电容性负载（如电容器）
- 电容器的工作原理基于电场的积累与释放。交流电的方向变化导致电容器两端电压的周期性变化，这使得电容器不断充电和放电。因此，电容器能够适应交流电流的变化，并用于调节电流的特性，如在电力系统中用于滤波或功率因数校正。
- 整流电路（如直流电源、充电器）
- 一些电器（如电池充电器、直流电源等）需要直流电来工作。为了适应交流电的变化，这些设备通常配备整流电路，将交流电（AC）转换为直流电（DC）。整流电路通过二极管或晶体管等元件使电流始终保持一个方向，尽管输入的是交流电。
- 电子设备（如电视、电脑）
- 现代电子设备通过内部的电源模块和整流电路来将交流电转换为所需的直流电。例如，电视、电脑等设备的电源适配器会先把交流电转换为直流电，再进一步调节电压和电流，以提供适合设备正常工作的电力。
总结：
大多数用电器都能适应交流电流的方向变化，电器的设计往往是基于这种周期性变化来工作的。对于不直接利用交流电的设备，它们通常会通过整流电路等方式，将交流电转换为所需的直流电或稳定的电流，确保设备正常运行。