1、第第 1 篇篇 建建 筑筑 设设 备备 技技 术术 基基 础础 知知 识识 1 第第 1 章章 流流 体体 运运 动动 的的 基基 本本 规规 律律 1.1 流流 体体 的的 主主 要要 物物 理理 性性 质质 1 流流 体体 的的 种种 类类 : 液液 体体 气气 体体 流流 体体 的的 特特 征征 : 1.具具 有有 流流 动动 性性 2.不不 能能 承承 受受 拉拉 力力 3.不不 能能 承承 受受 剪剪 切切 力力 4.能能 承承 受受 压压 力力 注注 ： 在在 建建 筑筑 设设 备备 中中 ， 给给 水水 、 排排 水水 、 采采 暖暖 、 燃燃 气气 、 通通 风风 与与 空空
2、调调 工工 程程 的的 介介 质质 都都 是是 流流 体体 。 1.1.1 质质 量量 密密 度度 和和 重重 力力 密密 度度 2 【 特特 别别 提提 示示 】 流流 体体 的的 质质 量量 密密 度度 和和 重重 力力 密密 度度 随随 温温 度度 和和 所所 受受 压压 力力 的的 变变 化化 而而 变变 化化 ， 即即 同同 一一 流流 体体 的的 质质 量量 密密 度度 和和 重重 力力 密密 度度 不不 是是 一一 个个固固 定定 值值 ； 实实 际际 工工 程程 中中 ， 液液 体体 的的 质质 量量 密密 度度 和和 重重 力力 密密 度度 随随 温温 度度 和和 压压 力力
3、 的的 变变 化化 而而 变变 化化 的的 数数 值值 不不 大大 ， 可可 视视 为为 固固 定定 值值 ； 气气 体体 的的 质质 量量 密密 度度 和和 重重 力力 密密 度度 随随 着着 温温 度度 和和 压压 力力 的的 变变 化化 而而 变变 化化 的的 数数 值值 较较 大大 ， 不不 能能 视视 为为 固固 定定 值值 。 1.1.2 流流 体体 的的 压压 缩缩 性性 和和 热热 胀胀 性性 2 液液 体体 分分 子子 之之 间间 的的 间间 隙隙 很很 小小 ， 在在 很很 大大 的的 外外 力力 作作 用用 下下 ， 其其 体体 积积 只只 有有 极极 微微 小小 的的
4、变变 形形 ， 一一 般般 计计 算算 时时 可可 看看 成成 是是 不不 可可 压压缩缩 流流 体体 。 气气 体体 分分 子子 之之 间间 的的 间间 隙隙 大大 ， 分分 子子 之之 间间 的的 引引 力力 很很 小小 ， 气气 体体 的的 体体 积积 随随 压压 强强 和和 温温 度度 的的 变变 化化 是是 非非 常常 明明 显显 的的 ， 故故 称称 为为 可可压压 缩缩 流流 体体 。 【 特特 别别 提提 示示 】 实实 际际 工工 程程 中中 ， 气气 体体 在在 速速 度度 较较 低低 时时 ， 流流 动动 过过 程程 中中 压压 强强 和和 温温 度度 变变 化化 较较
5、小小 时时 ， 可可 看看 作作 是是 不不 可可 压压 缩缩 流流 体体 ， 不不 考考 虑虑 空空气气 的的 压压 缩缩 性性 和和 热热 膨膨 胀胀 性性 。 1.1.3 流流 体体 的的 黏黏 滞滞 性性 4 黏黏 滞滞 性性 ： 流流 体体 运运 动动 时时 ， 由由 于于 内内 摩摩 擦擦 力力 的的 作作 用用 ， 使使 流流 体体 具具 有有 抵抵 抗抗 相相 对对 变变 形形 的的 性性 质质 。 1 流流 体体 黏黏 性性 的的 大大 小小 ， 不不 仅仅 与与 流流 体体 种种 类类 有有 关关 ， 还还 与与 流流 体体 的的 温温 度度 和和 所所 受受 压压 力力
6、有有 关关 。 2 实实 验验 证证 明明 ， 水水 的的 黏黏 滞滞 性性 随随 温温 度度 的的 增增 高高 而而 减减 小小 ， 而而 空空 气气 的的 黏黏 性性 却却 随随 温温 度度 的的 增增 高高 而而 增增 大大 。 1.2 流流 体体 运运 动动 的的 参参 数数 、 分分 类类 和和 模模 型型 6 1.2.1 描描 述述 流流 体体 运运 动动 的的 几几 个个 主主 要要 物物 理理 参参 数数 6 压压 力力 （ p） ： 理理 想想 流流 体体 之之 间间 相相 互互 的的 作作 用用 力力 称称 为为 压压 力力 。 压压 强强 ： 单单 位位 面面 积积 上上
7、 的的 压压 力力 称称 为为 压压 强强 。 （ 流流 体体 运运 动动 时时 的的 压压 强强 称称 为为 动动 压压 强强 ； 静静 止止 时时 ， 流流 体体 之之 间间 相相 互互 作作 用用 的的 压压 强强 称称为为 静静 压压 强强 。 ） 流流 量量 ： 单单 位位 时时 间间 内内 流流 体体 通通 过过 过过 流流 断断 面面 的的 流流 体体 量量 。 （ 流流 量量 可可 以以 用用 体体 积积 流流 量量 和和 质质 量量 流流 量量 表表 示示 ， 一一 般般 用用 的的 的的 是是 体体 积积流流 量量 Q， 单单 位位 为为 m3/s或或 L/s。 ） 1.2
8、.2 流流 体体 运运 动动 的的 分分 类类 与与 模模 型型 （ 1） 流流 线线 与与 迹迹 线线 流流 线线 ： 同同 一一 时时 刻刻 通通 过过 连连 续续 质质 点点 绘绘 制制 的的 曲曲 线线 ； 迹迹 线线 ： 同同 一一 质质 点点 在在 连连 续续 时时 间间 内内 的的 运运 动动 轨轨 迹迹 。 某某 点点 的的 流流 速速 方方 向向 即即 为为 该该 点点 的的 切切 线线 方方 向向 ； 流流 线线 不不 能能 相相 交交 或或 转转 折折 ， 只只 能能 是是 一一 条条 光光 滑滑 的的 曲曲 线线 或或 直直 线线 ； 流流 线线 越越 疏疏 ， 流流
9、速速 越越 小小 ； 流流 线线 越越 密密 ， 流流 速速 越越 大大 。 （ 2） 压压 力力 流流 与与 无无 压压 流流 压压 力力 流流 ： 流流 体体 在在 压压 差差 作作 用用 下下 流流 动动 时时 ， 整整 个个 流流 体体 的的 周周 界界 与与 固固 体体 壁壁 面面 都都 接接 触触 ， 流流 体体 无无 自自 由由 表表 面面 。 （ 如如 ： 室室 内内 给给 水水 系系 统统 的的 水水 流流 动动 ， 空空 调调 工工 程程 中中 风风 管管 道道 中中 的的 空空 气气 流流 动动 ， 供供 热热 工工 程程 中中 热热 水水 或或 蒸蒸 汽汽 在在 流流
10、动动 等等 都都 是是 压压 力力 流流 。 ） 无无 压压 流流 ： 也也 称称 重重 力力 流流 ， 流流 体体 的的 部部 分分 周周 界界 与与 固固 体体 壁壁 面面 相相 接接 触触 ， 另另 一一 部部 分分 周周 界界 与与 空空 气气 相相 接接 触触 。 （ 如如 ： 污污 水水 排排 水水 在在管管 道道 中中 的的 流流 动动 ， 天天 然然 河河 流流 的的 流流 动动 等等 都都 是是 无无 压压 流流 。 ） 压力流和无压流的图解如下图所示。 压力流 无压流 无压流 （ 3） 恒恒 定定 流流 与与 非非 恒恒 定定 流流 恒恒 定定 流流 ： 各各 点点 的的
11、流流 速速 方方 向向 和和 流流 线线 图图 不不 随随 时时 间间 变变 化化 ， 流流 线线 与与 迹迹 线线 相相 重重 合合 ； 非非 恒恒 定定 流流 ： 各各 点点 的的 流流 速速 方方 向向 和和 流流 线线 图图 可可 随随 时时 间间 变变 化化 ， 流流 线线 与与 迹迹 线线 不不 一一 定定 重重 合合 。 【 特特 别别 提提 示示 】 在实际工程中所接触的流体流动，都可以视作恒定流动，给分析和计算带来很大方便。 （ 4） 均均 匀匀 流流 与与 非非 均均 匀匀 流流 均均 匀匀 流流 ： 流流 线线 是是 平平 行行 直直 线线 的的 流流 动动 状状 态态
12、； （ 如如 ： 长长 直直 管管 中中 的的 流流 动动 ） 非非 均均 匀匀 流流 ： 流流 线线 是是 非非 平平 行行 直直 线线 的的 流流 动动 状状 态态 。 （ 如如 ： 收收 缩缩 管管 、 扩扩 大大 管管 或或 弯弯 管管 的的 流流 动动 ） （ 5） 流流 管管 与与 总总 流流 及及 流流 动动 模模 型型 流流 管管 ： 在在 流流 场场 中中 取取 一一 垂垂 直直 于于 流流 速速 方方 向向 的的 微微 小小 面面 积积 dA， 并并 在在 dA 面面 积积 上上 各各 点点 引引 出出 流流 线线 形形 成成 一一股股 由由 由由 流流 线线 组组 成成
13、的的 流流 束束 称称 为为 流流 管管 ； 总总 流流 ： 微微 元元 流流 管管 的的 总总 和和 。 （ 如如 ： 水水 管管 中中 的的 水水 流流 、 风风 管管 中中 的的 气气 流流 ） 在在 研研 究究 流流 体体 运运 动动 的的 基基 本本 规规 律律 中中 ， 其其 流流 动动 模模 型型 通通 常常 要要 考考 虑虑 以以 下下 几几 点点 ： 总总 流流 代代 表表 实实 际际 流流 体体 ； 忽忽 略略 黏黏 滞滞 性性 通通 常常 不不 考考 虑虑 流流 体体 的的 压压 缩缩 性性 和和 热热 胀胀 性性 1.3 一一 维维 流流 体体 恒恒 定定 流流 的的
14、连连 续续 性性 方方 程程 8 恒恒 定定 流流 ： 流流 体体 是是 连连 续续 的的 介介 质质 。 连连 续续 性性 方方 程程 的的 依依 据据 ： 质质 量量 守守 恒恒 定定 律律 。 由由 质质 量量 守守 恒恒 定定 律律 可可 以以 得得 出出 ， 通通 过过 断断 面面 - 的的 质质 量量 流流 量量 与与 断断 面面 - 的的 质质 量量 流流 量量 相相 等等 ：即即 1Q1 2Q2 当当 流流 体体 不不 可可 压压 缩缩 时时 ， 为为 常常 数数 ： Q1 Q2 又又 由由 于于 Q vA： v1A1 v2 A2 1.4 一一 维维 流流 体体 恒恒 定定 总
15、总 流流 能能 量量 方方 程程 9 能能 量量 方方 程程 的的 依依 据据 ： 能能 量量 守守 恒恒 和和 能能 量量 转转 换换 定定 律律 。 流流 体体 有有 三三 种种 能能 量量 即即 位位 能能 、 压压 能能 和和 动动 能能 。 当当 流流 体体 在在 管管 道道 中中 流流 动动 时时 ， 这这 三三 种种 能能 量量 的的 总总 和和 保保 持持 不不 变变 。 在在 理理 想想 流流 动动 的的 某某 管管 段段 上上 取取 两两 个个 断断 面面 1-1和和 2-2， 该该 两两 个个 断断 面面 上上 的的 三三 种种 能能 量量 之之 和和 是是 相相 等等
16、的的 。 1.5 流流 体体 阻阻 力力 和和 流流 动动 状状 态态 12 1.5.1 流流 体体 流流 动动 的的 两两 种种 状状 态态 层层 流流 ： 水水 流流 是是 成成 层层 成成 束束 的的 流流 动动 ， 各各 流流 层层 间间 并并 无无 质质 点点 参参 混混 。 紊紊 流流 ： 各各 流流 层层 间间 质质 点点 相相 互互 参参 混混 。 流流 体体 的的 流流 动动 状状 态态 可可 以以 用用 雷雷 诺诺 数数 Re 来来 判判 别别 1.5.2 流流 动动 阻阻 力力 和和 水水 头头 损损 失失 的的 两两 种种 形形 式式 13 （ 1） 沿沿 程程 阻阻
17、力力 和和 沿沿 程程 水水 头头 损损 失失 沿沿 程程 阻阻 力力 ： 由由 于于 流流 体体 的的 黏黏 滞滞 形形 成成 阻阻 碍碍 流流 体体 运运 动动 的的 摩摩 擦擦 阻阻 力力 。 沿沿 程程 水水 头头 损损 失失 （ hf） ： 克克 服服 沿沿 程程 阻阻 力力 所所 造造 成成 的的 能能 量量 损损 失失 。 （ 2） 局局 部部 阻阻 力力 和和 局局 部部 损损 失失 局局 部部 阻阻 力力 ： 当当 流流 经经 如如 三三 通通 、 弯弯 头头 、 阀阀 门门 等等 管管 道道 中中 管管 件件 和和 附附 件件 时时 ， 对对 流流 体体 形形 成成 局局
18、部部 阻阻 力力 。 局局 部部 水水 头头 损损 失失 （ hj） ： 克克 服服 局局 部部 阻阻 力力 而而 造造 成成 的的 能能 量量 损损 失失 。 （ 3） 总总 水水 头头 损损 失失 ： 第第 2 章章 传传 热热 原原 理理 22 传传 热热 学学 的的 性性 质质 和和 地地 位位 ： 传传 热热 学学 是是 研研 究究 热热 量量 传传 递递 过过 程程 规规 律律 的的 一一 门门 科科 学学 。 是是 学学 习习 采采 暖暖 和和 空空 调调 工工 程程 的的 基基 础础 。 例例 ： 在在 供供 暖暖 工工 程程 中中 ， 供供 暖暖 热热 负负 荷荷 的的 确确
19、 定定 需需 要要 计计 算算 围围 护护 结结 构构 的的 传传 热热 量量 ， 建建 筑筑 物物 的的 围围 护护 结结构构 传传 热热 主主 要要 是是 通通 过过 外外 墙墙 、 外外 窗窗 、 外外 门门 、 顶顶 棚棚 和和 地地 面面 。 通过围护结构的热传递需要经历三个阶段： 1)热量由室内空气以对流换热和物体间的辐射换热的方式传给墙壁的内表面。 2)墙壁的内表面以固体导热的方式传递到墙壁外表面。 3)墙壁外表面以对流换热和物体间辐射换热的方式把热量传递给室外环境。 传传 热热 的的 三三 种种 基基 本本 形形 式式 ： 热热 传传 导导 热热 对对 流流 热热 辐辐 射射
20、2.1 导导 热热 2.1.1 导导 热热 22 凡凡 是是 有有 温温 差差 的的 地地 方方 ， 就就 会会 有有 热热 传传 导导 。 热热 量量 总总 是是 自自 发发 地地 由由 高高 温温 物物 体体 传传 递递 到到 地地 温温 物物 体体 。 必必 须须 有有 物物 体体 的的 直直 接接 接接 触触 ， 才才 有有 导导 热热 的的 发发 生生 。 2.1.2 导导 热热 量量 22 导导 热热 量量 :通通 过过 壁壁 体体 的的 导导 热热 量量 与与 壁壁 两两 侧侧 的的 温温 差差 和和 面面 积积 成成 正正 比比 ， 与与 壁壁 的的 厚厚 度度 成成 反反 比
21、比 ，并并 与与 材材 料料 的的 导导 热热 系系 数数 有有 关关 。 2.2 热热 对对 流流 和和 对对 流流 换换 热热 25 2.1.1 热热 对对 流流 热热 对对 流流 只只 发发 生生 在在 流流 体体 中中 。 热热 对对 流流 时时 ， 流流 体体 与与 壁壁 面面 相相 接接 触触 ， 同同 时时 伴伴 有有 导导 热热 的的 存存 在在 。 2.1.2 对对 流流 换换 热热 对对 流流 换换 热热 ： 在在 工工 程程 实实 际际 中中 所所 遇遇 到到 的的 传传 热热 问问 题题 ， 往往 往往 是是 流流 体体 与与 固固 体体 壁壁 面面 接接 触触 时时
22、的的 换换热热 ， 既既 有有 热热 对对 流流 又又 有有 导导 热热 的的 存存 在在 ， 这这 种种 情情 况况 称称 为为 对对 流流 换换 热热 过过 程程 。 对对 流流 换换 热热 可可 分分 为为 ： 受受 迫迫 对对 流流 自自 然然 对对 流流 2.3 热热 辐辐 射射 及及 辐辐 射射 换换 热热 26 2.3.1 热热 辐辐 射射 热热 辐辐 射射 ： 依依 靠靠 物物 体体 表表 面面 向向 外外 发发 射射 射射 线线 来来 传传 递递 能能 量量 量量 。 物物 体体 表表 面面 每每 平平 方方 米米 每每 秒秒 对对 外外 辐辐 射射 的的 热热 量量 称称
23、为为 辐辐 射射 力力 E， 其其 大大 小小 与与 物物 体体 表表 面面 性性 质质 和和 温温 度度 有有 关关 。 辐辐 射射 能能 投投 射射 到到 物物 体体 上上 的的 能能 量量 ， 部部 分分 被被 吸吸 收收 ， 部部 分分 被被 反反 射射 ， 部部 分分 被被 穿穿 透透 。 三三 者者 的的 百百 分分 比比 以以 、 、 表表 示示 ， 且且 + + =1。 辐辐 射射 换换 热热 不不 需需 要要 物物 体体 直直 接接 接接 触触 ； 在在 热热 辐辐 射射 过过 程程 中中 伴伴 随随 着着 能能 量量 形形 式式 的的 转转 换换 (物物 体体 内内 能能
24、-电电 磁磁 波波 能能 -物物 体体 内内 能能 )； 无无 论论 温温 度度 高高 低低 ， 物物 体体 都都 在在 不不 停停 的的 发发 射射 电电 磁磁 波波 能能 。 2.4 传传 热热 过过 程程 及及 传传 热热 系系 数数 28 2.4.1 稳稳 定定 传传 热热 过过 程程 传传 热热 过过 程程 的的 热热 阻阻 等等 于于 热热 流流 体体 、 冷冷 流流 体体 的的 换换 热热 热热 阻阻 及及 壁壁 的的 导导 热热 热热 阻阻 之之 和和 。 传传 热热 热热 阻阻 的的 大大 小小 与与 壁壁 两两 侧侧 流流 体体 的的 性性 质质 、 流流 动动 情情 况况
25、 、 壁壁 的的 材材 料料 、 面面 积积 、 形形 状状 等等 许许多多 因因 素素 有有 关关 。 从从 传传 热热 过过 程程 来来 看看 ， 建建 筑筑 设设 备备 工工 程程 中中 的的 传传 热热 可可 分分 为为 两两 种种 类类 型型 ： 一一 是是 增增 强强 传传 热热 ， 二二是是 减减 弱弱 传传 热热 。 （如：增强采暖工程中暖气片的换热能力，可以减小设备的尺寸；减少建筑物围护结构的传热，可以起到建筑室内保温的效果。） 第第 3 章章 电电 工工 基基 础础 知知 识识 3.1 电电 流流 、 电电 压压 、 电电 阻阻 与与 电电 功功 率率 31 3.1.4 电
26、电 路路 32 电电 路路 :通通 常常 由由 电电 源源 、 负负 载载 以以 及及 连连 接接 电电 源源 和和 负负 载载 的的 中中 间间 环环 节节 三三 部部 分分 组组 成成 。 【 特特 别别 提提 示示 】 除除 电电 源源 以以 外外 的的 电电 路路 称称 为为 外外 电电 路路 （ 其其 电电 流流 方方 向向 是是 从从 正正 极极 指指 向向 负负 极极 ） ， 电电 源源 内内 部部 的的 电电 路路 称称为为 内内 电电 路路 （ 其其 电电 流流 方方 向向 是是 从从 负负 极极 指指 向向 正正 极极 ） ； 电电 路路 有有 三三 种种 状状 态态 ：
27、通通 路路 、 断断 路路 、 短短 路路 （ 短短 路路 是是 一一 种种 严严 重重 的的 故故 障障 ） 。 电电 路路 的的 作作 用用 ： 1)电电 能能 的的 输输 送送 和和 转转 换换 解解 决决 这这 方方 面面 的的 问问 题题 ， 就就 是是 通通 常常 所所 说说 的的 电电 力力 工工 程程 ， 它它 包包 括括 发发 电电 、 变变 电电 、 输输 电电 、 配配 电电 、电电 力力 的的 照照 明明 用用 电电 ， 以以 及及 交交 直直 流流 电电 之之 间间 的的 整整 流流 和和 逆逆 变变 等等 。 2)信信 息息 的的 传传 递递 和和 处处 理理 这这
28、 一一 类类 电电 路路 中中 ， 虽虽 然然 也也 有有 能能 量量 的的 输输 送送 和和 变变 换换 问问 题题 ， 但但 其其 量量 值值 很很 小小 ， 人人 们们 关关 心心 的的 是是如如 何何 准准 确确 地地 传传 递递 和和 处处 理理 信信 息息 ， 保保 证证 信信 息息 。 3.1.1 电电 源源 与与 电电 流流 31 负负 载载 ： 是是 电电 路路 中中 消消 耗耗 电电 能能 的的 器器 件件 或或 设设 备备 ， 是是 将将 电电 能能 转转 化化 为为 其其 他他 形形 式式 能能 量量 的的 装装 置置 （ 如如 ：电电 灯灯 、 电电 动动 机机 、
29、电电 镀镀 槽槽 、 扬扬 声声 器器 等等 。 ） 中中 间间 环环 节节 ： 是是 传传 送送 、 分分 配配 和和 控控 制制 电电 能能 的的 部部 分分 ， 主主 要要 包包 括括 导导 线线 、 熔熔 断断 器器 、 开开 关关 等等 。 3.1.2 电电 位位 、 电电 压压 (U)与与 电电 动动 势势 (E) 电电 位位 ： 某某 点点 的的 电电 位位 是是 指指 电电 场场 力力 将将 单单 位位 正正 电电 荷荷 从从 该该 点点 移移 到到 参参 考考 点点 （ 零零 点点 位位 ） 所所 做做 的的功功 。 (表表 示示 电电 场场 中中 某某 一一 点点 所所 具
30、具 有有 的的 电电 位位 能能 。 ) 电电 压压 (U)： 两两 点点 的的 电电 位位 差差 ， 即即 电电 场场 力力 从从 A 点点 移移 到到 B 点点 所所 做做 的的 功功 ， 单单 位位 为为 伏伏 特特 （ V） 。 电电 动动 势势 (E): 在在 电电 源源 内内 部部 ， 分分 离离 电电 荷荷 使使 电电 源源 两两 个个 极极 上上 堆堆 积积 大大 量量 的的 正正 、 负负 电电 荷荷 形形 成成的的 电电 位位 差差 ， 而而 维维 持持 电电 位位 差差 的的 能能 力力 称称 为为 电电 动动 势势 (E)， 单单 位位 为为 伏伏 特特 （ V） 。
31、(电电 动动 势势 的的 方方 向向由由 负负 极极 指指 向向 正正 极极 。 ) 3.1.3 电电 阻阻 (R) 电电 阻阻 (R)： 导导 体体 阻阻 碍碍 电电 流流 通通 过过 的的 能能 力力 ， 称称 为为 电电 阻阻 ， 用用 R 表表 示示 ， 单单 位位 为为 欧欧 姆姆 （ ） 。 电电 阻阻 与与 物物 体体 的的 导导 电电 性性 能能 、 截截 面面 积积 、 导导 线线 长长 度度 和和 温温 度度 有有 关关 。 R= l/A 3.1.5 欧欧 姆姆 定定 律律 33 电电 动动 势势 和和 电电 压压 的的 正正 方方 向向 如如 果果 和和 电电 流流 方方
32、 向向 一一 致致 ， 取取 正正 号号 ， 否否 则则 取取 负负 号号 。 I=（ E U） /R （ 3） 单单 一一 闭闭 合合 回回 路路 的的 欧欧 姆姆 定定 律律 3.1.6 电电 功功 与与 电电 功功 率率 (P) 电电 功功 ： 电电 流流 在在 一一 段段 时时 间间 内内 通通 过过 电电 路路 中中 负负 载载 所所 消消 耗耗 的的 功功 ， 相相 当当 于于 在在 时时 间间 （ t） 内内 ，该该 电电 路路 中中 电电 压压 、 电电 流流 形形 成成 的的 电电 场场 力力 所所 做做 的的 功功 ， 单单 位位 为为 焦焦 耳耳 （ J） 。 计计 算算
33、 式式 ： W=UIt=IRt 电电 功功 率率 (P)： 单单 位位 时时 间间 内内 电电 流流 在在 电电 路路 中中 所所 做做 的的 功功 ， 单单 位位 为为 J/s， 或或 瓦瓦 特特 （ W） 。 计计 算算 式式 ： P=W/t=UIt/t=UI=IR 3.1.7 克克 希希 荷荷 夫夫 定定 律律 克克 希希 荷荷 夫夫 定定 律律 ： 任任 一一 瞬瞬 时时 ， 流流 入入 电电 路路 中中 任任 一一 节节 点点 的的 电电 流流 之之 和和 等等 于于 流流 出出 该该 节节 点点 的的 电电 流流 之之 和和 ， 即即 ： I入入 = I出出 如如 果果 规规 定定
34、 流流 入入 节节 点点 的的 电电 流流 为为 “ +” ， 流流 出出 节节 点点 的的 电电 流流 为为 “ -” ， 则则 上上 式式 可可 改改 写写 为为 ： I=0 I1+I2-I3=0 3.3 直直 流流 电电 路路 与与 交交 流流 电电 路路 39 3.3.1 直直 流流 电电 路路 （ 1） 电电 路路 的的 串串 联联 3.3.2 直直 流流 电电 路路 （ 2） 电电 路路 的的 并并 联联 3.3.3 交交 流流 电电 源源 与与 交交 流流 电电 路路 交交 流流 电电 ： 大大 小小 和和 方方 向向 均均 随随 时时 间间 作作 周周 期期 性性 变变 化化
35、且且 平平 均均 值值 为为 零零 的的 电电 动动 势势 、 电电 压压 和和 电电 流流 统统 称称 为为 交交 流流 电电 。 正正 弦弦 交交 流流 电电 ： 随随 时时 间间 作作 正正 弦弦 规规 律律 变变 化化 的的 电电 动动 势势 、 电电 压压 和和 电电 流流 ， 称称 为为 正正 弦弦 交交 流流 电电 。 3.3 直直 流流 电电 路路 与与 交交 流流 电电 路路 3.3.3 交交 流流 电电 源源 与与 交交 流流 电电 路路 1） 周周 期期 ： 正正 弦弦 交交 流流 电电 完完 成成 往往 复复 变变 化化 一一 周周 所所 需需 的的 时时 间间 叫叫
36、周周 期期 ， 用用 字字 母母 T表表 示示 ， 单单 位位 为为 秒秒 (s) 。 周周 期期 大大 ， 波波 形形 变变 化化 慢慢 ； 周周 期期 小小 ， 波波 形形 变变 化化 快快 。 2） 频频 率率 ： 每每 秒秒 时时 间间 内内 正正 弦弦 交交 流流 电电 往往 复复 变变 化化 的的 次次 数数 叫叫 频频 率率 ， 用用 字字 母母 f 表表 示示 ， 单单 位位 是是 赫赫 兹兹 (Hz)。 频频 率率 与与 周周 期期 是是 互互 为为 倒倒 数数 关关 系系 。 6） 交交 流流 电电 的的 大大 小小 瞬瞬 时时 值值 ： 交交 流流 电电 在在 任任 一一
37、 时时 刻刻 的的 实实 际际 值值 叫叫 瞬瞬 时时 值值 ， 瞬瞬 时时 值值 是是 不不 停停 地地 随随 时时 间间 变变 化化 的的 ， 是是 时时 间间 的的 函函数数 。 （ 如如 ： u、 i、 p 分分 别别 表表 示示 交交 流流 电电 压压 、 电电 流流 及及 功功 率率 的的 瞬瞬 时时 值值 。 ） 最最 大大 值值 ： 交交 流流 电电 在在 变变 化化 过过 程程 中中 所所 出出 现现 的的 最最 大大 瞬瞬 时时 值值 叫叫 最最 大大 值值 ， 也也 就就 是是 正正 弦弦 量量 的的 振振 幅幅 ， 用用 大大 写写字字 母母 并并 加加 注注 角角 标
38、标 m表表 示示 。 （ 如如 ： Um、 Im分分 别别 表表 示示 正正 弦弦 交交 流流 电电 压压 和和 电电 流流 的的 最最 大大 值值 。 ） 有有 效效 值值 ： 在在 电电 工工 技技 术术 中中 常常 用用 有有 效效 值值 来来 表表 示示 交交 流流 电电 大大 小小 ， 如如 交交 流流 电电 路路 中中 的的 电电 压压 220V、 380V都都 是是 指指有有 效效 值值 。 （ 如如 ： U、 I 分分 别别 表表 示示 交交 流流 电电 压压 和和 电电 流流 的的 有有 效效 值值 。 ） （ 3） 三三 相相 交交 流流 电电 源源 、 电电 压压 和和
39、负负 载载 接接 法法 目目 前前 ， 电电 力力 系系 统统 都都 采采 用用 三三 相相 三三 线线 制制 输输 电电 、 三三 相相 四四 线线 制制 配配 电电 。 三三 相相 交交 流流 与与 单单 相相 交交 流流 相相 比比 具具 有有 以以 下下 优优 点点 ： 在在 输输 送送 的的 功功 率率 、 电电 压压 相相 同同 和和 距距 离离 、 线线 路路 损损 失失 相相 等等 的的 情情 况况 下下 ， 采采 用用 三三 相相 制制 输输 电电 可可 大大 大大 节节 省省 输输 电电 线线的的 用用 铜铜 (或或 铝铝 )量量 。 工工 农农 业业 生生 产产 上上 广
40、广 泛泛 使使 用用 的的 三三 相相 异异 步步 电电 动动 机机 是是 以以 三三 相相 交交 流流 作作 为为 电电 源源 的的 ， 它它 与与 单单 相相 电电 动动 机机 相相 比比 ， 具具 有有体体 积积 小小 、 价价 格格 低低 、 效效 率率 高高 、 性性 能能 好好 等等 优优 点点 。 三三 相相 交交 流流 发发 电电 机机 与与 单单 相相 的的 相相 比比 ， 在在 体体 积积 相相 同同 时时 ， 三三 相相 交交 流流 发发 电电 机机 具具 有有 输输 出出 功功 率率 大大 、 效效 率率 高高 等等 优优 点点 。 由由 于于 建建 筑筑 施施 工工
41、现现 场场 既既 有有 动动 力力 负负 荷荷 ， 又又 有有 照照 明明 负负 荷荷 ， 因因 此此 一一 般般 都都 采采 用用 三三 相相 四四 线线 制制 供供 电电 。 所所 谓谓 三三 相相 四四 线线 制制 就就 是是 三三 根根 相相 线线 （ 火火 线线 ） 一一 根根 零零 线线 的的 供供 电电 体体 制制 。 三三 根根 相相 线线 与与 零零 线线 之之 间间 的的 电电 压压 是是 一一 组组 频频 率率 相相 同同 、 幅幅 值值 相相 等等 、 相相 位位 互互 差差 120 的的 三三 相相 对对 称称 电电 压压 。 三三 相相 电电 源源 有有 两两 种种
42、 连连 接接 方方 式式 ： 常常 采采 用用 星星 形形 (Y)连连 接接 ； 三三 个个 末末 端端 的的 连连 接接 点点 N称称 为为 电电 源源 中中 点点 ， 从从 中中 点点 N引引 出出 的的 导导 线线 称称 为为 中中 线线 ， 用用 黑黑 色色 或或 白白 色色 导导 线线 来来 表表 示示 。 中中 点点 与与 大大地地 连连 在在 一一 起起 ， 此此 时时 中中 点点 又又 称称 为为 零零 点点 ， 用用 0表表 示示 ， 中中 线线 又又 称称 为为 零零 线线 。 3.3 直直 流流 电电 路路 与与 交交 流流 电电 路路 3.3.3 交交 流流 电电 源源
43、 与与 交交 流流 电电 路路 （ 3） 三三 相相 交交 流流 电电 源源 、 电电 压压 和和 负负 载载 接接 法法 从从 三三 个个 首首 端端 分分 别别 引引 出出 的的 三三 根根 导导 线线 统统 称称 为为 相相 线线 ， 俗俗 称称 火火 线线 ， 分分 别别 用用 黄黄 、 绿绿 、 红红 三三 色色 表表 示示 。 从从 发发 电电 机机 或或 变变 压压 器器 引引 出出 一一 根根 中中 线线 和和 三三 根根 相相 线线 的的 供供 电电 方方 式式 称称 为为 三三 相相 四四 线线 制制 ； 不不 引引 出出 中中 线线 只只 引引 出出 三三 根根 相相 线
44、线 的的 供供 电电 方方 式式 称称 为为 三三 相相 三三 线线 制制 。 三三 相相 电电 源源 电电 压压 负负 载载 的的 星星 形形 连连 接接 将将 每每 相相 负负 载载 的的 一一 端端 连连 接接 在在 一一 起起 ， 称称 为为 负负 载载 中中 点点 ， 而而 将将 另另 一一 端端 分分 别别 接接 到到 三三 根根 相相 线线 上上 。 负负 载载 不不 对对 称称 时时 ，负负 载载 中中 点点 必必 须须 接接 在在 电电 源源 中中 线线 上上 。 3.3 直直 流流 电电 路路 与与 交交 流流 电电 路路 3.3.3 交交 流流 电电 源源 与与 交交 流
45、流 电电 路路 （ 3） 三三 相相 交交 流流 电电 源源 、 电电 压压 和和 负负 载载 接接 法法 负负 载载 的的 星星 形形 连连 接接 (1)不不 对对 称称 负负 载载 的的 星星 形形 连连 接接 在在 图图 1.25 中中 ， ZA、 ZB、 ZC为为 非非 对对 称称 三三 相相 负负 载载 ， 采采 用用 星星 形形 连连 接接 。 负负 载载 的的 星星 形形 连连 接接 (1)不不 对对 称称 负负 载载 的的 星星 形形 连连 接接 ZA、 ZB、 ZC为为 非非 对对 称称 三三 相相 负负 载载 ， 采采 用用 星星 形形 连连 接接 。 (2)对对 称称 负负 载载 的的 星星 形形 连连 接接 ZA、 ZB、 ZC为为 对对 称称 三三 相相 负负 载载 ， 可可 不不 设设 置置 中中 线线 。 第第 4 章章 管管 材材 及及 附附 件件 4.1 常常 用用 管管 材材
