浅谈电工学中容易搞混的一些概念

王红珠

摘 要：本文根据多年从事教授电工学课程的经验，对电工学中容易搞混的一些概念进行了归纳总结并进行了详细地分析讨论，以便学生能更好地理解并掌握这些概念。

关键词：搞混 概念 总结 分析

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0179-01

电工学是我校非电类专业开设的一门专业基础课，讲述的是电路中有关物理量的基本概念、交直流电路的分析和计算、三相异步电动机的控制电路，具有很强的理论性和实践性。这门课简单易学，但有一些相近的概念使学生似懂非懂，容易搞混。下面就这些概念我举例说明。

静电和非静电：静电是用摩擦的方法使物体带上正电和负电，是一种客观的自然现象，比如日常生活中常会出现的一些现象：在我们早上起来梳头时，头发有时会“飘”起来，或者晚上脱衣服睡觉时都会产生静电。虽然静电中存在电荷，但它是一种处于静止状态的电荷，不能移动，也就没有电流存在，因此静电不能带动电器工作。相反，非静电中也存在电荷，但是这种电荷可以定向移动，形成一定的电流，故非静电能带动电器工作。

电量与电流：电荷的多少叫做电量，电量的单位为库仑。电荷的定向移动叫做电流，电流不是恒定不变的，即不同的时刻，电流大小不一样，它的大小可用单位时间内通过导体横截面的电量来表示，单位为安培。

自由电荷和自由电子：自由电荷不但可以是自由电子，还可以是正离子和负离子，而自由电子只是指脱离了原子核束缚的电子。比如金属导体中的自由电荷就是自由电子，而酸碱盐水溶液中的自由电荷主要就是正离子和负离子。

带电和导电：带电是指物体失去或得到多余的一些电子，导致物体对外呈现电性。导电实质是指导体中存在大量电荷，并作定向移动，从而使导体中产生电流。

电压、电位和电动势：电压是指在非静电力的作用下，电荷从A点移动到B点所做的功。它为代数值，一般都指两点间的电压，其大小与参考点地选择无关。电位是必须先在电路中选定一个参考点，规定参考点的电位为零伏。它是指电场力把单位正电荷从电路中的某点沿任意路径移动到参考点所做的功，即除参考点外的点对于参考点之间的电压。电位的参考方向为某点指向参考点，其值大小与参考点地选择有关。电压和电位的单位相同，都为伏特，它们之间的关系为两点之间的电压等于两点的电位之差。电动势是指非静电力把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功。它只是描述电源的性质，即只有电源才有电动势的概念，其大小等于电源两端的电压，参考方向为电源负极指向电源正极，与电源电压相反。对于电源而言，电路未闭合时称电源电动势，电路闭合时称电源电压，也就是说电动势与外电路无关，电压与外电路有关。

独立源和受控源：独立源包括独立电压源和独立电流源，是指电压源的电压和电流源的电流值是一个常数，由自身决定，跟外电路无关。受控源是指其电压或电流受同一电路的其它支路上的电压或电流控制，其值不是一个常数，可分为电压控制的电压源、电流控制的电压源、电压控制的电流源和电流控制的电流源四种形式。在用叠加原理、戴维南定理分析电路时，独立电压源作短路处理，独立电流源作开路处理，但受控电压源和受控电流源不能作零处理，只能保留原样进行分析，因此分析计算电路时一定要看清楚是独立源还是受控源，再按相应原则处理并区别对待。

相电压和线电压：三相电源输出两种电压为相电压和线电压，相电压是指火线和零线之间的电压，线电压是指火线和火线之间的电压。三相电源的连接方式不同，线电压和相电压的关系不一样。如果三相电源作星型连接时，线电压的有效值是相电压有效值的根3倍，它的相位超前相电压30度；如果三相电源作三角形连接时，线电压和相电压相等，即有效值和相位分别相等。

相电流、线电流和中线电流：假如三相电源连接上三相负载，就会存在相电流、线电流和中线电流的概念。相电流是指负载上的电流，线电流是指火线上的电流，中线电流是指中线上的电流。若是三相对称负载作星型连接时，每根火线上的线电流和对应相电流相等；若是三相对称负载作三角型连接时，线电流的有效值是相电流有效值的根3倍，它的相位超前相电流30度。不管负载作什么连接，只要它是对称的，中线电流就一定为零，中线就可以去掉，供电方式就会变成三相三相制，但是负载不对称时，中线电流就不为零，中线就一定不能去掉，也不能在中线上安装保险丝或开关，应当采用三相四线制供电，保证各项负载能正常工作，否则会造成各相电压不对称，相电压超过或低于负载额定电压，导致负载可能被损坏或者不能正常工作。

电阻和阻抗：电阻是线性元件，是个常数，它的阻值不随电压的变化而变化，是导体本身的一个特性，表示导体对电流阻碍作用的大小，单位为欧姆。阻抗是指对交流电所起的阻碍作用，针对一个二端元件而言，而二端元件是指具有两个出线端的部分电路，一般由电阻、电容和电感元件组成，阻抗本身是个复数，实部是电阻，虚部是感抗与容抗之差（电抗），也就是说阻抗是电阻与电抗两个相量求和的结果，单位也为欧姆。

通路、短路和断路：通路是接通电源和负载，电路处于有载状态，电路中产生电流，属于正常电路。短路是在电源两端连一根导线，负载电阻为零，电路中存在最大电流，负载上没有电压和功率，它本身是一种错误电路，我们一般要避免短路故障的发生，一般说某个元件被短路，此元件实际上相当于一根导线的作用，比如熔断器在电路中正常工作时就相当于一根导线。断路指的是在某点断开，即电流为零，比如熔断器在保护电路时发生熔断就相当于断路。在检测电路故障时，我们可以用万用表的电阻档来判断电路中是否发生短路和断路，若测得两点间的电阻接近零，表示这两点发生短路，反之，测得电阻为无穷大表示发生断路。

刀开关和组合开关：都可以用来接通或断开电源。组合开关实质上也是一种刀开关，但它的刀片可转动，是一种多触点、多位置、可控制多个回路的电器。

电抗器和浪涌吸收器：电抗器也叫电感器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈，有输入和输出两种电抗器，用在变频调速中。在变频器前面加装输入电抗器，用以抑制浪涌电压和浪涌电流，保护变频器。浪涌吸收器由陶瓷管、合金电阻丝和涂层三部分组成。由于电动机在快速停车过程中有惯性，会产生大量的再生电能，若不及时消耗掉再生电能，就会导致变频器报故障，甚至会损害变频器。因此用浪涌吸收器可以保护变频器不受电动机再生电能的危害。

以上是一些相近概念之间的关系，如果我们搞清楚它们间的细微区别，就会理解概念的本质含义，对我们分析计算电路会起到很重要的作用。

参考文献

[1] 顾永杰.电工电子技术基础[M].高教出版社，2005.

[2] 赵歆.电工电子技术[M].北京邮电大学出版社，2013.endprint