电工基础：一篇文章带你搞懂强电和弱电
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强电、弱电属于我们电工行业的术语，对于没有从事电工实际工作经验的人说容易产生误解。这种叫法本身就不太科学，因为国家没有明文规定它的叫法，它仅仅只是一种被约定成俗的习惯叫法。所以大家在学习和工作中容易产生困扰，下面就和大家讲解一下什么是弱电什么是强电。
初学者第一次听到强电、弱电都容易想当然把它们理解成强电就是高压弱电就是低压，这种理解是错误的。高压和低压有明确的规定，国际上公认的高压和低压分界线交流电压是1000V（直流则为1500V）。那么我们习惯认为强电和弱电两者的区别是什么呢？强电一般负载传输能量，如用于人们的生产、生活，比如说照明就是一种能量的转换，电流一般以安为单位；弱电传输的是信息（信号），比如网络电话就是传输信号和信息交换。电流一般以毫安为单位。弱电一般用直流不超过24V。也就是在人体安全电压36V以下。
一、什么是强电
直接供电给用户的线路称为配电线路，如用户使用的单相电压为220V（我们国家家庭电压标准为220V），频率一般是50Hz，则称为低压配电线路，也就是家庭装修中所说的强电。家庭用电中强电一般是指交流电。如家庭中的电灯、插座等，电压为220V。家用电气中的照明灯具、电热水器、取暖器、冰箱、电视机、空调、音响设备等用电器均为强电电气设备。
什么是弱电
家庭内各种数据采集、控制、管理及通讯的控制或网络系统等线路，则称为智能化线路（也就是家庭装修中所说的弱电）。弱电一般是指直流电路或音频、视频线路、网络线路、电话线路，直流电压一般在24V以内。因为它需要传输信息，所以弱电的频率往往以KHz、MHz计量。家用电气中的电话、电脑、电视机的信号输入（有线电视线路）、音响设备（输出端线路）等用电器均为弱电电气设备。
三、强电和弱电的走线
家庭装修中，电线大致可分为强电、弱电两部分，强电线就是平常所说的照明线、插座线、空调线。而弱电线一般 指：电视线、电话线、宽带、音响线。而且现在一般的通讯线也要走暗线，一般强电用红颜色的管，弱电用蓝颜色的管。走暗线时通信线不仅不能和电源线的管路一起走，并且还要保持50厘米以上的间距，否则会产生电磁干扰。强电与弱电开槽布线时，两者不能共槽。因为电线通强电时，电线周围将产生 较强的电磁波，而弱电线一般不用屏蔽线，容易受到干扰，而频率波动，信号削弱。 选择正规装修公司会将强电弱电在开关面板分叉开槽，间距50cm,且强电弱电交叉做屏蔽处理。
四、总结
强电、弱电的区分主要是电压，强电具有较高的电压，通常大于国家规定的安全电压的36V，日常生活最常见的就是单相交流电220V，或处于220V以下电压的则是弱电。
强电、弱电的作用不同强电传导的是电能，而弱电传导的是信号。
最后大家要理解我们常说的强电不一定是高压；高压一定是强电，但是低压不一定是弱电，但是弱电一定低压。
来源：技成培训网——PLC发烧友，作者：技成-李煜，未经授权不得转载！
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一、直流电路基础概念
电是物质的，客观存在的，它和热能、风能、太阳能、核能等一样也是是一种能源，并属于二次能源，能够与其它能源相互转化；电能的生产、输送、转化一定遵守能量守恒定律、物质守恒定律。电荷有两种：正电荷、负电荷，并且同性相斥，异性相吸；电荷的多少叫电量，符号Q，单位库伦(C）,电荷的定向移动就形成了电流。负电荷向正电极方向移动，正电荷向负电极方向移动，二者在电压作用下的移动方向相反；电流的三大效应为：热效应、磁效应、化学效应。根据物质导电性的不同分：导体、绝缘体、半导体。描述导体导电能力的一个物理量电阻率ρ,单位欧.米，银的导电能力最强，下来依次是铜、金、铝、钨、铁等，水、电解液、碳、大地等也是导体。木头、塑料、陶瓷、空气等是绝缘体；硅、锗等是半导体，也就是它们们的导电能力介于导体与半导体之间。描述电的性质的物理量有电压、电流、电量（Q）。电压好比水压，电流好比水流，电量好比水滴，有了水压（电压）才会推动水流（电流），将水滴送出去；电压（U）有方向，又高电位指向低电位，电压单位为伏特（v），电流（I）也有方向，正电荷移动的方向就是电流方向，单位安培（A）；描述电源供电能力的物理量是电动势ε,单位也是伏特电流通过导体时会有阻力，用电阻表示，符号R，单位欧姆Ω，有一个非常著名的公式就是欧姆定律R=U/I，讲的是导体的电压与其电流成正比，除此之外还有一个全电路欧姆定律，指的是电源的内阻、电动势、外电阻之间的关系I=ε/（r+R)导体中运输电能的物质叫载流子，金属中的载流子为自由电子，电解液中的载流子为正离子和负离子；半导体中的载流子为空穴和自由电子。电既然是一种能源，那么它就会做功，描述其做功多少用电功W表示，单位焦耳，W=UIt，它与电压、电流、时间成正比，其做功的能力，用电功率表示P=UI，单位瓦特W；电流通过导体的时候会产生热量，其大小Q=I2Rt，与电流的平方、电阻、时间成正比；这个公式就叫做焦耳定律。电路就是电流的通路，它是由电源、负载、中间环节组成的，电源提供能量，负载消耗能量，中间环节如导线、开关、保护等；电路的作用有两个：供电与信息处理；电阻等负载着电路中的连接方式有：串联、并联、混联。电路的三种状态：开路、短路、有载工作状态。开路就是电路断开的意思，短路就是电流不经过负载直接连起来；有载工作状态就是正常的工作状态。电流必须有回路才能进行，即有出必有进；电压可以独立存在，比如一节电池，没有负载它照样有电压存在；支路:没有分支的一段短路；节点：三个以上支路的交点；回路：由几条支路组成的闭合电路；网孔：没有分支的回路；克希荷夫电流定律（KCL)与克希荷夫电压定律（KVL）在解决电路问题中非常重要，应该掌握。KCL告诉我们流入某一节点的电流等于流出电流的和，符合物质守恒定律；KVL告诉我们，对于一个闭合回路来说，电压升高之和等于电压降低之和；解决电路计算分析的方法有：支路电流法、叠加原理、节点电压法、戴维南定理、诺顿定理；电路有：电路原理图、框图、PCB图、接线图、实物图，这些图侧重点不同， 优点不同，结合起来应用有助于分析、认识电路。电压源以电压输出表示的电源，称为电压源，用电动势E 和内电阻r0 相串联的等效电路表示，输出电压：U=E-r0I.内电阻为零、输出电压绝对恒定的电源称为理想电压源，或恒压源；具有恒流输出的实际电源，称为电流源；用一个电流源Is和内电阻r0相并联的等效电路表示，其输出电流为I=Is-U/r0，U/r0为电源内部的分流电流。输出电流恒定不随负载变化的电源，称为理想电流源；电压源和电流源的等效关系：内电阻相同，Is=E/r0，为电压源的短路电流。注意：二者的等效关系仅仅对外电路而言，对电源内部不等效；在等效变换的过程中，电压源和电流源的方向必须保持一致；理想电压源和理想电流源之间不具备等效关系。二、交流电路基本概念
正弦交流电的三要素：幅值、角频率、初相位；幅值反映了其大小，角频率反映了其频率变化的快慢，相位反映了其状态位置。角频率与频率不同，二者的关系为ω=2πf，周期T是交流电变化一周的时间，单位秒s，频率f是交流电每秒变化的次数，单位赫兹Hz；二者关系T=1/f；工频市电频率50Hz；不同的交流电的初相位可能相同，可能不同，它们的初相位之差叫相位差，反映了不同交流电的状态关系，按此描述关系有超前、滞后；特殊的相位差有同相（0度）、反相（180度）、正交（90度）。交流电同直流电一样能够做功。热效应、磁效应、化学效应的三大效应同样存在；交流电的最大值为有效值的1.414倍；在描述、计算交流电的大小用有效值表示，比如市电220v就是有效值。交流电通过电阻时其两端的电压和电流同相；通过电感时，其两端的电压超前于电流90度；通过电容时两端的电流超前于电压90度；交流电通过负载的时候也要受到阻力，叫阻抗，通过电阻时的阻抗为R，也就是电阻；通过电感时的阻抗（感抗）为2πfL，通过电容时的阻抗（容抗）为1/2πfc；电阻R、电感L、电容C串联、并联电路中的电压、电流相位可能不一样，它们的相位差的余弦叫功率因数，用cosφ表示。交流电通过电阻时的功率P=UI，叫有功功率；通过电感、电容的功率Q=UI为无功功率，就是没有做功的意思，但是它们和电源之间进行着能量交换。电容、电感通入交流电在这一点上和直流电是有差别的；电阻、电容、电感组成的串并联电路计算要通过矢量计算方式。和直流电的计算方法不同。LC串联谐振电路具有低阻特性，LC并联谐振电路具有高阻特性；且电压与电流同相。直流电通不过电容，交流电能，直流电通不过变压器，交流电能；因此我们用电容器传递信号，通过变压器传递信号，变换电压。三 、磁路基本概念
磁场存在的方式有：磁铁、通电导体周围；通电导体的电流方向与其周围的磁场方向用右手螺旋定则判定；地球就是一个大磁场。通电导体在磁场中会受力的作用，大小F=BIL（B磁感应强度，I电流强度、L导体长度），导体受力方向、磁场方向、电流方向三者之间的关系用左手定则判定；这是电动机能够运转的基础理论；磁场的强弱用磁感应强度B表示，单位特斯拉T，磁场的方向，由北极N指向南极S；磁场分北极N、南极S，磁极之间同性磁极相斥、异性相吸；通过某一界面的磁场用磁通表示φ=BS，单位韦伯Web有的物质导磁性能非常好，有的很差，用磁导率μ表示，单位亨/米，H/m；据此分为铁磁物质与非磁性物质；铁磁物质分硬磁性材料、软磁性材料，矩磁材料；导磁性能较好的材料如硅钢片、坡莫合金等；铁磁物质在磁化过程中，会有剩磁现象，需要一定的反向磁场予以消除，且磁感应强度达到一定值就饱和，反复磁化过程中会有损耗，叫做磁滞损耗；铁磁物质的磁导率不为常数，为消除材料特性影响用磁场强度表达H=B/μ。法拉第电磁感应定律、楞次定律合称为电磁感应定律：通过闭合导体的磁通发生变化时，会产生感应电动势和感应电流，其大小与磁通的变化率成正比；感应电流所产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。根据这两条可以判断感应电流的方向。运动导体在磁场中切割磁力线产生的电动势、磁场方向、运动方向用右手定则判断。这是发电机工作的理论基础；自感电动势：通过导体的电流发生改变时，导体内会产生感生电动势，叫自感电动势，其大小与电感量、电流的变化率成正比，电感量又叫自感系数，符号L，单位亨利H；与线圈的匝数的平方成正比，与磁阻成反比。涡流：是一种感应电流，是交流铁心中的一种损耗，需要设法降低损耗，采取的措施就是铁心由若干绝缘薄片组成；也可以利用它，比如电磁炉就是利用涡流加热的；涡流与磁滞损耗统称为铁损。四、三相交流电
由三组幅值相等，相位差互为120度的对称单相电源组合而成的电源三相交流电；产生方式：三相交流发电机、三相变压器；三相交流电源的接法有三角形接法、星形接法两种。星形接法就是三个对称绕组的尾端接着一起，这种接法能够输出两种电压相电压、线电压，从三个首端引出的线叫相线，也叫端线、火线，三个尾端接在一起的点叫中点，从中点引出的线叫中线；相线与相线之间的电压叫线电压，相线与中线之间的电压叫相电压，线电压是相电压的1.732倍，并且超前于30度。三角形接法就是将三个对称绕组的首尾端依次相连，输出一种电压：相电压三相负载的接法有星形接法、三角形接法；星形接法若每相绕组对称，中线可以省去，此时线电压为相电压的1.732倍；三角形接法，有线电流和相电流，线电流是相电流的1.732倍，并且滞后30度；三相对称负载的有功功率P=1.732ULcosφ，无功功率Q=1.732ULsinφ；视在功率S=1.732UI五、变压器
变压器由初级绕组、次级绕组、铁芯、外壳等组成；初级匝数N1、次级匝数N2称作变压器的匝数比又叫变比k；变压器能够变换电压、电流、阻抗；电压变换公式U1/U2=N1/N2，电流变换公式I1/I2=N2/N1；阻抗变换公式R1=K2R2。可以用作电源变换，音频信号的输入输出；注意变压器不仅能够降低电压，还能够升高电压，不仅能降低阻抗，也可以升高阻抗，实现阻抗匹配。变压器按电源相数分有单相变压器、三相变压器；按功能分;电源变压器、音频变压器、脉冲变压器等；按绕组：多绕组变压器、单绕组变压器、多抽头变压器；按频率分高频变压器、中频变压器、低频变压器；变压器的同名端、异名端：当通入相同方向的电流时，产生的磁通方向一致或者磁通变化时产生的感应电流极性相同，这两个线圈的端头就叫同名端，否则就是异名端；这是变压器特有的，应该数量掌握。特殊变压器：电焊机、互感器、自耦变压器；变压器的主要参数：变比、容量、效率、频率特性等；六、三相异步电动机
电动机分类：按电源分有直流、交流电动机；直流电动机分串励、并励、复励、他励；交流电动机分单相、三相电动机；三相异步电动机按转子分鼠笼式、绕线式；单相电动机分罩极式、分相式、串激式三相异步电动机的组成：定子（底座、外壳、铁芯、绕组等）、转子（转轴、转子绕组、风扇等）；三相异步电动机的工作原理：在三相对称绕组中通入三相对称交流电，产生旋转磁场，转子绕组切割磁力线产生感应电流，感应电流在磁场中受力而使转子转动；改变任意两根接线就可以改变转向；三相绕组产生的磁极有一对极、二对极....用p表示磁极对数；磁极旋转称为旋转磁场，转速60f/p，有3000转、1500转等，又叫同步转速n1，实际转速n2；转差率s=（n1-n2）/n1三相交流电遵循电动势平衡、转矩平衡规则；转矩平衡就是能适应负载的变化改变转速；三相异步电动机的接法：星形接法、三角形接法；星形接法的电压是三角形接法电压的1.732倍，三角形接法电流是星形接法的1.732倍；输出功率相同；三相异步电动机的功率指的是其输出的机械功率，其电压指的是其额定线电压，电流是额定线电流；效率是输出机械功率与输入电功率的百分比；三相异步电动机的机械特性有4个点：启动点、过载点、额定运行点、同步点。对转矩影响的主要参数是转子绕组的电阻、定子绕组电压；三相异步电动机的启动电流很大，启动方法有直接启动、降压启动（星三角形启动、自耦变压器启动、串联电阻起动）。降压启动的目的是为了降低启动电流。三相异步电动机的调速方法：变频、变极、变转差率三相异步电动机的制动：反接制动，能耗制动。相关问答
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