电工基础理论
用最简单的话讲清楚电流、电压、电阻、功率是什么关系
公式速查表（先记住这几个）
下面这些公式是电工最常用的，建议先大概看一下，后面会一个个解释。
欧姆定律（最核心的公式）
电流 = 电压 除以 电阻
I = U / R
变形1：电压 = 电流 x 电阻 U = I x R
变形2：电阻 = 电压 除以 电流 R = U / I
电流 = 电压 除以 电阻
I = U / R
变形1：电压 = 电流 x 电阻 U = I x R
变形2：电阻 = 电压 除以 电流 R = U / I
功率公式（算电器耗多少电）
功率 = 电压 x 电流
P = U x I
变形1：P = I x I x R （已知电流和电阻时用）
变形2：P = U x U / R （已知电压和电阻时用）
功率 = 电压 x 电流
P = U x I
变形1：P = I x I x R （已知电流和电阻时用）
变形2：P = U x U / R （已知电压和电阻时用）
字母代表什么：
U 或 V = 电压，单位是伏特（V）
I = 电流，单位是安培（A）
R = 电阻，单位是欧姆（读作"欧"，符号是Ω）
P = 功率，单位是瓦特（W）
W = 电能，单位是度（kWh），也叫千瓦时
U 或 V = 电压，单位是伏特（V）
I = 电流，单位是安培（A）
R = 电阻，单位是欧姆（读作"欧"，符号是Ω）
P = 功率，单位是瓦特（W）
W = 电能，单位是度（kWh），也叫千瓦时
什么是电流
一句话解释：
电流就是电子在电线里跑动。就像水在水管里流动一样。
电子跑得越快、数量越多，电流就越大。
电流就是电子在电线里跑动。就像水在水管里流动一样。
电子跑得越快、数量越多，电流就越大。
电流的单位
安培（A）—— 最常用的单位
毫安（mA）= 0.001 A —— 很小的电流
千安（kA）= 1000 A —— 很大的电流
毫安（mA）= 0.001 A —— 很小的电流
千安（kA）= 1000 A —— 很大的电流
生活中的电流大概是多大？
手机充电：约 0.5 ~ 2 A
LED灯泡：约 0.03 ~ 0.05 A（很小！）
家用空调：约 5 ~ 15 A
小电机（7.5kW）：约 15 A
大电机：几十到上百安培
LED灯泡：约 0.03 ~ 0.05 A（很小！）
家用空调：约 5 ~ 15 A
小电机（7.5kW）：约 15 A
大电机：几十到上百安培
两种电流：直流和交流
直流电（DC）：电子只往一个方向跑
比如：电池、手机充电器输出、PLC电源（24V直流）
交流电（AC）：电子来回跑（每秒来回50次或60次）
比如：家里插座（220V交流）、工厂三相电（380V交流）
比如：电池、手机充电器输出、PLC电源（24V直流）
交流电（AC）：电子来回跑（每秒来回50次或60次）
比如：家里插座（220V交流）、工厂三相电（380V交流）
安全提醒：
通过人体的电流超过 50mA 就可能有生命危险！
所以操作电路前必须断电验电！
通过人体的电流超过 50mA 就可能有生命危险！
所以操作电路前必须断电验电！
什么是电压
一句话解释：
电压就是推动电子流动的力量。就像水压推动水在水管里流一样。
电压越大，推力越大。
电压就是推动电子流动的力量。就像水压推动水在水管里流一样。
电压越大，推力越大。
电压的单位
伏特（V）—— 最常用的单位
千伏（kV）= 1000 V —— 高压电
毫伏（mV）= 0.001 V —— 很小的电压
千伏（kV）= 1000 V —— 高压电
毫伏（mV）= 0.001 V —— 很小的电压
常见电压值
干电池：1.5 V
手机电池：3.7 V
PLC/传感器电源：24 V（直流）
安全电压：36 V 以下（一般不会电死人）
家里插座：220 V（交流电）
工厂三相电：380 V（两根火线之间）
手机电池：3.7 V
PLC/传感器电源：24 V（直流）
安全电压：36 V 以下（一般不会电死人）
家里插座：220 V（交流电）
工厂三相电：380 V（两根火线之间）
电压和电流的关系
重要理解：
有电压不一定有电流 —— 就像水管有水压但阀门关着，水不流
有电流一定有电压 —— 水在流说明一定有水压在推
所以：电压是原因，电流是结果
有电压不一定有电流 —— 就像水管有水压但阀门关着，水不流
有电流一定有电压 —— 水在流说明一定有水压在推
所以：电压是原因，电流是结果
什么是电阻
一句话解释：
电阻就是材料对电流的阻碍作用。就像水管越细越长，水流就越困难一样。
电阻越大，电流越难通过。
电阻就是材料对电流的阻碍作用。就像水管越细越长，水流就越困难一样。
电阻越大，电流越难通过。
电阻的单位
欧姆（Ω）—— 读作"欧"
千欧（kΩ）= 1000 Ω
兆欧（MΩ）= 1000000 Ω
千欧（kΩ）= 1000 Ω
兆欧（MΩ）= 1000000 Ω
什么情况下电阻大？什么情况下电阻小？
影响电阻大小的四个因素：
1. 材料不同 —— 铜比铝导电好（铜的电阻小）
2. 线越细 —— 电阻越大（像细水管水流小）
3. 线越长 —— 电阻越大（长水管阻力大）
4. 温度越高 —— 金属的电阻越大
1. 材料不同 —— 铜比铝导电好（铜的电阻小）
2. 线越细 —— 电阻越大（像细水管水流小）
3. 线越长 —— 电阻越大（长水管阻力大）
4. 温度越高 —— 金属的电阻越大
所以选导线的时候：
大电流要用粗线（减小电阻，减少发热）
远距离输电要用更粗的线（线路长了电阻变大）
大电流要用粗线（减小电阻，减少发热）
远距离输电要用更粗的线（线路长了电阻变大）
欧姆定律（最重要的公式）
欧姆定律把电压、电流、电阻三个东西联系起来了：
I = U / R
电流 = 电压 / 电阻
I = U / R
电流 = 电压 / 电阻
怎么理解这个公式？
打个比方 —— 水管系统：
电压 U = 水压（推力大小）
电流 I = 水流量（每秒流过多少水）
电阻 R = 水管的粗细和长度（阻碍大小）
水压越大，水流越大（电压高，电流大）
水管越细，水流越小（电阻大，电流小）
这就是欧姆定律！
电压 U = 水压（推力大小）
电流 I = 水流量（每秒流过多少水）
电阻 R = 水管的粗细和长度（阻碍大小）
水压越大，水流越大（电压高，电流大）
水管越细，水流越小（电阻大，电流小）
这就是欧姆定律！
三个变形公式（根据已知条件选用）
情况一：知道电压和电阻，求电流
I = U / R
例：220V 电压，电阻 440 欧姆，电流是多少？
I = 220 / 440 = 0.5 A
情况二：知道电流和电阻，求电压
U = I x R
例：电流 10A，电阻 22 欧姆，电压是多少？
U = 10 x 22 = 220 V
情况三：知道电压和电流，求电阻
R = U / I
例：电压 24V，电流 2A，电阻是多少？
R = 24 / 2 = 12 Ω
I = U / R
例：220V 电压，电阻 440 欧姆，电流是多少？
I = 220 / 440 = 0.5 A
情况二：知道电流和电阻，求电压
U = I x R
例：电流 10A，电阻 22 欧姆，电压是多少？
U = 10 x 22 = 220 V
情况三：知道电压和电流，求电阻
R = U / I
例：电压 24V，电流 2A，电阻是多少？
R = 24 / 2 = 12 Ω
短路是怎么回事？
正常情况：电流经过负载（比如电机），负载有一定电阻，电流正常
短路情况：火线和零线直接碰在一起，电阻几乎等于 0
根据欧姆定律 I = U / R：
当 R ≈ 0 时，I 会变得极大！（比如几千安培）
这么大的电流瞬间产生巨大热量 → 电线烧毁 → 可能起火！
所以必须有断路器（QF）和熔断器（FU）来保护！
正常情况：电流经过负载（比如电机），负载有一定电阻，电流正常
短路情况：火线和零线直接碰在一起，电阻几乎等于 0
根据欧姆定律 I = U / R：
当 R ≈ 0 时，I 会变得极大！（比如几千安培）
这么大的电流瞬间产生巨大热量 → 电线烧毁 → 可能起火！
所以必须有断路器（QF）和熔断器（FU）来保护！
功率与电费计算
一句话解释：
功率就是电器消耗电能的速度。功率越大，耗电越快。
就像水龙头开得越大，同样时间用水越多。
功率就是电器消耗电能的速度。功率越大，耗电越快。
就像水龙头开得越大，同样时间用水越多。
功率的计算
最基本的功率公式：
P = U x I
功率 = 电压 x 电流
例：220V 的插座接了一个 4.55A 的电器
功率 P = 220 x 4.55 = 1000 W = 1 kW
P = U x I
功率 = 电压 x 电流
例：220V 的插座接了一个 4.55A 的电器
功率 P = 220 x 4.55 = 1000 W = 1 kW
电能（电费）怎么算？
电能 = 功率 x 时间
W = P x t
单位：瓦特 x 小时 = 瓦时（Wh）
1000 Wh = 1 度电（1 kWh）
例题：
一个 100W 的灯泡，亮了 10 个小时，用了几度电？
W = 100W x 10h = 1000 Wh = 1 度电
如果电费是 0.5 元/度，要付多少钱？
1 度 x 0.5 元 = 0.5 元
W = P x t
单位：瓦特 x 小时 = 瓦时（Wh）
1000 Wh = 1 度电（1 kWh）
例题：
一个 100W 的灯泡，亮了 10 个小时，用了几度电？
W = 100W x 10h = 1000 Wh = 1 度电
如果电费是 0.5 元/度，要付多少钱？
1 度 x 0.5 元 = 0.5 元
三个公式的选择方法
已知什么，用什么公式：
知道电压和电流 → 用 P = U x I
知道电流和电阻 → 用 P = I x I x R
知道电压和电阻 → 用 P = U x U / R
知道电压和电流 → 用 P = U x I
知道电流和电阻 → 用 P = I x I x R
知道电压和电阻 → 用 P = U x U / R
三相电是什么
工厂里用的电叫"三相电"，家里用的是"单相电"
三相电有三根火线（L1/L2/L3），每根线的电压波形错开一定角度
单相电只有一根火线 + 一根零线
三相电有三根火线（L1/L2/L3），每根线的电压波形错开一定角度
单相电只有一根火线 + 一根零线
380V 和 220V 是什么关系？
三相电的两个电压：
相电压（火线到零线）：220 V
线电压（火线到火线）：380 V
关系：380V = 220V x 1.732
（1.732 就是根号3，约等于1.73）
记忆方法：
两根火线之间是 380V
一根火线到零线是 220V
相电压（火线到零线）：220 V
线电压（火线到火线）：380 V
关系：380V = 220V x 1.732
（1.732 就是根号3，约等于1.73）
记忆方法：
两根火线之间是 380V
一根火线到零线是 220V
三相电的功率计算
P = 1.732 x U x I x cosφ
1.732 = 根号3
U = 线电压（一般是 380V）
I = 线电流（要算的那个值）
cosφ = 功率因数（一般取 0.8 ~ 0.9）
1.732 = 根号3
U = 线电压（一般是 380V）
I = 线电流（要算的那个值）
cosφ = 功率因数（一般取 0.8 ~ 0.9）
估算电机电流（超实用经验公式）
对于 380V 三相电动机：
电流 ≈ 功率(kW) x 2
例：
4kW 电机 → 电流约 8A
7.5kW 电机 → 电流约 15A
11kW 电机 → 电流约 22A
15kW 电机 → 电流约 30A
22kW 电机 → 电流约 44A
这个估算误差在 10% 以内，现场够用了！
电流 ≈ 功率(kW) x 2
例：
4kW 电机 → 电流约 8A
7.5kW 电机 → 电流约 15A
11kW 电机 → 电流约 22A
15kW 电机 → 电流约 30A
22kW 电机 → 电流约 44A
这个估算误差在 10% 以内，现场够用了！
实际工作中的计算例子
例子1：算一个电器用多少电流
问题：一个 2000W 的电热水壶插在 220V 插座上，电流多大？
已知：P = 2000W，U = 220V，求 I
用公式：I = P / U
I = 2000 / 220 ≈ 9.1 A
结论：需要用至少能承受 10A 的插座和电线
已知：P = 2000W，U = 220V，求 I
用公式：I = P / U
I = 2000 / 220 ≈ 9.1 A
结论：需要用至少能承受 10A 的插座和电线
例子2：选多粗的导线
问题：一台 11kW 的电机，该用多粗的铜线？
第一步：估算电流
I ≈ 11 kW x 2 = 22 A
第二步：查载流量表（或记经验值）
2.5mm² 铜线 ≈ 能过 25A
4mm² 铜线 ≈ 能过 32A
第三步：考虑余量（留点余地）
选 4mm² 更保险（或者 2.5mm² 也勉强能用）
第一步：估算电流
I ≈ 11 kW x 2 = 22 A
第二步：查载流量表（或记经验值）
2.5mm² 铜线 ≈ 能过 25A
4mm² 铜线 ≈ 能过 32A
第三步：考虑余量（留点余地）
选 4mm² 更保险（或者 2.5mm² 也勉强能用）
例子3：算一个月电费
问题：一台 7.5kW 的电机，每天运行 8 小时，每月工作 25 天，电费 0.8 元/度，一个月电费多少？
每天用电量：7.5 kW x 8 h = 60 度
每月用电量：60 度 x 25 天 = 1500 度
每月电费：1500 度 x 0.8 元 = 1200 元
每天用电量：7.5 kW x 8 h = 60 度
每月用电量：60 度 x 25 天 = 1500 度
每月电费：1500 度 x 0.8 元 = 1200 元
例子4：为什么不能随便换大保险丝
场景：某设备原来配 10A 的熔断器，经常烧断。有人换成 30A 的。
原来烧 10A 说明电路有问题（可能是短路或过载）
换成 30A 后，出问题时电流可以大到 30A 才断
但电线可能只能承受 15A，结果没等保险丝断，电线先烧毁了！
结论：熔断器/断路器的规格不能随意改大！
原来烧 10A 说明电路有问题（可能是短路或过载）
换成 30A 后，出问题时电流可以大到 30A 才断
但电线可能只能承受 15A，结果没等保险丝断，电线先烧毁了！
结论：熔断器/断路器的规格不能随意改大！
串并联电路计算（实际应用）
串联电路
特点：电流处处相等，电压按电阻分配
R总 = R1 + R2 + R3
U总 = U1 + U2 + U3
I = I1 = I2 = I3
实际应用：
• 热继电器的发热元件串联在主电路中
• 熔断器串联在电路中
• 急停(NC)→停止(NC)→FR(95-96) 串联在控制回路
R总 = R1 + R2 + R3
U总 = U1 + U2 + U3
I = I1 = I2 = I3
实际应用：
• 热继电器的发热元件串联在主电路中
• 熔断器串联在电路中
• 急停(NC)→停止(NC)→FR(95-96) 串联在控制回路
并联电路
特点：电压处处相等，电流按电阻分配
1/R总 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
I总 = I1 + I2 + I3
U = U1 = U2 = U3
实际应用：
• 电压表并联在被测电路两端
• 指示灯并联在电源上
• 多台电机并联在三相电源上
• 自锁触点(13-14)并联在启动按钮两端
1/R总 = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
I总 = I1 + I2 + I3
U = U1 = U2 = U3
实际应用：
• 电压表并联在被测电路两端
• 指示灯并联在电源上
• 多台电机并联在三相电源上
• 自锁触点(13-14)并联在启动按钮两端
功率因数是什么（通俗解释）
一句话：功率因数就是电能的"利用效率"
公式：
有功功率P(kW) = 视在功率S(kVA) × 功率因数cosφ
三相电机：P = √3 × U × I × cosφ
cosφ = 1：电能全部被利用（理想状态）
cosφ = 0.8：只有80%的电能做有用功
为什么重要？
• 功率因数低 → 同样的功率需要更大的电流 → 线路损耗大
• 电力公司对功率因数低于0.9的企业罚款
• 改善方法：加装电力电容器（无功补偿）
经验值：三相异步电机cosφ ≈ 0.8-0.85，空载时只有0.2-0.3
公式：
有功功率P(kW) = 视在功率S(kVA) × 功率因数cosφ
三相电机：P = √3 × U × I × cosφ
cosφ = 1：电能全部被利用（理想状态）
cosφ = 0.8：只有80%的电能做有用功
为什么重要？
• 功率因数低 → 同样的功率需要更大的电流 → 线路损耗大
• 电力公司对功率因数低于0.9的企业罚款
• 改善方法：加装电力电容器（无功补偿）
经验值：三相异步电机cosφ ≈ 0.8-0.85，空载时只有0.2-0.3
实际测量方法（装配电工必会）
钳形表怎么用
测交流电流（最常用）：
① 选AC A档位
② 钳住一根导线（不能同时钳住两根！）
③ 读数
测三相电流是否平衡：
分别钳住L1、L2、L3，三个读数应基本相等
偏差 > 10% 说明有问题（接触不良或电机绕组故障）
常见错误：
• 同时钳住L1+L2+L3 → 读数为0（三相平衡时矢量和为0）
• 钳住整根电缆(含L+N) → 读数不准
• 直流电流不能用普通钳形表！需要带DC功能的
① 选AC A档位
② 钳住一根导线（不能同时钳住两根！）
③ 读数
测三相电流是否平衡：
分别钳住L1、L2、L3，三个读数应基本相等
偏差 > 10% 说明有问题（接触不良或电机绕组故障）
常见错误：
• 同时钳住L1+L2+L3 → 读数为0（三相平衡时矢量和为0）
• 钳住整根电缆(含L+N) → 读数不准
• 直流电流不能用普通钳形表！需要带DC功能的
万用表测量技巧
测电压：
• 并联接入
• 交流选AC V档，直流选DC V档
• 不确定范围先选最大档
测电阻：
• 必须断电！带电测会烧表
• 先短接表笔调零（指针式）
• 量电机绕组：三相电阻应基本相等
测通断：
• 用蜂鸣档
• 通了会响，断了不响
• 测按钮、触点、保险丝
判断二极管/整流桥极性：
• 用二极管档
• 正向导通(有读数)：红表笔是正极
• 反向截止(显示OL)：正常
• 并联接入
• 交流选AC V档，直流选DC V档
• 不确定范围先选最大档
测电阻：
• 必须断电！带电测会烧表
• 先短接表笔调零（指针式）
• 量电机绕组：三相电阻应基本相等
测通断：
• 用蜂鸣档
• 通了会响，断了不响
• 测按钮、触点、保险丝
判断二极管/整流桥极性：
• 用二极管档
• 正向导通(有读数)：红表笔是正极
• 反向截止(显示OL)：正常