机修工电气知识培训讲义.doc
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1、机修工电气基础知识培训讲义教材:电工操作证培训教材电工作业安全技术(培训教材)第一讲 电工基础(6个课时)第一节 电的基本概念(2个课时)一、电流l 定义:电荷有规则的定向移动。l 大小:单位时间内通过导体截面的电量,即电流强度(I)。l 单位:安培(A) 1KA=1000A 1A=1000mA 1mA=1000Al 方向:正电荷运动的方向为电流的正方向。l 产生条件:必须是导体,导体两端必须有电压。l 分类:直流电和交流电二、电压l 定义:又称电位差,是衡量电场做功本领大小的物理量。l 大小:电场力把单位正电荷从电场中A点移动到B点所做的功称为a、b 两点间的电压(UAB)。l 单位:伏特(
2、V)1KV1000V 1V=1000 mV 1 mV 1000 vl 方向:对于负载来说,规定电流流进端为正,流出为负。l 产生条件:对于负载来说,没有电流就没有电压,有电压就一定有电流。一、 电位l 定义:在电路中任选一点为参考点,则某点到参考点的电压就叫做这一点(相对与参考点)的电位。电位的符号用表示。 l 参考点。参考点的电位等于零,即00,所以参考点又叫零电位点。参考点在电路图中用符号“”表示。 高于参考点的电位叫正电位,低于参考点的电位叫负电位。l 电位与电压的异同点: 电位是某点对参考点的电压,电压是某两点间的电位差。电位是相对量,随参考点的电压改变而改变;电位差是绝对量,不随参考
3、点的改变而改变。电位的单位与电压的单位相同,也是V。 四、电阻l 定义:电流通过导体时导体对电流的阻碍作用(R)l 单位:欧姆() 1000= 1K 1000K=1Ml 大小:在温度一定时,导体的电阻与长度成正比,与导体横截面积成反比,还与导体材料有关。l 分类:导体、半导体、绝缘体第二节直流电路(2个课时)一、电路1、电路的组成及电路元件的作用 电源:将其它形式的能量转换为电能。 负载:将电能转换为其它形式的能量。 控制电器和保护电器:在电路中起控制和保护作用。 导线:就是把电源、负载和控制电器连接成一个电路,并将电源的电能传输给负载。2、电路的工作状态电路有三种工作状态如下 图所示: l
4、通路就是电源与负载接成的回路,这时电路中有电流通过。l 短路短路就是电源未经负载而直接由导线构成通路。注:短路可分为有用短路和故障短路,故障短路往往会造成电路中电流过大,使电路无法正常工作,严重的会产生事故。l 断路断路就是电源与负载未接成闭合回路,这时电路中没有电流通过。开路又叫断路,断开的两点间的电压称为开路电压。注:开路也分为正常开路和故障开路。如不需要电路工作时,把电源开关打开为正常开路;而灯丝烧断,导线断裂产生的开路为故障开路,它使电路不能正常工作。二、欧姆定律流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比。I=U/R 式中I=电流(A) U=电压(V) R=电阻()举例:已知一盏灯泡的电阻是
5、484,当电源电压为220V时,求通过灯泡的电流。三、电路的功率与电能1、电功率:单位时间内电场力所做的功。 P=UI=I2R=U2/R 式中P=电功率(W) 举例:一只“220V、100W”的灯泡,当接到电压为220V的电源上时,通过灯泡的电流为多大?灯泡的电阻是多少? 2、电能:就是用来表示电场在一段时间内所做的功。 W=Pt式中W=电能(Kw.h) P=电功率(kW) t=时间(h)实际上1KW.h就是平常所说的1度电。举例:一台10kw电炉,每天工作8h,求一个月30天要用电多少千瓦时? 四、电阻的串并联电路1、电阻的串联电路将两个以上的电阻,依次首尾相联,使各电阻通过同一电流,这种连
6、接方式叫做电阻的串联。串联电路的特点:1)电路中流过每个电阻元件的电流都相等。2)电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和。3)电路的等效电阻(即总电阻)等于各串联电阻之和。4)电路中各电阻上的电压与各电阻的阻值成正比。5)电路中各电阻上所消耗的功率与各电阻的阻值成正比。2、电阻的并联电路把几个电阻的一端连接在一个节点上,另一端接在另一个节点上,这种连接方式叫做电阻的并联。并联电路的特点:1)电路中各电阻两端的电压都相等,且等于电路两端的电压。2)电路的总电流等于各电阻支路电流之和。3)电路的等效电阻(即总电阻)的倒数等于各并联电阻的倒数之和。4)电路中阻值越大的电阻所通过的电流越小,阻值越小
7、的电阻所通过的电流越大。5)电路中阻值越大的电阻所消耗的功率越小,阻值越小的电阻所消耗的功率越大。3、电阻的混联电路在一些电路中,既有电阻的串联,又有电阻的并联,这种电路就叫混联电路。举例:若在照明线路上使用电炉时,电灯会明显变暗,这是由于电流增大后,在线路上的电压损失增加引起的。第三节 单相交流电路(2个课时)一、 交流电的基本概念交流电是指大小和方向都随时间作周期性变化的电动势(电压或电流),也就是说,交流电是交变电动势、交变电压和交变电流的总称。交流电的分类:正弦交流电和非正弦交流电。二、 正弦交流电的基本物理量e=EmSin(wt+)最大值、有效值,周期、频率、角频率,相位、初相位。三
8、要素:最大值、角频率、初相角。三、 交流电路的基本参数在交流电路中,除电阻外,还有电感和电容元件,电阻是消耗电能的元件,而电感和电容则只是存储电能,不消耗电能。1. 电感当通过镇流器、变压器、电动机等设备中的线圈中的电流变化时,会在线圈中产生磁场,从而产生感应电动势,来阻碍电流的变化,这就是自感现象。我们把衡量线圈产生自感本领大小的物理量叫做电感。电感的大小与线圈的匝数、几何形状以及线圈中媒介的磁导率有关。l 单位:亨利(H) 1H=1000mH 1mH=1000Hl 自感有利有弊。如:日光灯利用镇流器中的自感电动势来点燃灯管。涡流效应。2. 电容l 作用:储存电荷l 组成:极板和介质l 单位
9、:法拉(F) 1F=106F 1F=106pFl 大小:C=Q/Uc式中Q=电荷(C) Uc=电压(V) C=电容量(F)l 主要技术指标:电容量和耐压等级l 电容器的串联1)电路等效电容量的倒数等于各串联电容量的倒数之和。2)电路总电压等于各个电容器上电压之和。3)各电容器实际分配的电压与各自的电容量成反比。l 电容器的并联1)并联电路的等效电容量等于各个电容器的容量之和。2)每个电容器两端的电压相同。3)并联电路的总电量等于各个电容器电量之和。四、基本交流电路1. 纯电阻电路纯电阻电路中的电压与电流是同频率、同相位的正弦量,说明在纯电阻电路中的电压与电流有效值之间的关系符合欧姆定律。纯电阻
10、电路的平均功率为:P=UI=I2R=U2/R注:平常我们所讲的功率,如白炽灯的功率是40W,电炉的功率是2kW等,都是指平均功率。习惯上也将平均功率叫做有功功率,即电路所消耗的功率。2. 纯电感电路交流电路中,由于电感对电流的阻碍作用,使得通过镇流器、变压器、电动机等设备的电流要滞后于两端的电压90。具有隔交通直的作用。感抗大小: U/I=XL=2fL3. 纯电容电路交流电路中,由于电容器对电压的阻碍作用,使得加在电容器两端的电压要滞后于电流90。具有隔直通交作用。容抗大小:U/I=XL=1/2fc五、RLC交流电路1. 电路阻抗:Z2=R+j(XL+XC)2. 功率:有功功率:P=UIcos
11、无功功率:Q=UIsin视在功率:S=P2+Q24. 功率因数P=Scos I=P/Ucos第四节 三相交流电路(2个课时)一、三相正弦交流电源由3个频率相同、振幅相同、相位互差120的正弦电压源所构成的电源称为三相电源。由三相电源供电的电路称为三相电路。 三个电压达到最大值的先后次序叫相序二、三相电源的联接 星形连接:3个末端连接在一起引出中线,由3个首端引出3条火线。相线与零线之间的电压称为相电压 。任意两相线间的电压称为线电压。 低压供电系统通常为三相四线制,线电压为380V,相电压为220V。三角形连接:将三相绕组的首、末端依次相连,从3个点引出3条火线。三、三相负载的连接l 负载分为
12、单相负载和三相负载。l 三相负载的连接有星形和三角形连接。l 中性线断开的后果:使阻抗小(负荷大)的负载相电压减小,阻抗大(负荷小)的负载相电压增大,最终使相电压增大的这相负载烧毁。中线的作用:使三相相电压保持对称,为中线电流提供通路。中线面积:不得低于相线的1/3。注意事项:零线不得加装熔断器;三相负载尽量平衡。四、三相电路的功率有功功率:P=3UIcos无功功率:Q=3UIsin视在功率:S=P2+Q2=3UI第五节 晶体管与晶闸管晶体管是半导体器件。二极管具有单向导电性,三极管具有放大作用。一、二极管 二极管结构原理:一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来,就构成了半导体二极管,简
13、称二极管。 二极管整流电路实际就是利用其单向导电特性,有半波整流、全波整流和桥式整流三种形式,常用桥式整流。二、晶闸管 内部由四层半导体(PNPN)构成,形成三个PN结(J1、J2、J3),最下层的P1引出为阳极(A),最上层的N2引出为阴极(K),中间的P2引出为控制极(G)。工作原理:在G极没有加控制电压情况下,晶闸管始终处于阻断状态。 当在阳极和阴极之间加正向电压的同时,在控制极与阴极之间也加一个正向电压,则晶闸管将由阻断变为导通。晶闸管导通后,控制极就失去控制作用。降低电源电压,或增大负载电阻,或改变电源电压极性(加反向电压)等方法,使阳极电流IA减少,到某一特定数值以下(即小于维持电
14、流),才能使晶闸管重新阻断。第二讲 电 工 测 量一、电流与电压的测量1. 电流的测量电流表的内阻很小。选择:所选量程要大于被测量的值,同时要把被测量范围选择在仪表标度尺满刻度的2/3以上范围内。接线:串联在被测电路中;测量直流时注意极性;电流过大时借助电流互感器测量。2. 电压的测量电压表的内阻很大。选择:所选量程要大于被测量的值,同时要把被测量范围选择在仪表标度尺满刻度的2/3以上范围内。接线:并联在被测电路两端;测量直流时注意极性;电压过大时借助电压互感器测量。二、钳流表特点:能在不停电的情况下测量电流,只能测量交流电流。三、万用表使用方法及注意事项:1. 根据测量对象,将转换开关拨到相
15、应档位,表笔插在相应位置。2. 合理选用量程,使被测量值达到表头量程的1/2或2/3以上。3. 测量电阻时不能带电测量,指针式万用表在测量之前应先进行欧姆调零。4. 测量电压、电流时不得触及表笔的金属部分。四、兆欧表用来检查电气设备或线路绝缘电阻的仪表。使用方法及注意事项:电工常用携带式仪表的应用电工常用携带式仪表主要有万用表、钳形电流表及兆欧表。第三章 触电危害与急救l 触电事故:l 1、电击:单线电击、两线电击、跨步电压电击l 电伤:电弧烧伤、电流灼伤、皮肤金属化、电烙印、电光眼l 2、雷电事故l 3、静电事故l 4、电磁辐射事故l 5、电路故障及事故l 6、电路故障:断路、短路、接地、漏
16、电、突然停电、误合闸l 电路故障得不到控制就可能发展为电路事故l 第一节 电流对人体的危害l 一、电流作用机理l 电流通过人体时破坏人体内部细胞组织的正常工作,主要表现为生物学效应。l 电流作用还包括热效应、化学效应、机械效应l 电流是造成人体触电的本质原因。l 二、影响电流对人体作用因素1. 电流的大小 人体电阻主要由表皮电阻和体内电阻构成,体内电阻一般较为稳定,约在500左右,表皮电阻则与表皮湿度、粗糙程度、触电面积等有关,一般人体电阻在1k2k之间2. 持续时间(时间越长对人体伤害最严重) 3. 电流频率(50Hz60Hz时电流对人体伤害最严重)4. 电流途径(通过人心脏的电流对人体伤害
17、最严重) 人体健康状况第二节 触电事故种类、方式与规律一、电流对人体伤害的类型1、电击 电击是电流对人体内部组织造成的伤害,是内伤。如人的呼吸和心跳停止。2、电伤 电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应对人体造成的外伤。二、人体触电的方式 按人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径,触电主要有三种情况: 单相触电(人体不同部位同时接触一根相线和零线) 两相触电(人体不同部位同时接触两根相线)跨步电压触电三、人体触电的规律1、触电事故季节性明显,69月事故最多;2、低压触电事故多;3、携带式设备和移动式设备触电事故多;4、电气连接部位触电事故多;5、错误操作和违章作业造成的触电事故多;6、不同行
18、业、不同年龄、不同地域触电事故各不相同第三节 触电急救当人体触电首先是尽快脱离电源一、触电者脱离电源的方法1、脱离低压电源的方法拉闸断电、切断电源线、用绝缘物品脱离电源2、脱离高压电源的方法拉闸停电、短路法3、脱离跨步电压的方法穿绝缘靴或单脚着地跳到触电者身边,紧靠触电者头或脚把他拖成躺在等电位地面上,即可就地静养或进行抢救脱离电源时的注意事项1、救护者一定要判明情况,做好自身防护。2、在触电人脱离电源的同时,要防止二次摔伤事故。3、如果是夜间抢救,要及时解决临时照明,以避免延误抢救时机。 二、触电急救发现有人触电时,首先要尽快的使触电人脱离电源,然后根据触电人的具体情况,采取相应的急救措施:
19、触电者神志清醒时,首先将触电者转运到最近的通风干燥的平地,仰面平躺,观察的触电者情况,并作好急救准备;触电者神志不清醒时,首先将触电者转运到最近的通风干燥的平地,仰面平躺,一边进行触电急救,一边进行对外呼救。 急救心肺复苏法1、畅通气道2、口对口(鼻)人工呼吸3、胸外按压(人工循环) 胸外按压与口对口(鼻)人工呼吸同时进行时,其节奏为:单人抢救时,每按压15次后吹气2次,反复进行;双人抢救时,每按压5次后由另一人吹气一次,反复进行第四章 防触电技术l 为了达到安全用电的目的,必须采用可靠的技术措施,防止触电事故发生。绝缘、安全间距、漏电保护、安全电压、遮栏及阻挡物等都是防止直接触电的防护措施。
20、保护接地、保护接零是间接触电防护措施中最基本的措施。所谓间接触电防护措施是指防止人体各个部位触及正常情况下不带电,而在故障情况下才变为带电的电器金属部分的技术措施。 l 专业电工人员在全部停电或部分停电的电气设备上工作时,在技术措施上,必须完成停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮栏后,才能开始工作。l 一、绝缘l 1绝缘的作用l 绝缘是用绝缘材料把带电体隔离起来,实现带电体之间、带电体与其他物体之间的电气隔离,使设备能长期安全、正常地工作,同时可以防止人体触及带电部分,避免发生触电事故,所以绝缘在电气安全中有着十分重要的作用。良好的绝缘是设备和线路正常运行的必要条件,也是防止触电事故的重
21、要措施。l 绝缘具有很强隔电能力,被广泛地应用在许多电器、电气设备、装置及电气工程上,如胶木、塑料、橡胶、云母及矿物油等都是常用的绝缘材料。l 2绝缘破坏l 绝缘材料经过一段时间的使用会发生绝缘破坏。绝缘材料除因在强电场作用下被击穿而破坏外,自然老化、电化学击穿、机械损伤、潮湿、腐蚀、热老化等也会降低其绝缘性能或导致绝缘破坏。l 绝缘体承受的电压超过一定数值时,电流穿过绝缘体而发生放电现象称为电击穿。l 气体绝缘在击穿电压消失后,绝缘性能还能恢复;液体绝缘多次击穿后,将严重降低绝缘性能;而固体绝缘击穿后,就不能再恢复绝缘性能。l 在长时间存在电压的情况下,由于绝缘材料的自然老化、电化学作用、热
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