電工電子技術(shù)-趙景波-第2章PPT課件

1、1,2,理解正弦量的3要素、相位差、有效值等概念與物理意義，并會(huì)求解計(jì)算。了解參考正弦量的意義及應(yīng)用，了解正弦量的相量表示方法。 理解電阻、電感和電容的相量形式的伏安關(guān)系及其意義，了解感抗頻率特性與容抗頻率特性的意義。 理解KCL、KVL的相量形式及其應(yīng)用，了解串、并聯(lián)諧振。 理解和會(huì)計(jì)算正弦穩(wěn)態(tài)電路的平均功率，了解提高功率因數(shù)的意義，掌握提高功率因數(shù)的方法。 掌握三相電路中電源及負(fù)載的連接方法，掌握相電壓與線電壓、相電流與線電流在對(duì)稱三相電路中的相互關(guān)系，掌握對(duì)稱三相電路電壓、電流和功率計(jì)算。 理解安全用電的基本概念，掌握安全用電的基本知識(shí)和安全用電的基本措施，掌握觸電現(xiàn)場(chǎng)的一些必要的搶救技

2、能,第2章 正弦交流電路,3,2.1 正弦交流電的基本知識(shí) 2.2 單一參數(shù)正弦交流電路 2.3 簡單正弦交流電路的分析 2.4 三相正弦交流電路 2.5 安全用電技術(shù) 2.6 實(shí)驗(yàn)1 RLC電路的阻抗特性和諧振電路 2.7 實(shí)訓(xùn) 簡單照明電路的裝接 2.8 實(shí)驗(yàn)2 功率因數(shù)的提高 2.9 實(shí)驗(yàn)3 三相電路中負(fù)載的連接 2.10 實(shí)驗(yàn)4 三相功率的測(cè)量,本章大綱,4,2.1 正弦交流電的基本知識(shí),在電路中，電壓、電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為直流電，電壓、電流的大小和方向隨時(shí)間變化的電流稱為交流電。中圖（a）所示為穩(wěn)恒直流電流，圖（b）所示為波動(dòng)直流電流，圖（c）所示為正弦交流電流，

3、圖（d）所示為非正弦交流電流,圖2-1 電流的變化曲線,5,2.1.1 正弦交流電的特征參數(shù),1 幅值 正弦交流電在變化過程中任一瞬間所對(duì)應(yīng)的數(shù)值稱為瞬時(shí)值，用小寫字母e、u、i表示。瞬時(shí)值中最大的數(shù)值稱為正弦交流電的幅值或最大值，用大寫字母加下標(biāo)“m”（maximum）表示，如Em、Um、Im。 2 周期和頻率 正弦量完整變化一周所需的時(shí)間，稱為周期，用T表示，單位是秒（s）。每秒內(nèi)變化的周數(shù)稱為頻率，用f表示，單位是赫茲，簡稱赫（Hz），常用的單位還有千赫（kHz）和兆赫（MHz）。很多國家包括我國，都采用50Hz作為電力系統(tǒng)的供電頻率。有些國家如美國、日本等采用60Hz。這種供電頻率稱為

4、工業(yè)頻率，簡稱工頻,6,3 初相位,在t=0時(shí)的相位稱為初相位，簡稱初相，它決定了正弦量的初始值。一般初相位用180180，或者來表示，如果不在這個(gè)范圍內(nèi)，則應(yīng)通過恰當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)化變成這個(gè)范圍內(nèi)。 當(dāng)正弦波形的起始點(diǎn)在時(shí)間原點(diǎn)0的左側(cè)時(shí)，初相位為“+”；當(dāng)正弦波形的起始點(diǎn)在時(shí)間原點(diǎn)0的右側(cè)時(shí)，初相位為“”；當(dāng)正弦波形的起始點(diǎn)與時(shí)間原點(diǎn)0重合時(shí)，初相位為零,4 相位差,2個(gè)同頻率的交流電的相位角之差稱為它們的相位差。事實(shí)上，2個(gè)交流電的相位差等于它們的初相差,7,5 有效值,在交流電路中，一般所講的電壓或電流的大小都是指有效值。常用的交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)，也是被測(cè)電量的有效值，例如最常見的供電

5、電壓220V就是有效值,8,正弦量的相量表示法的基礎(chǔ)是復(fù)數(shù)。下面對(duì)復(fù)數(shù)及其運(yùn)算進(jìn)行簡要的回顧。 1復(fù)數(shù)的定義 由實(shí)數(shù)a1和虛數(shù)ja2代數(shù)和構(gòu)成的數(shù)稱為復(fù)數(shù)，如果用A表示，即 A = a1 + ja2 其中，為虛部單位，a1為復(fù)數(shù)A的實(shí)部，a2為復(fù)數(shù)A的虛部；a1，a2R。 2復(fù)數(shù)平面 以實(shí)數(shù)數(shù)軸和虛數(shù)數(shù)軸為坐標(biāo)軸而構(gòu)成的平面稱為復(fù)數(shù)平面，簡稱復(fù)平面，如圖2-4所示。其中“+1”表示實(shí)數(shù)數(shù)軸，“+j”表示虛數(shù)數(shù)軸,2.1.2 復(fù)數(shù),9,一個(gè)復(fù)數(shù)可用下面5種形式來表示。 代數(shù)形式：A = a1 + ja2。 用復(fù)平面上的點(diǎn)表示，如圖中的坐標(biāo)點(diǎn)A所示。 用復(fù)平面上的向量表示，如圖中的向量所示，其中角

6、是向量A的輻角，a是向量A的模。 三角函數(shù)形式：復(fù)數(shù)A的模等于a，角是復(fù)數(shù)A的輻角,3復(fù)數(shù)的表示形式,10,下面以電壓相量為例來說明。如圖所示，在復(fù)平面上有向量OA，設(shè)定它的模等于正弦交流電壓e1的幅值Em，它OA的輻角等于e1的初相位,4旋轉(zhuǎn)矢量表示法,11,2.1.3 正弦量的相量表示,只要作用在線性電路的各個(gè)電源都是同頻率的正弦量，則電路中的電流和電壓也一定是同頻率的正弦量，這意味著在待求的正弦電流和正弦電壓的三要素中，頻率為已知量，不必再考慮，只需要求出振幅和初相位2個(gè)要素，待求的正弦量便可以完全確定。根據(jù)正弦電路的這一特點(diǎn)，可以用一個(gè)復(fù)數(shù)來反映正弦量的振幅和初相位，把這個(gè)復(fù)數(shù)稱作此正

7、弦量的相量,12,2.2 單一參數(shù)正弦交流電路,交流電路與直流電路的不同之處在于，分析各種交流電路不但要確定電路中電壓與電流之間的大小關(guān)系，而且要確定它們之間的相位關(guān)系，同時(shí)還要討論電路中的功率問題。為分析復(fù)雜的交流電路，首先應(yīng)掌握單一參數(shù)（電阻、電感、電容）元件電路中電壓與電流之間的關(guān)系，因?yàn)槠渌娐肪煽闯墒菃我粎?shù)元件電路的組合。由于交流電路中的電壓和電流都是交變的，因而有2個(gè)作用方向。為分析電路方便，常把其中的一個(gè)方向規(guī)定為正方向，且在同一電路中的電壓和電流以及電動(dòng)勢(shì)的正方向完全一致,13,由白熾燈、電烙鐵和電阻器等組成的交流電路都可近似看成是純電阻電路。在這些電路中，當(dāng)外加電壓一定時(shí)

8、，影響電流大小的主要因素是電阻R的值，如圖所示,2.2.1 純電阻電路,14,由電阻很小的電感線圈組成的交流電路，可近似地看成是純電感電路。圖2-13（a）所示為由一個(gè)線圈構(gòu)成的純電感電路,2.2.2 電感與純電感電路,純電感電路及電壓和電流的波形圖和相量圖,15,電容是一種能夠儲(chǔ)存電場(chǎng)能量的元件。一個(gè)電容器，當(dāng)忽略它的電阻和電感時(shí)，可以認(rèn)為它是一個(gè)理想的電容元件,2.2.3 電容與純電容電路,純電容電路及電壓和電流的波形圖和相量圖,16,2.2.4 基爾霍夫定律的相量表示,同分析直流電路一樣，分析交流電路的基本依據(jù)依然是基爾霍夫電流定律（KCL ）和基爾霍夫電壓定律（KVL）。如前所述，正弦

9、交流電路中只有瞬時(shí)值和相量形式滿足KCL和KVL，即 對(duì)于任一節(jié)點(diǎn)， 對(duì)于任一回路,17,2.3 簡單正弦交流電路的分析,前面討論了3種參數(shù)各自在交流電路中的特性。而在實(shí)際電路中，往往同時(shí)包含有2種、甚至3種元件組成的電路，因此，有必要在相量形式的電路元件約束基礎(chǔ)上來討論元件組合的綜合特性及作用,2.3.1 RLC串聯(lián)電路,18,2.3.2 RLC并聯(lián)電路,19,2.3.3 正弦交流電路中的功率和功率因數(shù),在交流電路中，相位差起著很重要的作用。由于二端網(wǎng)絡(luò)的電流與電壓之間有相位差，使交流電路的功率出現(xiàn)能量交換，因此，對(duì)一般交流電路功率的分析要比對(duì)直流電路功率的分析復(fù)雜得多，需要引入新的概念，如

10、有功功率（平均功率）、無功功率、視在功率和功率因數(shù)等,圖2-26 正弦交流電路,20,1無源二端網(wǎng)絡(luò)的瞬時(shí)功率和有功功率,在正弦交流電路中，由于有電感或電容的存在，一般情況是電壓和電流兩正弦量的頻率相同，但兩者有一定的相位差。設(shè)通過二端網(wǎng)絡(luò)的電流及二端網(wǎng)絡(luò)電壓的表示式為,瞬時(shí)功率,有功功率,21,2無源二端網(wǎng)絡(luò)的無功功率,電路中的電感元件和電容元件有能量儲(chǔ)放，與電源之間要交換能量，所以電路中也存在無功功率。設(shè)通過二端網(wǎng)絡(luò)的電流及二端網(wǎng)絡(luò)電壓的表示式為,Q反映了電路中儲(chǔ)能元件與電源進(jìn)行能量交換規(guī)模的大小。當(dāng)時(shí)，即感性電路時(shí)，Q0；當(dāng)，即容性電路時(shí)，Q0。所以無功功率的正負(fù)與電路的性質(zhì)有關(guān)。因?yàn)殡?/p>

11、感元件的電壓超前于電流90，電容元件的電壓滯后于電流90,無功功率,22,3無源二端網(wǎng)絡(luò)的視在功率,二端網(wǎng)絡(luò)兩端電壓有效值和電流有效值的乘積稱為視在功率，用S表示，即 視在功率具有重要的實(shí)用意義，電源（如發(fā)電機(jī)和變壓器等）在銘牌上都標(biāo)出它的輸出電壓和輸出電流的額定值UN和IN。這就是說，電源的視在功率是給定的，至于輸出的有功功率，不取決于電源本身，而是取決于和電源相連的二端網(wǎng)絡(luò)，因此視在功率可作為描寫電源特征的物理量之一。電源的視在功率，也稱為電源的額定容量（簡稱容量），用戶須根據(jù)用電設(shè)備的視在功率來選用與它配套的電源,23,4功率因數(shù),功率因數(shù)是正弦交流電路中一個(gè)很重要的物理量，它反映了二端

12、網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)，也涉及到電源的“利用率”。如果功率因數(shù)pf=1，表示二端網(wǎng)絡(luò)和電源之間不存在能量互換，這時(shí)有功功率等于視在功率，電源最大限度地輸出有功功率，電源得到充分利用。如果功率因數(shù)pf1，電路和電源之間出現(xiàn)能量互換，這時(shí)有功功率小于視在功率，電源的利用率降低,24,2.3.4 正弦交流電路中的諧振,在凡含有電感和電容的電路中，因感抗和容抗都是頻率的函數(shù)，所以當(dāng)改變電感元件、電容元件的參數(shù)或電源的頻率時(shí)，感抗和容抗就會(huì)發(fā)生變化，引起電壓與電流之間的相位差的變化。當(dāng)電路的電壓、電流同相位，即電路呈電阻性時(shí)，稱電路的這種狀態(tài)為諧振。諧振在電子技術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用,25,1串聯(lián)諧振,諧振頻率完全是

13、由電路本身的參數(shù)決定的，是電路本身的固有性質(zhì)。每一個(gè)RLC串聯(lián)電路都對(duì)應(yīng)一個(gè)諧振頻率。當(dāng)電源的頻率一定時(shí)，改變電路的參數(shù)L或C，可以使電路發(fā)生諧振；當(dāng)電路參數(shù)一定時(shí)，改變電源頻率，也可使電路發(fā)生諧振,圖2-30 RLC串聯(lián)電路及電壓與電流相量圖,26,如圖2-33所示，有一個(gè)電容器C與一個(gè)線圈L并聯(lián)的電路，R表示線圈的電阻，L表示線圈的電感。該電路諧振時(shí)，其電流、電壓同相位，即阻抗角為零?？梢酝ㄟ^阻抗推出其諧振條件,2并聯(lián)諧振,圖2-33 LC并聯(lián)電路 圖2-34 并聯(lián)諧振的頻率特性及相量圖,27,2.4.1,三相電源,三相正弦交流電路,2.4,在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，大多數(shù)采用三相制供電。和單相交

14、流電比較，在相同容量下，三相發(fā)電機(jī)的尺寸比單相發(fā)電機(jī)要??；三相發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，并且價(jià)廉耐用、維護(hù)方便、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；在輸送同樣大的功率時(shí)，三相輸電線會(huì)比單相輸電線造價(jià)低。還有許多需要大功率直流電源的用戶，通常利用三相整流來獲得波形平滑的直流電壓。因此，大量的實(shí)際問題歸結(jié)于三相交流電路的分析與計(jì)算。本章主要介紹三相電路的特點(diǎn)，著重討論三相負(fù)載的連接使用問題,三相正弦交流電路，簡稱三相制。三相電源由有效值相等、頻率相同而相位互差120的3個(gè)正弦電壓源按一定方式連接起來供電的體系,28,三相電源是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。如圖為三相交流發(fā)電機(jī)的示意圖，它主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子鐵芯中嵌放了AX、BY、

15、CZ 三個(gè)相同的對(duì)稱線圈。這里所說的“相同”和“對(duì)稱”是指三個(gè)線圈在尺寸、匝數(shù)和繞法上完全相同，空間上彼此相隔120的電角度。三相繞組始端分別用A、B、C表示，末端用X、Y、Z表示，三相交流發(fā)電機(jī)的示意圖及電動(dòng)勢(shì)的正方向稱為A相、B相、C相，顏色一般用黃色、綠色、紅色表示,1,三相電源的產(chǎn)生,29,轉(zhuǎn)子是電磁鐵，其磁極表面的磁場(chǎng)按正弦規(guī)律分布。當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以角速度作逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則定子的每相繞組依次切割磁力線，其中產(chǎn)生頻率相同、幅值（或有效值）相等的正弦電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的參考方向選定為從繞組的末端指向始端,30,當(dāng)N極的軸線正轉(zhuǎn)到A處時(shí)，A相的電動(dòng)勢(shì)達(dá)到正的幅值；經(jīng)過120后，N極

16、軸線轉(zhuǎn)到B處，B相的電動(dòng)勢(shì)達(dá)到正的幅值；同理，再由此經(jīng)過120后，C相的電動(dòng)勢(shì)達(dá)到正的幅值，其波形如圖3-2（a）所示。所以，比在相位上超前120，比在相位上超前120，比在相位上又超前120。如果以A相為參考，則可得出,31,將三相電源的尾端X、Y、Z連在一起，首端A、B、C引出作輸出線，這種連接稱為三相電源的星形連接，也稱Y形連接，常用“Y”標(biāo)記，如圖3-3（a）所示,2,三相繞組的連接,三相交流發(fā)電機(jī)所發(fā)出的三相電必須采取適當(dāng)?shù)倪B接方法才能發(fā)揮三相交流電的功效，于是三相發(fā)電機(jī)的繞組有星形連接和三角形連接2種連接方法。目前大型發(fā)電機(jī)通常采用星形連接,1,星形連接,32,從首端A、B、C引出

17、的輸電線叫做端線或相線，俗稱火線。有時(shí)為了簡便，常常只畫出4根輸電線表示相序，如圖3-3（b）所示,33,三相四線制可輸送2種電壓，一種是相線與中線之間的電壓，稱為相電壓， 另一種是相線與相線之間的電壓，稱為線電壓 規(guī)定線電壓的方向是由A線指向B線，B線指向C線，C線指向A線,用相量形式表示為,34,將對(duì)稱三相電源中的3個(gè)繞組按相序依次連接，由3個(gè)連接點(diǎn)引出3條端線，這樣的連接方式稱為三角形連接，常用“”標(biāo)記。三角形連接是三相三線制供電,2,三角形連接,35,三相電源作三角形連接時(shí)，線電壓等于相電壓，即,或,36,三相負(fù)載的星形聯(lián)接是指把三相負(fù)載的一端連接在一起，它常與三相電源的中線聯(lián)接；把三

18、相負(fù)載的另一端分別與三相電源的三根相線聯(lián)接,2.4.2,三相負(fù)載,接在三相電源上的負(fù)載統(tǒng)稱為三相負(fù)載。通常把各相負(fù)載相同的三相負(fù)載叫做對(duì)稱三相負(fù)載，如三相電動(dòng)機(jī)和大功率三相電爐等。如果各相負(fù)載不同，就叫不對(duì)稱三相負(fù)載，如照明電路中的負(fù)載,1,三相負(fù)載的星形連接,37,在三相四線制電路中，每相負(fù)載兩端的電壓叫做負(fù)載的相電壓，用 表示，其正方向規(guī)定為由相線指向負(fù)載的中性點(diǎn)，即相線指向中線。 若忽略輸電線電阻上的電壓降，由圖可以看出，負(fù)載的相電壓等于電源的相電壓，則電源的線電壓等于負(fù)載相電壓的 倍，即,負(fù)載的相電壓,38,在三相電路中，流過每相負(fù)載的電流叫相電流，正方向與相電壓方向相同；流過每根相線

19、的電流叫線電流，正方向規(guī)定由電源流向負(fù)載，工程上通稱的三相電流，若無特別說明，都是指線電流的有效值；流過中線的電流稱為中線電流，正方向規(guī)定為由負(fù)載中點(diǎn)流向電源中點(diǎn)，如下圖所示,相電流、線電流、中線電流,39,三相負(fù)載分別接在三相電源的每兩根相線之間的聯(lián)接方式，稱為三相負(fù)載的三角形聯(lián)接，如下圖所示,三相負(fù)載作三角形聯(lián)接時(shí)，不論負(fù)載是否對(duì)稱，各相負(fù)載所承受的相電壓就是對(duì)稱的電源線電壓，即,2 三相負(fù)載的三角形聯(lián)接,40,3 三相電路的功率,在三相交流電路中，三相負(fù)載消耗的總功率為各相負(fù)載消耗功率之和，即,在對(duì)稱三相電路中，各相電壓、相電流的有效值相等，功率因數(shù)也相等,在實(shí)際工作中，測(cè)量線電流比測(cè)量

20、相電流要方便些（指形連接的負(fù)載），因此，三相功率的計(jì)算式通常用線電流和線電壓來表示,41,當(dāng)三相負(fù)載作星形聯(lián)接時(shí)有,故,當(dāng)三相負(fù)載作三角形聯(lián)接時(shí)有,所以,因此三相負(fù)載不論作星形還是三角形聯(lián)接，總有功功率公式可以統(tǒng)一寫成,42,同理可得三相對(duì)稱負(fù)載的無功功率和視在功率的計(jì)算公式為,三相對(duì)稱電路中有功功率P、無功功率Q和視在功率S三者之間的關(guān)系為,如下圖所示,三相對(duì)稱電路有功功率、無功 功率和視在功率的關(guān)系,43,電能作為當(dāng)今社會(huì)最重要的能源之一，它以各種各樣的形式造福于人類，不僅從根本上改變了當(dāng)今人類的物質(zhì)生活，更為人類的未來文明鋪就了堅(jiān)實(shí)的道路。在電力與人類生活越來越密不可分的今天，清晰地了解

21、電，掌握安全用電的相關(guān)知識(shí)是非常有必要的,2.5 安全用電技術(shù),2.5.1 電力系統(tǒng)簡介,電由發(fā)電廠發(fā)出，通過輸電和配電將其送給用戶使用。輸電和配電設(shè)施都包括變電站、線路等設(shè)備。所有輸電設(shè)備連接起來組成輸電網(wǎng)，也稱為輸電系統(tǒng)。從輸電網(wǎng)到用戶之間的配電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)稱為配電網(wǎng)，也稱配電系統(tǒng)。 輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)再加上發(fā)電廠和用電設(shè)備統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)的重要組成部分,44,1 發(fā)電,電能的生產(chǎn)主要來自各種類型的發(fā)電廠，發(fā)電方式多種多樣,常見的觸電情況主要： 1、火力發(fā)電 2、水力發(fā)電 3、核能發(fā)電 4、太陽能發(fā)電 5、風(fēng)力發(fā)電,45,輸電,輸電是指從發(fā)電廠向消費(fèi)電

22、能地區(qū)輸送大量電力的主干渠道，或者不同電網(wǎng)之間互送電力的聯(lián)絡(luò)渠道,我國目前常用的高壓輸電電壓等級(jí)有110kV、220kV、330kV以及500kV等幾種,目前采用的送電線路有兩種： 一種是電力電纜 ，另一種是最常見的架空線路,2,46,3 配電,配電是在消費(fèi)電能地區(qū)內(nèi)將電力分配至用戶的手段，直接為用戶服務(wù)。配電可以是將電力分配到城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村，也可以是分配和供給農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)、居民住宅以及特殊需要的用電,常用的配電電壓有6l0kV高壓與220/380V低壓2種,47,所謂安全用電，是指電氣工作人員及其他人員在既定的環(huán)境條件下，采取必要的措施和手段，在保證人身及設(shè)備安全的前提下，正確使

23、用電力,1 安全用電注意事項(xiàng),家中配備一些必要的電工器具 不可用銅絲或鐵絲代替保險(xiǎn)絲 檢查和修理電器時(shí)，必須先斷開電源 當(dāng)配電設(shè)備不能滿足電器容量要求時(shí)，應(yīng)予以更換、改造。 發(fā)現(xiàn)電源線破損或金屬外露時(shí)，應(yīng)立即更換或用帶黏性的絕緣黑膠布或塑料帶加以包扎。 當(dāng)電器或電線發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)先斷開電源再滅火,2.5.2 安全用電,48,觸電,當(dāng)人體觸及帶電體時(shí)，電流通過人體，這就叫觸電。電流通過人體時(shí)，會(huì)對(duì)人的身體和內(nèi)部組織造成不同程度的損傷，這種損傷分電傷和電擊兩種,電傷是指電流對(duì)人體外部造成的局部損傷。電傷從外觀看一般有電弧燒傷、電的烙印和熔化的金屬滲入皮膚（稱皮膚金屬化）等傷害。 電擊是指電流通過人

24、體時(shí)，使人的內(nèi)部組織受到較為嚴(yán)重的損傷。電擊會(huì)使人覺得全身發(fā)熱、發(fā)麻，肌肉發(fā)生不由自主的抽搐，逐漸失去知覺,2,49,觸電對(duì)人體的傷害程度，主要決定于通過人體的電流大小、頻率、時(shí)間及觸電者自身的身體狀況等,在工頻電流下， 能引起人體感覺的最小電流稱為感知電流：一般成年男性為1.1mA，成年女性為0.7mA。 人觸電后能自主擺脫的最大電流稱為擺脫電流。一般成年男性為10mA，成年女性為6mA。 在短時(shí)間內(nèi)危及生命的最小電流稱為致命電流，為3050mA。 我國規(guī)定安全電流為30mA，并且通電時(shí)間不超過1s,50,人體站在地面而觸及一根火線，電流通過人體、大地和電源中線或?qū)Φ仉娙菪纬苫芈罚Q為單相觸

25、電，也非常危險(xiǎn)，如圖（a）所示。 人體同時(shí)觸及兩根火線，承受線電壓的作用，電流由一根火線經(jīng)人體到另一根火線的觸電稱為兩相觸電，是最危險(xiǎn)的一種，如圖（b）所示。 某些電氣設(shè)備火線接觸外殼短路接地或帶電導(dǎo)線直接觸地時(shí)，人體雖沒有接觸帶電設(shè)備外殼或帶電導(dǎo)線，但跨步行走在電位分布曲線的范圍內(nèi)而造成的觸電，稱為跨步觸電或跨步電壓觸電，如圖（c）所示,a）單相觸電,b）兩相觸電,c）跨步電壓觸電,觸電方式,3,51,使用安全電壓 絕緣保護(hù) 漏電保護(hù)器 接零或接地,4,防范措施,52,電氣上所謂的“地”指電位等于零的地方。用接地線把電氣設(shè)備的某些部分與接地體進(jìn)行可靠而又符合技術(shù)要求的電氣連接，稱為接地，如電

26、動(dòng)機(jī)、變壓器和開關(guān)設(shè)備的金屬外殼接地,在電力系統(tǒng)中應(yīng)用較多的有: 工作接地 保護(hù)接地 保護(hù)接零 重復(fù)接地,接零和接地,2.5.3,53,電力系統(tǒng)由于運(yùn)行和安全的需要，將中性點(diǎn)接地的方式稱為工作接地，如圖所示。當(dāng)一相出現(xiàn)接地故障時(shí)，由于接近單相短路，接地電流較大，保護(hù)裝置動(dòng)作迅速，這時(shí)會(huì)立即切斷故障設(shè)備。由于火線對(duì)地為相電壓，因而降低了電氣設(shè)備對(duì)地的絕緣水平。工作接地時(shí)，觸電電壓接近相電壓（220V），有人身危險(xiǎn),工作接地,工作接地,2,54,把電氣設(shè)備的金屬外殼用導(dǎo)線單獨(dú)與電源中線相連的方式稱為保護(hù)接零。保護(hù)接零適用于電壓低于lkV且電源中點(diǎn)接地的三相四線制供電線路。保護(hù)接零后，一旦電氣設(shè)備的

27、某相絕緣損壞且碰殼時(shí)，就會(huì)造成該相短路，這時(shí)就會(huì)立即把熔絲熔斷或使其他保護(hù)裝置動(dòng)作，因而自動(dòng)切斷電源，避免觸電事故的發(fā)生,家用電器等單相負(fù)載的外殼，用接零導(dǎo)線接到電源線三腳插頭中央的長而粗的插腳上，使用時(shí)通過插座與中線單獨(dú)相連，如圖所示,保護(hù)接零,3,55,保護(hù)接零示意圖,56,絕不允許把用電器的外殼直接與用電器的零線相連，這樣不僅不能起到保護(hù)作用，還可能引起觸電事故，如圖所示的是幾種錯(cuò)誤的接零方法,單相用電器錯(cuò)誤的保護(hù)接零的方式,57,在圖（a）和圖（b）中，一旦中線因故斷開，用電器外殼將帶電，這是非常極為危險(xiǎn)的。圖（c）中，一旦插座或接線板上的火線與零線接反，當(dāng)用電器正常工作時(shí)，外殼也帶電

28、，就有觸電危險(xiǎn)，也是絕不允許的。單相用電器正確的保護(hù)接零方式，如下圖所示,單相用電器正確的保護(hù)接零方式,58,采用保護(hù)接零電網(wǎng)中，中性線必須按規(guī)定重復(fù)接地，如下圖所示，以免在中性線斷線情況下，電工設(shè)備接零外殼可能發(fā)生的帶電危險(xiǎn),重復(fù)接地,重復(fù)接地,4,59,如果無重復(fù)接地，當(dāng)零線發(fā)生意外斷線時(shí)，斷線后面任一設(shè)備均會(huì)因絕緣損壞而使外殼帶電，這一電壓通過中性線引到所有接零設(shè)備的外殼，操作人員接觸任一設(shè)備的外殼，都會(huì)存在危險(xiǎn)。 重復(fù)接地一般布置在容量較大的用電設(shè)備、線路的分支、曲線終點(diǎn)等處,60,把電氣設(shè)備的金屬外殼用電阻很小的導(dǎo)線和埋在地中的接地裝置可靠聯(lián)接的方式稱為保護(hù)接地，用于中性點(diǎn)不接地的低

29、壓系統(tǒng)中，圖（a）所示為電動(dòng)機(jī)的保護(hù)接地,電氣設(shè)備采用保護(hù)接地后，即使帶電導(dǎo)體因絕緣損壞且碰殼，人體觸及帶電的外殼時(shí)，由于人體相當(dāng)于與接地電阻并聯(lián)，而人體電阻遠(yuǎn)大于接地電阻，因此通過人體的電流就微乎其微，保證了人身的安全，如圖（b）所示。保護(hù)接地通常適用于電壓低于1kV的三相三線制供電線路或電壓高于1kV的電力網(wǎng)中,保護(hù)接地,5,61,在上圖所示的中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，當(dāng)一相接地時(shí)，會(huì)使另外兩相的對(duì)地電壓升高到線電壓。人體若觸到另外兩相時(shí)，觸電電壓接近線電壓（380V），人身危險(xiǎn)更大,保護(hù)接地,62,保護(hù)接地示意圖,63,在同一供電線路上，不允許一部分電氣設(shè)備保護(hù)接地，另一部分電氣設(shè)備保護(hù)接零

30、，如圖所示。因?yàn)楫?dāng)接地電氣設(shè)備絕緣損壞使外殼帶電時(shí)，若熔絲未能熔斷，此時(shí)就有電流由接地電極經(jīng)大地回到電源，形成閉合電路。由于電流在大地中是流散的，只有在接地電極附近才有電阻值和較大的電壓降，這樣使所有接中線的電氣設(shè)備外殼與大地的零電位之間都存在一個(gè)較大的對(duì)地電壓，站在地面上的人體若觸及這些設(shè)備，就可能引起觸電。如果有人同時(shí)觸到接地設(shè)備外殼和接零設(shè)備外殼，人體將承受電源的相電壓，這是非常危險(xiǎn)的,64,同一供電線路上不允許部分電氣設(shè)備保護(hù)接地另一部分設(shè)備保護(hù)接零,65,1.靜電防護(hù): 首先應(yīng)設(shè)法不產(chǎn)生靜電;其次是產(chǎn)生了靜電，應(yīng)設(shè)法使靜電的積累不超過安全限度，其方法有泄漏法和中和法等 2.電氣防火、

31、防爆: 首先切斷電源。注意拉閘時(shí)最好用絕緣工具； 來不及切斷電源時(shí)或在不準(zhǔn)斷電的場(chǎng)合，可采用不導(dǎo)電的滅火劑帶電滅火。若用普通水槍滅火，最好穿上絕緣套靴。 3.防雷保護(hù)： 如有強(qiáng)雷鳴閃電時(shí)最好不要外出，如果外出，最好乘坐具有完整金屬車廂的車輛；不要騎自行車和摩托車； 如在野外，應(yīng)該以裝有避雷針的、鋼架的或鋼筋混凝土的建筑物作為避雷場(chǎng)所。 沒有掩蔽所時(shí)，不能停留在山頂?shù)戎聘唿c(diǎn)場(chǎng)所，不要靠近空曠地帶或山頂上的孤樹，不要呆在開闊的水域和小船上等等。 不要使用設(shè)有外接天線的收音機(jī)和電視機(jī)，不要接打電話和手機(jī),靜電防護(hù)和電氣防火、防爆、防雷及急救常識(shí),2.5.4,66,當(dāng)發(fā)生觸電時(shí)，應(yīng)迅速將觸電者撤離電源

32、，除及時(shí)撥打急救電話外，還應(yīng)進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)診斷和搶救，現(xiàn)場(chǎng)診斷的方法如圖所示,看”，即看一看觸電者的胸部腹部有無起伏動(dòng)作； “聽”，即聽一聽觸電者心臟跳動(dòng)情況及呼吸聲響； “摸”，即摸一摸觸電者頸動(dòng)脈有無搏動(dòng),觸電現(xiàn)場(chǎng)的診斷方法,4,急救常識(shí),67,當(dāng)觸電者呼吸停止，但心臟還跳動(dòng)時(shí)，應(yīng)采用口對(duì)口人工呼吸搶救法，如圖所示,口對(duì)口人工呼吸搶救法,68,當(dāng)觸電者雖有呼吸但心臟停止，應(yīng)采用人工胸外擠壓搶救法，如圖所示,人工胸外積壓搶救法,69,當(dāng)觸電者傷勢(shì)嚴(yán)重，呼吸和心跳都停止，或瞳孔開始放大，應(yīng)同時(shí)采用“口對(duì)口人工呼吸”和“人工胸外擠壓”搶救法，如圖所示,呼吸和心跳都停止的搶救方法,70,發(fā)現(xiàn)有人觸

33、電時(shí)首先要及時(shí)讓觸電者脫離電源，再進(jìn)行正確的現(xiàn)場(chǎng)診斷和搶救。若觸電者呼吸停止，心臟不跳動(dòng)，而沒有其他致命的外傷，只能認(rèn)為是假死，必須立即進(jìn)行搶救，不許間斷搶救,在觸電現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搶救時(shí)，還需注意,71,將觸電人員身上妨害呼吸的衣服全部解開，越快越好； 迅速將口中的假牙或食物取出，如圖（a）所示； 如果觸電者牙緊閉，須使其口張開，把下顎抬起，將兩手四指托在下顎背后外，用力慢慢往前移動(dòng)，使下牙移到上牙前，如圖（b）所示,a）清除口腔雜物,b）舌根抬氣通道,72,4.在現(xiàn)場(chǎng)搶救中，不能打強(qiáng)心針，也不能潑冷水,觸電現(xiàn)場(chǎng)的注意事項(xiàng),73,2.6 三相電路負(fù)載的連接,1）鞏固理解RLC串聯(lián)電路的阻抗特性以及電

34、路發(fā)生諧振的條件和特點(diǎn)。 （2）掌握電路品質(zhì)因數(shù)Q的物理意義，學(xué)習(xí)品質(zhì)因數(shù)的測(cè)定方法。 （3）學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)試RLC串聯(lián)電路的頻率特性,1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1）測(cè)量RLC串聯(lián)電路的阻抗特性,按圖2-17接好線路，接通信號(hào)發(fā)生器電源。調(diào)節(jié)信號(hào)源，使輸出電壓的有效值為2V，頻率為1kHZ的正弦信號(hào)，用交流毫伏表測(cè)電壓大小。 保持交流信號(hào)源的幅值不變，改變其頻率（120kHz），分別測(cè)量RLC上的電壓、電流數(shù)值，并根據(jù)所測(cè)結(jié)果計(jì)算在不同頻率下的電阻、感抗、容抗的數(shù)值，記錄于表2-1中,74,2）測(cè)量RLC串聯(lián)電路的諧振特性 連續(xù)改變信號(hào)發(fā)生器輸出電壓的頻率，當(dāng)I最大時(shí)，信號(hào)源輸出電壓的頻率即為諧振頻率f0

35、。 確定諧振頻率f0后，使頻率相對(duì)f0分別增大和減小，取不同的頻率點(diǎn)，用毫伏表分別測(cè)得對(duì)應(yīng)的UR、UL、UC，并計(jì)算Q值，填入表2-2中。為使電流頻率特性曲線中間突出部分的測(cè)繪更準(zhǔn)確，可在f0附近多取幾個(gè)點(diǎn)。 用示波器觀察在不同頻率下輸入電壓與電流的相位關(guān)系。（電阻上的電壓波形即為電流波形）。 （3）改變電阻值，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟（1）和（2），觀察品質(zhì)因數(shù)的變化。數(shù)據(jù)填入表2-3,75,1實(shí)訓(xùn)目的,2.7 實(shí)訓(xùn) 簡單照明電路的裝接,熟悉常用照明燈具，掌握其接線方法。 了解單項(xiàng)電度表的用途，掌握單項(xiàng)電度表的接線方法。 掌握開關(guān)、插座的安裝方法,76,2原理說明,單相交流電度表簡稱單相電度表，主要用于

36、記錄電流通過用戶電路時(shí)做了多少電功，即用電設(shè)備消耗了多少電能，根據(jù)表中所記錄的數(shù)據(jù)，用戶合理地支付電費(fèi)。單相電度表是利用電磁感應(yīng)原理制成的，只能用于交流電路。單相電度表的外形如圖2-35所示,圖2-35 單相電度表的外形,77,3主要器件設(shè)備,常用燈具、燈座、插座、開關(guān)各1套 萬用表、單相電度表各1只 熔斷器2只 木制工作臺(tái)1塊 電工工具1套 導(dǎo)線1卷,78,4實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,單相電度表有專門的接線盒。接線盒內(nèi)設(shè)有4個(gè)端子，從左至右按1、2、3、4編號(hào)，配線時(shí)只需按l、3端接電源，2、4端接負(fù)載即可（少數(shù)也有l(wèi)、2端接電源，3、4端接負(fù)載的，接線時(shí)要參看電度表的接線圖）。在接負(fù)載前，必須在單相電度表2、4端的相線和零線上安裝熔斷器,圖2-38 掛線盒和燈座的安裝,79,1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2.8 實(shí)驗(yàn)2 功率因數(shù)的提高,1）進(jìn)步理解交流電路中電壓、電流的相量關(guān)系。 （2）學(xué)習(xí)感性負(fù)載電路提高功率因數(shù)的方法。 （3）進(jìn)步熟悉日光燈的工作原理。 （4）學(xué)習(xí)交流電壓表、電流表、功率表的使用,80,2原理說明,日光燈的工作原理前面已經(jīng)敘述。日光燈工作時(shí)，燈管可以認(rèn)為是一電阻負(fù)載，鎮(zhèn)流器可以認(rèn)為