特種作業(yè)人員培訓（電工基礎）

1、電工基礎,主講,技術培訓中心,特種作業(yè)人員技術培訓,電 工 基 礎 知 識,第一節(jié) 直流電路,第四節(jié) 三項交流電路,第三節(jié) 單項交流電路,第二節(jié) 電磁感應和磁路,第五節(jié) 觸電危害與急救,第一節(jié) 直 流 電 路,電路中的基本物理量,電路的相關定律,電路和電路模型(電路圖,電路和電路模型(電路圖,一、電路的基本概況,1、什么是電路,電路是電流所流經的路徑, 它是由一些電氣設備和元器件按一定方式連接而成的,2、電路的基本組成,電路的基本組成包括以下四個部分,4）聯(lián)接導線：將電器設備和元器件按一定方式聯(lián)接起來(如各種銅、鋁電纜線等,圖1-1 簡單電路,1）電源(供能元件)：為電路提供電能的設備和器件(

2、如電池、發(fā)電機等,2）負載(耗能元件)：使用(消耗)電能的設備和器件(如燈泡等用電設備,3）控制器件：控制電路工作狀態(tài)的器件或設備(如開關、熔斷器等,4、電路的作用,2）實現(xiàn)信號的傳遞與處理,1) 通路(閉路)：電源與負載接通，電路中有電流通過，電氣設備或元器件獲得一定的電壓和電功率，進行能量轉換,3、電路的狀態(tài),2) 開路(斷路)：電路中沒有電流通過，又稱為空載狀態(tài),3) 短路(捷路)：電源兩端的導線直接相連接，輸出電流過大對電源來說屬于嚴重過載，如沒有保護措施，電源或電器會被燒毀或發(fā)生火災，所以通常要在電路或電氣設備中安裝熔斷器、保險絲等保險裝置，以避免發(fā)生短路時出現(xiàn)不良后果,1）實現(xiàn)能量

3、的傳輸、分配和轉換,3）信息的存儲,例如：手電筒電路,電源,中間環(huán)節(jié),負載,一般不希望中間環(huán)節(jié)產生能量或 信號的轉換,二、電路圖,1、什么是電路圖,在實際工作中，為便于分析、研究電路，通常將電路的實際元件用用圖形符號便是在電路圖中。圖1-2所示的手電筒電路,電路圖也稱為電路原理圖,支路：只有兩個端點與電路其他部分相連的無分支電路，如圖1-3電路中的ED、AB、FC均為支路，該電路的支路數(shù)目為b = 3,節(jié)點：將3條以上的連接點稱為節(jié)點，如圖1-3電路的節(jié)點為A、B兩點，該電路的節(jié)點數(shù)目為n = 2,回路：在電路中由支路組成的任一閉合路徑，如圖1-3電路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路徑

4、均為回路，該電路的回路數(shù)目為l = 3,圖1-2 手電筒電路原理圖,US,S,2、常用電路名詞,網孔：不含有分支的閉合回路。如圖1-3電路中的AFCBA、EABDE回路均為網孔，該電路的網孔數(shù)目為m = 2,支路：ab、ad、 . （共6條,回路：abda、 bcdb、 . （共7個,節(jié)點：a、 b、 . (共4個,網孔：abda、 bcdb、 adca（共3個,3、常用的電路元件符號,開關,電燈,熔斷器,手電筒的電路圖,電源,中間環(huán)節(jié),負載,電路模型只反映實際電路的作用及其相互的連接方式，不反映實際電路的內部結構、幾何形狀及相互位置,返回,S,電路中的基本物理量,一、電場、電場強度,1、電場

5、,電場存在于帶電體周圍。能對位于該電場中的電荷產生作用電場力,電場力的大小與電場的強弱有關，也與帶電體所帶的電荷量多少有關,2、電場強度,電場強度是衡量電場強弱的一個物理量，既有大小又有方向,式中 E 電場強度，N/C F 電荷所受的電場力 ，N Q 正電荷的電量，C,電場中任意一點的電場強度，在數(shù)值上等于放在該點的單位正電荷所受電場力的大小，其方向是正電荷受力的方向,二、電流和電壓,1、電流的基本概念,金屬導體中的自由電子是運動的，并且是無序的運動，當存在外電場時，金屬導體中的自由電子在電場力作用下定向移動，這就形成了電流。因此說電路中電荷沿著導體有規(guī)律的定向運動形成電流,產生電流必須具備兩

6、個條件： 第一，導體內要有作定向移動的自由電荷，這是形成電流的內因； 第二，要有使自由電荷作定向移動的電場，這是形成電流的外因,其方向規(guī)定為正電荷流動的方向(或負電荷流動的反方向) 其大小等于在單位時間內通過導體橫截面的電量，稱為電流強度(簡稱電流)，用符號 I 表示,式中 Q 通過導體截面的電量，C t 通過電量所用的時間 ，S,t 為時間間隔，時間的國際單位制為秒(s) 電量 Q 的國際單位制為庫侖(C) 電流I 的國際單位制為安培(A,電流的實用單位有千安（kA）、毫安mA、微安A、 它們與安培的換算關系為,1mA = A 1A = mA 1 kA = A,電流的大小及方向均隨時間變化,

7、電流的大小及方向都不隨時間變化,電流分為直流電流和交流電流兩種,直流電流中電流的大小隨時間變化，而方向不隨時間變化的稱為脈動直流電流，如：正弦波脈動直流，三角波脈動直流，矩形波脈動直流等。下圖是電流的幾種類型,2、電壓的基本概念,電場力把單位電荷由高電位點移到低電位點所做的功叫這兩點間的電壓，電壓也是指電場中某兩點之間的電位差,式中 U 電壓，V W 電荷所做的功，J Q 電荷量，C,常用的單位還有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)等，它們與伏特的換算關系為,電壓的國際單位制為伏特(V,1mV = V 1V = mV 1 kV = V,電壓就是電壓降；電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方

8、,如果電壓的大小及方向隨時間變化，則稱為變動電壓。對電路分析來說，一種最為重要的變動電壓是正弦交流電壓(簡稱交流電壓)，其大小及方向均隨時間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時值要用小寫字母u或u(t)表示,如果電壓的大小及方向都不隨時間變化，則稱之為穩(wěn)恒電壓或恒定電壓，簡稱為直流電壓，用大寫字母U表示,直流電壓,交流電壓,電壓不但有大小，而且是有方向的。電壓總是對電路中的兩點而言的，如果正電荷從a點移動到b點是釋放能量，則a點為高電位，b點為低電位。規(guī)定電壓的實際方向是由高電位指向低電位的方向。電壓方向可以用箭頭來表示，也可以用雙下標表示，雙下標中前一個字母代表正電荷運動的起點，后一個字母

9、代表正電荷運動的終點，電壓的方向則由起點指向終點。還可以用“+”、“-”符號來表示電壓的方向,電壓方向的三種表示,三、電阻,電阻元件是對電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件，例如燈泡、電熱爐等電器,電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù),1) 電阻的基本概念,電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1時電阻值發(fā)生變化的百分數(shù),a）碳膜電阻 （b）金屬膜電阻 （c）線繞電阻,2) 電阻的串聯(lián)電路,將兩個以上的電阻，依次首位相聯(lián)，使各電阻通過同一電流，這種連接方式叫做電阻的串聯(lián),定義,圖1- 三個電阻串聯(lián)電路,串聯(lián)

10、電路的總電壓等于各電阻上電壓降之和,作用,1） 串聯(lián)電路可起到限流作用,2） 串聯(lián)電路可以起到分壓作用,3） 串聯(lián)電路可起到開關作用,U3,IR3,串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各個電阻的阻值成正比，電阻越大分配的電壓越大，電阻越小分配的電壓也越小,3) 電阻的并聯(lián)電路,圖1- 三個電阻并聯(lián)電路,將若干個電阻的一端共同連接在電路的一點上，把它們的另一端共同連接在電路的另一點上，這種連接方式叫做電阻的并聯(lián)連接，如圖（a）所示，圖（b）為其等效電路,并聯(lián)電路中電路的總電流等于通過各并聯(lián)電阻的分電流之和,3) 電阻的混聯(lián)電路,在電阻電路中，既有電阻的串聯(lián)關系又有電阻的并聯(lián)關系，稱為電阻混聯(lián),對混聯(lián)電

11、路的分析和計算大體上可分為以下幾個步驟,將混聯(lián)電阻分解成若干個電阻的串聯(lián)、并聯(lián)，根據(jù)串并聯(lián)的特點進行計算，分別求出它們的等效電阻。 用求出的等效電阻取代電路中的串、并聯(lián)電阻，得到混聯(lián)電路的等效電路。 若等效電路中仍是混聯(lián)電路，繼續(xù)按照步驟（2）化簡，得到不含支路的等效電路。 根據(jù)歐姆定律、串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點列方程進行計算,1、電功率：就是單位時間內電場力所做的功,四、電路功率,如圖，R為一個電阻，它兩端的電壓是U，通過的電流是I，單位時間內電場力在電阻上做的功應為電壓與電流的乘積，即,式中 P 電功率，W G 電導，S,電功率的換算關系為,2、電能：就是用來表示電場力在一段時間內所做的功

12、,電動機、電燈的功率只表示它工作能力的大小，而它們所完成的工作量，不僅決定于其功率的大小，還與它們工作的時間長短有關,W = P t,例題：一臺10 kw電爐，每天工作8h，求一個月30天要用電多少千瓦時,解: 電爐每天用電為 W1 = P t1 = 10 8 = 80（ ） 電爐每天用電為 W = 30W1 = 30 80 = 2400（,電能和電功率是兩個不同的概念，兩者既有聯(lián)系又有區(qū)別。電能是指一段時間內電流所做的功，或者說一段時間內負載消耗的能量；電功率是指單位時間內電流所做的功，或者說是指單位時間內負載消耗的電能。電功率用瓦特表測量，電能用瓦時表（即電能表）來計算。電能和電功率常用的

13、單位分別是千瓦小時和瓦,注意,電路的相關定律,一、歐姆定律,反映電阻元件兩端的電壓通過該元件的電流同電阻三者關系的定律,電路見圖1-4，表達式為,式中 I 電流，A U 電壓，V R 電阻,I,由上式可知，通過電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，而與電阻成反比,例題： 一盞100W、220V的電燈，燈泡的電阻是 484 ，當電源電壓為220V時，求通過燈泡 的電流,解：已知電燈的電壓和電阻，通過燈泡的電流為,0.455（A,由歐姆定律可知，電阻有電流通過時，兩端必有電壓，通常導線都是有電阻的，當用導線傳輸電流時，就產生電壓，輸電線路上的電壓降低的數(shù)值叫做電壓損失,電阻兩端的電壓方向是由高電位

14、指向低電位，并且電位是逐點降落的，因而通常把電阻兩端的電壓稱為“電壓降”或“壓降,二、基爾霍夫定律,1) 基爾霍夫電流定律,基爾霍夫電流定律也叫做基爾霍夫第一定律它確定了電路中任一節(jié)點所連的各支路電流之間的關系,基爾霍夫電流定律指出：對于電路中的任一節(jié)點，流入節(jié)點的電流之和比等于流出該節(jié)點的電流之和,如圖1-5 電路中，對于節(jié)點A，I1、I2 是流入節(jié)點的，而I3 是由節(jié)點流出的。由基爾霍夫電流定律可將三個電流之間的關系表示為,I1 + I2 = I3,如果將上式 I3 移到左邊可得：I1 + I2 - I3 = 0,即流入（或流出）電路任一節(jié)點的各電流的代數(shù)和等于零,符號表示“ 代數(shù)和,I0

15、,例題：如圖 1-6 所示，已知 I1 為1A，I2 為2A，I3 為1A， 試求電源發(fā)出的總電流 I,圖1-6,I,I2,I3,I1,解：根據(jù)基爾霍夫定律列出電流的方程式,I - I1 - I2 - I3 = 0,I = I1 + I2 + I3 = 1 + 2 + 1 = 4 ( A,即電源輸出的電流為4A,在使用電流定律時，必須注意： (1) 對于含有n個節(jié)點的電路，只能列出(n 1)個獨立的電流方程。 (2) 列節(jié)點電流方程時，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值,2) 基爾霍夫電壓定律,基爾霍夫電壓定律也叫做基爾霍夫第二定律，它確定了電路任一回路中各部分電壓之間的相互關系,基

16、爾霍夫電壓定律指出：對任一回路，沿任一方向繞行一周，各電源電勢的代數(shù)和等于各電阻電壓降的代數(shù)和,E IR 或 E U,繞行,如圖1-7 所示，如沿順勢正方向繞行，由基爾霍夫電壓定律可列出該回路的電壓方程,E1 - E2 = IR1 + IR2,在應用基爾霍夫電壓定律時應注意，先選定繞行方向，回路中凡是繞行方向相同的電勢或電流取正號，反之取符號，電勢方向從負到正,例題：如圖 1-8 所示電路圖中，已知電源電勢 E1 、E2和各電阻R1、R2、R3、R4 ，求回路中的電流 I,圖1-8,I,R3,解：此電路為一無分支的回路，故利用基爾霍夫電壓定律，按順時針方向繞行列回路方程為： E1 E2 = I

17、R1 + IR2 + IR3 + IR4 = I ( R1 + R2 + R3 + R4 ) 則,R2,R1,R4,E2,E1,I,可見，利用基爾霍夫電壓定律即可求解回路上的電壓和電流,基爾霍夫電壓定律是電路理論的基本定律，在用用基爾霍夫定律是必須注意電流、 電壓、電勢的方向與所選定的繞行方向關系,三、焦耳-楞次定律,在我們的日常生活中，電爐、電飯鍋、電熱毯、電暖器等家用電器是必不可少的?？墒?，你注意到沒有，它們都有一個共同的特點，就是通電后能夠發(fā)熱。那么，電和熱之間有什么關系呢？這就是電流的熱效應,電源通過導體使導體內自由電子在電場力作用下定向運動，不斷與原子發(fā)生碰撞而產生熱量，并使導體溫度

18、升高，電能轉化為熱量，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應，其原因是導體有電阻,I 通過導體的直流電流或交流電流的有 效值，單位為A R 導體的電阻值，單位為 。 T 通過導體電流持續(xù)的時間，單位為s Q 電阻上產生的熱量，單位為J,英國物理學家焦耳和俄國科學家楞次各自做了大量的實驗，證明了電流的這種熱效應現(xiàn)象，稱為焦耳楞次定律。它的內容是：電流流過導體產生的熱量Q (焦爾熱)與電流I的平方成正比，與導體的電阻R成正比，與通電時間t成正比。表示如下,焦耳定律只適用于純電阻電路，如電爐等，此時電流所做的功W將全部轉變成熱量Q，即QW。如圖,電阻通過電流后所產生的熱量與電流的平方、電阻及通電的時間成正比,電流

19、的熱效應有廣泛的應用，如電爐、電烙鐵、電烘箱等電熱設備就是利用電流的熱效應來產生足夠的熱量；白熾燈則是通過使鎢絲發(fā)熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光,例題：一個電熱器接在電壓為220V電源上，通過電熱器的電流為5A，求通電1h所產生的熱量,解: 電熱器產生的熱量為,第二節(jié) 電磁感應和磁路,電流的磁效應,磁場的主要物理量,磁場對電流的作用力,磁路,電流的磁效應,1磁體： 磁體周圍存在的一種特殊的物質叫磁場。 磁體間的相互作用力是通過磁場傳送的。磁體間的相互作用力稱為磁場力，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引,2磁場的性質： 磁場具有力的性質和能量性質,3勻強磁場 在磁場中某一區(qū)域，若磁場的大小方向都相同，這部分

20、磁場稱為勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一系列疏密均勻、相互平行的直線,地理北極,地理南極,勻強磁場,電流的磁效應,1）定義：在磁場中畫一系列曲線，使曲線上每一點的切線方向都與該點的磁場方向相同，這些曲線稱為磁感線。如圖5-1所示,4、磁感線,圖5-2所示 條形磁鐵的磁感線,圖5-1 磁感線,2）特點 磁感線的切線方向表示磁場方向，其疏密程度表示磁場的強弱。 磁感線是閉合曲線，在磁體外部，磁感線由N極出來，繞到S極；在磁體內部，磁感線的方向由S極指向N極。 任意兩條磁感線不相交。 說明：磁感線是為研究問題方便人為引入的假想曲線，實際上并不存在。 圖5-2所示為條形磁鐵的磁感線的形狀,1、磁場方向：

21、 在磁場中某點放一個可自由轉動的小磁針，它N極所指的方向即為該點的磁場方向,二電流的磁場方向,2、判定磁場方向的右旋定則,右手螺旋定則又稱為安培定則,1）通電直導線磁場方向：用右手握住導線，讓拇指指向電流方向（由高電位到低電位），四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向,通電直導線磁場方向,2）電流通過線圈：將右手大拇指伸直，四指沿著電流方向握住線圈，則大拇指所指方向就是線圈內部的磁場方向,電流通過線圈,3、判定通電導體受力左手定則,左手定則,1、用左手定則可以判斷通電導體在磁場中的受力的方向,平伸左手掌心迎著磁力線，也就是讓磁力線垂直穿過掌心，伸直的四指與導線中的電流方向一致，則與四指成直角的大拇

22、指所指的方向就是導體受力的方向，如圖所示,2、電磁力的大小與磁場的強弱、電流的大小和方向、通電導體的有效長度有關?？捎孟率奖硎?F =IBLsin,式中 F 導體在磁場中所受到的電磁力，N I 通過導體的電流，A B 磁感應強度，T L 導體的有效長度，m 截流導體與磁力線之間的夾角，（,把一段通電直導線放在磁場中，當導線與磁場方向垂直時，導線所受的安培力最大；當直導線與磁場方向平行的時候，導線受到的安培力等于零，當導線方向與磁場方向斜交時，所受的安培力介于最大值和最小值之間,磁場的主要物理量,一、自感,擋線圈中的電流變化時，線圈本身就產生了感應電動勢，這個電動勢總是阻礙線圈中電流的變化。這種

23、由于線圈本身電流發(fā)生變化而產生電磁感應的現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象，簡稱自感,在自感現(xiàn)象中產生的感應電動勢，叫自感電動勢,1結構 日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器和起動器組成。鎮(zhèn)流器是一個帶鐵心的線圈，起動器的結構如圖6-4所示。 起動器是一個充有氖氣的小玻璃泡，里面裝有兩個電極，一個固定不動的靜觸片和一個用雙金屬片制成的U形觸片。 燈管內充有稀薄的水銀蒸汽，當水銀蒸汽導電時，就發(fā)出紫外線，使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的光。由于激發(fā)水銀蒸汽導電所需的電壓比220 V的電源電壓高得多，因此日光燈在開始點亮之前需要一個高出電源電壓很多的瞬時電壓。在日光燈正常發(fā)光時，燈管的電阻很小，只允許通過不大的電流，這時又要使加在

24、燈管上的電壓大大低于電源電壓。這兩方面的要求都是利用跟燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器來達到的,圖6-3 日光燈電路圖,自感現(xiàn)象的應用：自感現(xiàn)象在各種電器設備和無線電技術中有著廣泛的應用。日光燈的鎮(zhèn)流器就是利用線圈自感的一個例子。如圖6-3是日光燈的電路圖,自感的危害 自感現(xiàn)象也有不利的一面。在自感系數(shù)很大而電流又很強的電路中，在切斷電源瞬間，由于電流在很短的時間內發(fā)生了很大變化，會產生很高的自感電動勢，在斷開處形成電弧，這不僅會燒壞開關，甚至會危及工作人員的安全。因此，切斷這類電源必須采用特制的安全開關,2工作原理 當開關閉合后，電源把電壓加在起動器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產生的熱量使U形片膨

25、脹伸長，跟靜觸片接觸而使電路接通，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過。電流接通后，啟動器中的氖氣停止放電，U形觸片冷卻收縮，兩個觸片分離，電路自動斷開。在電路突然斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器的兩端產生一個瞬時高壓，這個電壓和電源電壓都加在燈管兩端，使燈管中的水銀蒸汽開始導電，于是日光燈管成為電流的通路開始發(fā)光。在日光燈正常發(fā)光時，與燈管串聯(lián)的鎮(zhèn)流器就起著降壓限流的作用，保證日光燈的正常工作,二、互感,由于一個線圈的電流變化，導致另一個線圈產生感應電動勢 的現(xiàn)象，稱為互感現(xiàn)象。在互感現(xiàn)象中產生的感應電動勢， 叫互感電動勢,三、同名端,在電子電路中，對兩個或兩個以上的有電磁 耦合的線圈，常常需要知道

26、互感電動勢的極性,2同名端的表示法,在電路中，一般用“ ”表示同名端，如圖6-7所示。在標出同名端后，每個線圈的具體繞法和它們之間的相對位置就不需要在圖上表示出來了,3同名端的判定,1) 若已知線圈的繞法，可用楞次定律直接判定。 (2) 若不知道線圈的具體繞法，可用實驗法來判定。 圖6-8是判定同名端的實驗電路。當開關S閉合時，電流從線圈的端點1流入，且電流隨時間在增大。若此時電流表的指針向正刻度方向偏轉，則說明1與3是同名端，否則1與3是異名端,磁場對電流的作用力,2左手定則 安培力F的方向可用左手定則判斷：伸出左手，使拇指跟其他四指垂直，并都跟手掌在一個平面內，讓磁感線穿入手心，四指指向電

27、流方向，大拇指所指的方向即為通電直導線在磁場中所受安培力的方向。 由左手定則可知：F B，F(xiàn) I，即F垂直于B、I所決定的平面,1右手定則（安培定則,3. 單位 公式中各物理量的單位均采用用國際單位制：安培力F的單位用牛頓(N)；電流I的單位用安培(A)；長度l的單位用米(m)；磁感應強度B的單位用特斯拉(T,當閉合回路中一部分導體作切割磁感線運動時，所產生的感應電流方向可用右手定則來判斷,磁路,1主磁通和漏磁通 如圖5-12所示，當線圈中通以電流后，大部分磁感線沿鐵心、銜鐵和工作氣隙構成回路，這部分磁通稱為主磁通；還有一部分磁通，沒有經過氣隙和銜鐵，而是經空氣自成回路，這部分磁通稱為漏磁通,

28、2磁路 磁通經過的閉合路徑叫磁路。磁路和電路一樣，分為有分支磁路和無分支磁路兩種類型。圖5-12給出了無分支磁路，圖5-13給出了有分支磁路。在無分支磁路中，通過每一個橫截面的磁通都相等,圖5-12 主磁通和漏磁通,圖5-13 有分支磁路,磁路和電路中對應的物理量及其關系式,電 路,磁 路,電流 I,電阻率 P 電動勢 E,電路歐姆定律,電阻,磁通,磁導率,磁路歐姆定律,磁阻,磁動勢,磁路中的磁通、磁動勢和磁阻的關系，可用磁路 歐姆定律來表示，即 ，其中,2由于鐵磁性物質的磁導率 不是常數(shù)，因此磁路歐姆定律一般不能直接用來進行磁路計算，只用于定性分析,第三節(jié) 單項交流電路,交流電的基本概念,交

29、流電的表示方法,交流電路的分析方法,交流電路的物理量,一、什么是交流電,1、所謂交流電是指大小和方向都隨時間作周期性變化的電動勢（電壓或電流）。交流電是交變電動勢、交變電壓和交變電流的總稱,2、交流電可分為：正弦交流電和非正弦交流電,A、正弦交流電是指按正弦規(guī)律變化的交流電,B、非正弦交流電就是變化規(guī)律卻不安正弦規(guī)律變化的,交流電的電流波形圖,交流電的基本概念,電磁感應現(xiàn)象使人類“磁生電”的夢想成真，發(fā)電機就是根據(jù)電磁感應原理制成的，而正弦交流電由交流發(fā)電機產生,二、交流電的產生,一個簡單的交流發(fā)電機模型，磁極N、S固定不動，線圈abcd在勻強磁場中由外界其它動力帶動繞固定轉軸逆時針勻速轉動，

30、將線圈的兩端分別焊接到隨線圈一起轉動的兩個銅環(huán)上，銅環(huán)通過電刷與電流表連接。線圈每旋轉一周，指針就擺動一次。這表明：轉動的線圈里產生了感應電流，并且感應電流的大小和方向都隨時間作周期性變化，交流電就這樣產生了,簡單的交流發(fā)電機模型,交流電的表示方法,用三角函數(shù)形式表示正弦交流電隨時間變化規(guī)律的方法，稱為正弦交流電的解析式表示法，則正弦交流電的電動勢、電壓和電流的解析式分別為,e = Emsin（t + e,u = Umsin（t + u,i = Imsin（t + i,正弦量的旋轉矢量表示法,在數(shù)學中，可用單位圓輔助法來畫出正弦曲線圖。在電工技術中，常用旋轉矢量來表示正弦量，正弦交流電的旋轉矢

31、量圖,正弦量的旋轉矢量圖,正弦量的相量圖表示法,用初始位置的矢量來表示一個正弦量，矢量的長度與正弦量的最大值或有效值成正比，矢量與橫軸正方向的夾角等于正弦量的初相位，這種表示方法稱為正弦量的相量圖表示法,正弦量的相量表示法,用相量圖法進行同頻率正弦量加、減運算時，應按照以下步驟,作出與正弦量相對應的最大值或有效值相量圖。 用平行四邊形法則求出它們的相量和,和相量的長度表示對應的正弦量和的最大值或有效值，和相量與橫軸正方向的夾角就是正弦量和的初相位,用相量圖法只能求解同頻率正弦量的和或差，對不同頻率正弦量則不能采用相量圖法,第四節(jié) 三項交流電路,交流電的基本概念,三相電源的接法,三相負載的連接,

32、三相電路的功率,交流電的基本概念,三相交流電由三相交流發(fā)電機產生，右圖為三相交流發(fā)電機實物圖,三相交流發(fā)電機,三相交流發(fā)電機原理示意圖如下圖所示，它主要由定子和轉子兩部分組成。發(fā)電機定子鐵心由內圓開有槽口的絕緣薄硅鋼片疊制而成，槽內嵌有三個尺寸、形狀、匝數(shù)和繞向完全相同的獨立繞組，和。它們在空間位置互差，其中，和分別是繞組的始端，和分別是繞組的末端。每個繞組稱為發(fā)電機中的一相，分別稱為U相、V相和W相。發(fā)電機的轉子鐵心上繞有勵磁繞組，通過固定在軸上的兩個滑環(huán)引入直流電流，使轉子磁化成磁極，建立磁場，產生磁通,三相交流電的產生,當轉子磁極在風力，水力或者蒸汽（火力）等動力驅動下以角速度順時針勻速

33、旋轉時，相當于每相繞組沿逆時針方向勻速旋轉，做切割磁力線運動，從而產生三個感應電壓，三相電就這樣產生了，如下圖所示,風力發(fā)電,火力發(fā)電,水利發(fā)電,三相電源的接法,把三相電源的三個繞組的末端U2，V2，W2聯(lián)接成一個公共點N，由三個始端U1，V1，W1 分別引出三根導線L1，L2，L3 向負載供電的聯(lián)接方式稱為星形(Y形)聯(lián)接，如下圖所示,1、三相電源的星型連接,公共點N稱為中點或零點，從N點引出的導線稱為中線或零線，如上圖所示。若N點接地，則中線又叫地線。由U1，V1，W1端引出的三根輸電線L1，L2，L3 稱為相線，俗稱火線。這種由三根火線和一根中線組成的三相供電系統(tǒng)稱為三相四線制供電系統(tǒng)，

34、在低壓配電中常采用。有時為簡化線路圖，常省略三相電源不畫，只標相線和中線符號，如下圖所示,相電壓及線電壓,相線與相線之間的電壓稱為線電壓，它們的瞬時值用, uL1-2,uL2-3, uL3-1表示，通用符號為u線，線電壓的正方向由下標數(shù)字的先后次序來標明。例如表示兩相線L1和L2之間的線電壓是由L1 指向L2 線，如上頁圖中所示,根據(jù)電壓與電位關系，可得出線電壓與相電壓的關系式,三相負載的連接,電燈、電冰箱等家用電器都是交流用電設備，它們是接在三相電源中任意一相上工作的，稱為單相負載；而三相電動機、三相工業(yè)電爐等負載必須接上三相電壓才能正常工作，稱為三相負載，如下圖所示,單相負載和 三相負載,

35、在三相負載中，如果每相負載的電阻、電抗分別相等，則稱為三相對稱負載；否則稱為三相不對稱負載，由三組單相負載組合成的三相負載通常是不對稱的，如下圖所示照明電路,三相負載與三相電源的聯(lián)接有星形（Y形）和 三角形（形）兩種連接方式,三相電路的功率,在三相交流電路中，不論負載采用何種聯(lián)接方式，三相負載的總功率都等于各相負載功率的總和，即,其中，U、I分別為各相電壓和相電流，以及各相負載的相電壓與相電流之間的相位差,在三相對稱電路中，由于各線電壓、相電壓、線電流都對稱，所以各相功率相等，總功率為一相功率的3倍，即,在實際應用中，由于測量線電壓、線電流比較方便，故三相電路的總功率常用線電壓線電流來表示和計

36、算,P = Pu + Pv + Pw,I相 = I線,第五節(jié) 觸電危害與急救,觸電事故種類和方式,電流對人體的危害,觸電事故規(guī)律,觸電急救,觸電事故種類和方式,一、觸電事故種類,1、電擊,電擊是電流對人內部組織的傷害，是最危險的一種傷害,絕大多數(shù)（大約80%以上）的觸電死亡事故都是由電擊造成的,電擊的主要特征有,按照發(fā)生電擊時電氣設備的狀態(tài)，電擊可分為直接接觸電擊和間接接觸電擊,直接接觸電擊：直接接觸電擊是觸及設備和線路正常運行時的帶電體發(fā)生的電擊， 也稱為正常狀態(tài)下的電擊,間接接觸電擊：間接接觸電擊是觸及正常狀態(tài)下不帶電，而當設備或線路故障時 意外帶電的導體發(fā)生的電擊，也稱為故障狀態(tài)下的電擊

37、,2、電傷,是由電流的熱效應、化學效應、機械效應等效應對人體造成的傷害,1）電燒傷 電流的熱效應造成的傷害，分為電流灼傷和電弧燒傷。 電弧溫度高達8000以上,3）電烙印 是在人體與帶電體接觸的部位留下的永久性斑痕。斑痕處皮膚失去原 有彈性、色澤、表皮壞死，失去知覺,2）皮膚金屬化 實在電弧高溫的作用下，金屬熔化、汽金屬微粒滲入皮膚， 使皮膚粗糙而張緊的傷害，皮膚金屬化多與電弧燒傷同時發(fā)生,4）機械化損傷 電流作用于人體時，由于中樞神經反射和肌肉強烈收縮等作用導 致的機體組織斷裂、骨折等傷害,5）電光眼 發(fā)生弧光放電時，由紅外線、可見光、紫外線對眼睛的傷害。 電光眼表示為角膜炎或結膜炎,二、觸電方式,1、單相觸電,當人體直接碰觸帶電設備其中的一相時，電流通過人體流入大地，這種觸電現(xiàn)象稱為單相觸電,對于高壓帶電體，人體雖未直接接觸，但由于超過安全距離，高電壓對人體放電，造成單相接地而引起的觸電，也屬于單相觸電,通常安全電壓為不高于36V,2、兩相觸電,人體同時接觸帶電設備或線路中的兩相導體，或在高壓系統(tǒng)中，人體同時接近不同相的兩相帶電導體，而發(fā)生電弧放電，電流從一相導體通過人體流入另一相導體，構成一個閉合回路，這種觸電方式稱為兩相觸電,3、跨步電壓觸電,當