高壓電工作業(yè)教案

1、HNEC用心做事追求卓越電工作業(yè)安全技術培訓（高壓部分）教案2013年11月25日教案（首頁）科：培訓科課程名稱電工作業(yè)安全技術學時分酉己總學時:178講授：90課程類別必修課（V）選修課（）公選課（）實驗:88授課專業(yè)電工作業(yè)安全技術授課班級（2013）培訓第七期課堂討論：任課教師職稱工程師習題課：選用教材電工作業(yè)安全技術（培訓教材）機動：教學目的要求1、學習電工基礎及相關理論知識2、認識觸電的危害與防治技術，熟練掌握觸電救護方法或電氣安全工作要求與措施、電氣安全用具和安全標示；掌握電氣的防火、防爆、防雷和防靜電知識。3、學習高壓配電裝置、電力變壓器和互感器等知識，熟練掌握安全操作技術。4、

2、掌握手持式電動工具及移動式電氣設備的正確使用方法及安全技術措施。教學重點難點重點：電氣安全作業(yè)知識難點：電工基礎知識及相關電路工作原理經(jīng)委書目全國特種作業(yè)人員安全技術培訓考核統(tǒng)編教材一一電工作業(yè)學校審閱意見負責人：年月日教案（內(nèi)頁）課程名稱電工作業(yè)安全技術教學目的1、學習電工基礎及相關理論知識2、認識觸電的危害與防治技術，熟練掌握觸電救護方法或電氣安全工作要求與措施、電氣安全用具和安全標示；掌握電氣的防火、防爆、防雷和防靜電知識。3、學習高壓配電裝置、電力變壓器和互感器等知識，熟練掌握安全操作技術。4、掌握手持式電動工具及移動式電氣設備的正確使用方法及安全技術措施。重點與難點教學重點電氣安全作

3、業(yè)知識；高壓電氣設備的正確操作技術；手持式電動工具及移動式電氣設備的正確使用方法及安全技術措施。教學難點電工基礎知識及相關電路工作原理教學方法講解法、圖例法教學手段多媒體、講述教學過程時間分配教學內(nèi)容學時數(shù)第T緒論12第二節(jié)電工基礎知識12第二節(jié)電力系統(tǒng)基礎知識61第四節(jié)電力變壓器81第五節(jié)高壓電器及成套配電裝置8第六節(jié)局壓電力線路8第七節(jié)過電壓及其保護81第八節(jié)繼電保護與二次系統(tǒng)4第九節(jié)變配電所電氣運行操作及事故處理8第二常用電工測量儀表81第電氣安全技術4第十二節(jié)觸電事故與急救4合計90教學過程設計1、組織教學2、導入3、講授新課4、練習5、小結6、作業(yè)實驗實操演練思考題及作業(yè)題本章練習題

4、講解教后感教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示及備注第一章緒論1、電氣安全的重要性從實際發(fā)生的事故中可以看到,70姒上的事故都與人為過失有關,有的是不懂電氣安全知識或不掌握安全操作技能，有的是忽視安全、麻痹大意或冒險蠻干、違章作業(yè)。因此必須高度重視電氣安全問題，采取各種有效的技術措施，防止電氣事故，保障安全用電。2、電工作業(yè)人員的安全職責作為一名合格的電工，應履行好以下職責：（1）認真貫徹執(zhí)行有關安全用電規(guī)范、標準、規(guī)程及制度，嚴格按照操作規(guī)程進行作業(yè)。（2）負責日常現(xiàn)場臨時用電安全檢查、巡視和檢測，發(fā)現(xiàn)異常情況采取有效措施，防止發(fā)生事故。（3）負責日常電氣設備、設施的維護和保養(yǎng)。（4）負責對現(xiàn)場用電

5、人員進行安全用電操作安全技術交底，做好用電人員在特殊場所作業(yè)的監(jiān)護。（5）積極宣傳電氣安全知識，維護安全生產(chǎn)秩序，有權制止任何違章指揮或違章作業(yè)行為。3、電工作業(yè)的安全技術培訓、考核要求特種作業(yè)是指容易發(fā)生人員傷亡事故，對操作者本人、他人及周圍設施的安全可能造成重大危害的作業(yè)。中華人民共和國安全生產(chǎn)法第20條規(guī)定：生產(chǎn)經(jīng)營單位的特種作業(yè)人員必須按照國家有關規(guī)定經(jīng)專門的安全作業(yè)培訓取得相應資格，方可上崗作業(yè)。中華人民共和國安全生產(chǎn)法第94條規(guī)定：特種作業(yè)人員未按照規(guī)定經(jīng)專門的安全作業(yè)培訓并取得相應資格，上崗作業(yè)的，責令生產(chǎn)經(jīng)營單位限期改正，可以處5萬元以下罰款；逾期未改正的，責令停產(chǎn)停業(yè)整頓并處

6、5萬元以上10萬元以下的罰款，對其直接負責的主管人員和其他直接責任人員處1萬元以上2萬元以下的罰款。企事業(yè)單位使用無特種作業(yè)操作證人員從事特種作業(yè)的，發(fā)生重大傷亡事故或者造成其他嚴重后果，按中華人民共和國刑法134條規(guī)定，處3年以下有期徒刑或者拘役；情節(jié)特別惡劣的，處3年以上7年以下有期徒刑。電工作業(yè)是指對電氣設備進行運行、維護、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試等作業(yè)（不含電力系統(tǒng)進網(wǎng)作業(yè)），分為低壓電工、高壓電工、防爆電氣作業(yè)。特種作業(yè)人員應當符合下列條件：（一）年滿18周歲，且不超過國家法定退休年齡；（二）經(jīng)社區(qū)或縣級以上醫(yī)療機構體檢健康合格，并無妨礙從事相應特種作業(yè)的器質(zhì)性心臟病、癲癇病、美

7、尼爾氏癥、眩暈癥、瘠病、震顫麻痹癥、精神病、癡呆癥以及其他疾病和生理缺陷；（三）具有初中及以上文化程度；（四）具備必要的安全技術知識與技能；（五）相應特種作業(yè)規(guī)定的其他條件。危險化學品特種作業(yè)人員除符合前款（一）、（二四）、（五）規(guī)定的條件外，應當具備高中或相當于高中及以上文化程度。特種作業(yè)操作證全國通用，每3年復審一次。特種作業(yè)人員在特種作業(yè)操作證有效期內(nèi)，連續(xù)從事本工種10年以上，嚴格遵守有關安全生產(chǎn)法作證的復審時間可延長至每6年一次。高壓電工作業(yè)是指對1KV及以上的高壓電氣設備進行運行、維護、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試、試驗及絕緣工（器）具進行試驗的作業(yè)。習題：安全生產(chǎn)管理人員安全資格

8、培訓時間不得少于（48）學時，每年再培訓的時間（16）學時。第二章電工基礎知識第一節(jié)直流電路一、電路的基本概念（一）電路和電路圖電路是為了某種需要，將電氣設備和電子元器件按照一定方式連接起來的電流通路。直流電通過的電路稱為直流電路。電路圖是為了研究和工程的實際需要，用國際標準化符號繪制的、表示電路設備裝置組成和連接關系的簡圖。電路一般都是由電源、負載、控制設備和連接導線四個基本部分組成。（1）電源。是把非電能轉換成電能，并向外提供電能的裝置。如發(fā)動機（磁能轉換成電能）、蓄電池（化學能轉換成電能）等。（2）負載。通常也稱用電器，它們是將電能轉變成其他形式能的元器件或設備，如電動機、電燈等。（3）

9、控制設備。是改變電路狀態(tài)或保護電路不受損壞的裝置。如開關、熔斷器等。（4）導線。擔負傳輸或分配電能的任務。電路通常有通路、開路和短路三種狀態(tài)。通路也稱閉合電路，簡稱閉路；只有在通路的情況下，電路才有正常的工作電流。開路是指電路中某處斷開、不形成通路的電路；開路也稱斷路，此時電路中無電流。短路是指電流不通過負載直接導通；發(fā)生短路時，往往因電流過大引起機器損壞或火災，因此一般禁止短路。（二）電路的基本物理量1、電荷、電場和電場強度帶電的基本粒子稱為電荷。失去電子帶正電的粒子叫正電荷，失去電子帶負電的粒子負電荷。電荷的多少用電量或電荷量來表示，電量的符號是Q,單位是C庫倫）。電場是電荷及變化磁場周圍

10、空間里存在的一種特殊物質(zhì)。電場對放入其中的電荷有作用力，這種力稱為電場力；當電荷在電場中移動時，電場力對電荷做功。說明電場具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等特征。電場的強弱用電場強度表示，符號是E,單位是V/m（米/伏）。2、電流和電流密度電流是電路中既有大小又有方向的物理量。電荷在導體中的定向移動形成電流。電流方向規(guī)定為正電荷移動的方向，與電子移動的方向相反。產(chǎn)生電流的條件：內(nèi)因是必須的導體；外因是導體兩端必須有電壓。電流的分類：分為直流電和交流電兩大類。凡方向不隨時間作周期性變化的電流都稱為直流電、而大小和方向都不隨時間變化的電流稱為穩(wěn)怛直流電流：凡是大小和方向都隨時間作周期性變化的電流稱為交

11、流電。電流大小等于單位時間內(nèi)通過導體截面電荷總量。即I=Q/t式中I為電流，單位是A（安），Q為電量，單位是C（庫倫），t為時間，單位時s（秒）。1KA=1000A1A=1000mA1mA=1000A電流密度是指通過單位截面積的電流，用字母j表示，單位為A/mmj=I/SI的單位是A,S的單位是mmi3、電位、電壓和電動勢電位，也稱電勢，是衡量電荷在電路中某點所具有能量的物理量。電路中某點的電位，數(shù)值上等于正電荷在該點所具有的能量與所帶電荷量的比。單位是相對的，電路中某點單位的大小，與參考的（即零電位點）選擇有關。電位是電能的強度因素，她的單位是V（伏特）。能促使電流形成的條件是導體兩端有電位

12、差的存在，即電壓。電壓也是電路中既有大小又有方向的物理量，方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向，也稱為電勢差或電位差。在電路中若電場力將電荷Q從a點移到b點，所做的功用符號Wa昧示,單位為J（焦耳），則功率Wabt電量Q的比值就稱為該兩點間的電壓，用符號U表示，單位也為V（伏特），即：Uab=Wab/Q若電場力將1C的電荷從a移到b,所做白功是1J,ab間的電壓值就是1V,即：1V=1J/1C電壓是衡量電場做功本領大小的物理量，在一個閉合的外電路，電流總是從電源的正極經(jīng)過負載流向電源的負極。任何一種電源都是一個能量轉換裝置，它能把正電荷從負極不斷的持續(xù)的流通到正極。電動勢則是衡量這種將電源內(nèi)部的

13、正電荷從電源的負極推動到正極、將非電能轉換成電能本領大小的物理量，用符號E表示，單位為V（伏特）。電動勢也是電路中既有大小又有方向的物理量，方向規(guī)定為從低電位點指向高電位點，即在內(nèi)電路是從電源的負極指向正極。對于一個電源來說，它既有電動勢又有電壓，但電動勢只存在于電源內(nèi)部。1KV=1000V1V=1000Mv1mV=100V原子核和電子之間存在著吸引力的作用。異性電荷相吸引，同性電荷相排斥，這是電荷的基本特性。電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個物體轉移到另一個物體，或者從物體的一部分轉移到另一部分，這個定律叫做電荷守恒定隹。電位和電壓的異同：（1）電位是某點對參考點的電壓，電位差是

14、某兩點間的電壓。電位相同的各點間的電位差為零，電流也為零；（2）電位是相對量，隨參考點的改變而改變，而電位差的絕對值不隨參考點的改變而改變，所以電壓是絕對量。電路中任兩點間的電位之差稱為該兩點的電位差，也就是電壓，所以,電壓也叫電位差。如果電路中的兩點電位相同，則這兩點叫做等電位點，等電位點之間沒有電流通過。對于負載來說，沒有電流就沒有電壓，有電壓就一定有電流。電阻兩端的電壓通常叫做“電壓降”。4導體對電流的阻礙作用稱為電阻，即電阻是電流遇到的阻力。用字母R或r表示。電阻的基本單位是歐姆，用字母Q表示。此外常用的電阻單位還有千歐（KQ）、兆歐（MQ）、毫歐（mQ）等。導體的電阻是客觀存在的，它

15、不隨導體兩端電壓的大小改變。即使沒有電壓，導體仍有電阻。教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示及備注在溫度一定時，導體的電阻與導體的長度成正比，與導體的橫截面成反比，還與導體的材料有關。R=p*L/S式中：R導體電阻(Q);L導體長度(m);S一導體橫截面積(mr2);p導體白電阻率(Q.m,歐.米)導體電阻與溫度的關系：通常情況下，金屬的電阻隨溫度的升高而增大，絕大多數(shù)金屬材料在溫度升高時，電阻將增大；而石墨、碳在溫度升高時，電阻反而減小；半導體和電解液的電阻隨著溫度的升高而減小?？点~及鉆銅等合金，受溫度影響極小，電阻比較穩(wěn)定。物體按照其導電性能好壞可分為導體、絕緣體和半導體三大類。物體電阻率在10-

16、810-6Q.m范圍內(nèi)稱為田口在1061016Q.m范圍內(nèi)稱為絕緣體(絕緣材料是指體積電阻率107Qm以上的材料)；介于兩者之間的稱為半導體。二、電路的歐姆定律(一)歐姆定律1、部分電路的歐姆定律歐姆定律是反映電路中電壓、電流和電阻之間關系的定律。歐姆定律指出：當導體溫度不變時，通過導體的電流與加在導體兩端的電壓成正比，而與其電阻成反比。U=IR或I=U/R電阻有電流通過時，兩端必有電壓,這個電壓習慣上叫做“電壓降”。2、全電路歐姆定律包含電源的閉合電路稱為全電路。全電路歐姆定律指出：電流的大小與電源的電動勢成正比，而與電源內(nèi)阻ro與負載電阻R之和(r0+R)成反比。即：E=I(ro+R)或I

17、=E/(ro+R)由上式可知，當電源兩端開路時，電流為零，電源端電壓在數(shù)值上等于電源的電動勢。(二)電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路1、電阻的串聯(lián)電路將電阻依次首尾相連，使各電阻通過同一電流(電流只有一條通路)，這種接線方式叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點：(1)串聯(lián)電路各處電流相等。(2)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和。(3)串聯(lián)電路的總電阻(也叫等效電阻)等于各串聯(lián)電阻之和。即用聯(lián)的數(shù)目越多，總電阻越大。(4)在串聯(lián)電路中，各電阻上的電壓與電阻的大小成正比。即U/Un=R/Rn(5)串聯(lián)電路中，各電阻消耗的功率與電阻的大小成正比。串聯(lián)電阻在實際工作中常見的應用有：(1)分壓作用。電壓

18、的分配與電阻成正比，即電阻越大其分得的電壓也越大，這就是用聯(lián)電阻的分壓原理。(2)限流作用。(3)開關。在使用開關時，一定要將開關串聯(lián)在被控的電路中。兩個及以上電阻的首尾兩端分別接在電路中相同的兩點之間，使電路同時存在幾條通路的電路稱為電阻的并聯(lián)電路。并聯(lián)電路的特點：(1)并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端電壓，即U=U+U+Un(2)并聯(lián)電路的總電流為各支路電流之和，即I=Ii+l2+-In(3)并聯(lián)電路總電阻(等效電阻)的倒數(shù)為各電阻的倒數(shù)之和，即1/R=1/Ri+1/R2+1/RnR=1/(1/R1+I/R2+1/Rn)兩個電阻的簡單并聯(lián)，1/R=1/Ri+1/R2即(Ri*

19、R)/R1+R2由此可見，電流的分配與支路電阻成反比，即支路電阻越大其分得的電流越小。并聯(lián)的總電阻一定比任何一個并聯(lián)電阻的阻值都小。根據(jù)并聯(lián)電路的特點可得Ii/In=Rn/RiIn/I=R/Rn說明，在并聯(lián)電路中，電流的分配與電阻的大小成反比，即阻值越大的電阻所分配到的電流越??；反之越大。如果已知并聯(lián)電路的總電流I和電阻R、R時，則分流公式為Ii=(R2/Ri+R)*II2=(Ri/Ri+R)*I(R2/R1+R)為分流比。(4)在并聯(lián)電路中，功率的分配也與電阻成反比，即阻值越大的電阻消耗的功率越小，電阻越小的電阻消耗的功率越大。3、電阻的混聯(lián)電路既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路稱為混聯(lián)電路。這

20、種電路的計算方法如下：首先整理化簡電路，把幾個串聯(lián)或并聯(lián)的電阻分別用等效電阻來代替，然后求出該電路的總電阻，根據(jù)電路的總電壓、總電阻計算出該電路的總電流，最后計算出各部分的電壓和電流等。三、基爾霍夫定律基爾霍夫定律是電路中電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析和計算較為復雜電路的基礎，既可用于直流電路的分析，也可用于交流電路的分析。術語解釋：支路-由一個或幾個元件依次相接構成的無分支電路叫支路。在同一條支路中，流過各元件的電流都相等。節(jié)點一三條或三條以上支路的交匯點叫做節(jié)點?；芈芬浑娐分腥我婚]合電路都叫做回路。網(wǎng)孔一不可再分的回路叫做網(wǎng)孔。1、基爾霍夫第一定律(又叫節(jié)點電流定律)它確定了電路中任一

21、節(jié)點所連接的各支路電流之間的關系。內(nèi)容：對于電路中的任一節(jié)點，流入節(jié)點的電流之和必定等于流出該節(jié)點的電流之和。Il+I2=I3Il+I2-I3=02I=02、基爾霍夫第二定律(也叫回路電壓定律)它確定了電路任一回路中各部分電壓之間的相互關系。內(nèi)容：對任一回路，沿任一方向繞行一周，各電源電動勢的代數(shù)和等于各電阻上電壓降的代數(shù)和。EE=2IR或2E=2U應用基爾霍夫第二定律時應注意：先選定繞行方向，回路中凡是與繞行方向相同的電動勢或電流取正號，反之取負號。教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示及備注利用基爾霍夫第二定律可求解回路上的電壓和電流?；鶢柣舴蚨墒请娐防碚摰幕径桑趹脮r必須注意電流、電壓、電

22、動勢的方向與所選定的繞行方向的關系。四、電路的功率與電能電功率是指單位時間內(nèi)電場力所做的功。單位時間內(nèi)元件發(fā)出或吸收的電能。設電路任意兩點間的電壓為U,流入此部分電路的電流為I,則這部分電路消耗（或吸收）的功率為：P=UI=I2R=U/R式中：P-電功率。單位為瓦（W,常用單位有千瓦（KW、兆瓦（MW、毫瓦（mW）電能是指電場在一段時間內(nèi)所做的功。即W=Pt=UIt式中：P-電功率（KW）t-時間（h）;W-電能（KW*h。第二節(jié)交流電路大小和方向隨時間按正弦規(guī)律發(fā)生周期性變化的電動勢、電壓和電流分別稱為交變電動勢、交變電壓和交變電流，簡稱交流電。交流電動機、變壓器等電氣設備都是根據(jù)電磁感應原

23、理工作的設備，必須在交流電壓下工作，且在正弦交流電的作用下具有較好的性能。一、交流電的產(chǎn)生交流電是由交流發(fā)電機產(chǎn)生的。結合交流發(fā)電機原理圖講解p11正弦交流電電動勢是應用電磁感應的原理產(chǎn)生的。二、交流電的基礎物理量1、瞬時值和最大值交流電在每一瞬間的電動勢、電壓和電流的數(shù)值叫做電動勢、電壓和電流的瞬時值，分別用字母e、u和i表示。瞬時值中最大的數(shù)值，叫做交流電的最大值，分別用字母EmUmffiIm表示。瞬時值和最大值的關系為e=Emsint2、周期、頻率和角頻率交流電每變化一周（或一次）所需的時間叫做周期，用符號T表示，單位為s（秒）。每秒內(nèi)交流電交變的周期數(shù)或次數(shù)叫做頻率，用符號f表示，單位

24、為Hz（赫茲）。周期和頻率為倒數(shù)關系，即T=1/f或f=1/T角速度是單位時間內(nèi)變化的電角度，又稱角頻率，符號為，單位為rad/s。由定義可知，導線旋轉一周，角度變化2弧度，所需時間為一個周期T,即：=2n/T或2nf頻率、周期和角頻率都是反映交流電重復變化快慢的物理量。我國交流電頻率為50Hz,即每秒變化50個周期，周期為0.02s。對于50Hz的工頻交流電，其角頻率為314rad/s。3、相位、初相位和相位差（1）相位反映正弦量變化進程的量，它確定正弦量每一瞬時的狀態(tài)，（t+?。┓Q為相位角、簡稱相位。不同的相位對應不同的瞬時值。t=0時的相位、稱為初相位或初相角。初相位與計時起點有關，因此

25、可正可負，也可為零。最大值、頻率和初相角是確定正弦量的三要素。（2）相位差在任一瞬時，兩個同頻率正弦交流電的相位之差叫做相位差。相位差就是初相位之差，它與時間及角頻率無關。當相位差為零，它們的初相位相同，即表示兩個交流電同時達到零位或最大值，這叫做同相；若一個交流電比另一個交流電早到零位或最大值，則前者叫超前，后者叫滯后。若兩者相差180°,叫做反相。只有同頻率的正弦量之間，才有相位差、超前、滯后等概念，頻率不同，在相位上不能進行比較，并規(guī)定超前或滯后的角度數(shù)不能超過口（即180°）。4、有效值正弦交流電的大小和方向隨時間在變，實際應用中常用與熱效應等效的的直流電流值來表示

26、交變電流值的大小，這個直流電流值就稱為交流電的有效值，用大寫字母I表示。正弦交流電的有效值等于交流電的電流、電壓、電動勢的最大值Im、UmEdi勺1/，2,即I=0.707ImU=0.707UmE=0.707Em三、交流電的表示法交流電常用的表示法有解析法、曲線法和旋轉矢量法。四、單一參數(shù)交流電路的分析（一）純電阻電路1、電壓和電流的關系純電阻負載沒有儲能和釋能的能力，只會消耗電能。加在純電阻兩端的電壓與通過它的電流始終是同相位、同頻率的正弦量。2、功率關系電阻上消耗的有功功率為：P=UI=U/R=I2/R（二）純電感電路1、電壓與電流的關系加在純電感電路兩端的電壓超前通過它的電流90

27、6;,即電壓滯后電壓n/2。X.=CDL或X=2nfL（Q）上式說明：對于直流電路因f=0,純電感的感抗等于零，相當于短路；對于交流電路，f越高、Xl越大，電流越小，故有通直流阻交流的作用。2、功率關系在第一和第三半周，p是正值，L從電源吸取電功率，將電能轉換為磁能，而在第二和第四半周，p是負值，L向電源輸出電功率，將儲存在L中的磁能轉換為電能。即在一個周期內(nèi)的平均功率為零，即純電感電路在交流電路中不消耗有功功率，有功功率為零。3、無功功率衡量電源和電感之間這種能量互換的速率的物理量。定義為：Q=U=I2Xl無功功率的單位為var（乏）和Kvar（千乏）（三）純電容電路1、電壓與電流的關系加在

28、純電容電路兩端的電壓滯后通過它的電流90°,即電流超前電壓n/2。X=1/(C)或X=1/(2nfC)(Q)上式說明：對于直流電路因f=0,純電容相當于開路；對于交流電路,f越高、Xc越小，電流越大，故有通交流阻直流的作用。教案(附頁)教學內(nèi)容教法提示及備注2、功率關系在第一半周和第三半周，p是正值，電容從電源吸取電功率，將電能轉換為電場能，而在第二、第四半周，p是負值，電容向電源送出電功率，將儲存在電容中的電場能轉換為電能。即在一個周期內(nèi)時而將電場能轉換成電能，時而將電能轉換成電場能，其平均功率為零，即純電容在交流電路中，不消耗有功功率，有功功率為零。3、無功功率衡量電容和電源之間

29、這種能量互換的速率的物理量。Q=U=I2Xc=UC2/Xc無功功率的單位為var（乏）和Kvar（千乏）五、三相交流電路最大值相等、頻率相同、相位互差120°的三個正弦交流電電勢稱為三相對稱電動勢，由三相對稱電動勢組成的電源稱為三相交流電源。（一）三相交流電的產(chǎn)生三相電動勢或電流最大值出現(xiàn)的次序稱為相序。在任何瞬時，三相對稱正弦電動勢之和都等于零。P15講解三相交流發(fā)電機（二）三相電源的連接通常把三相電源（發(fā)電機和變壓器）的三相繞組接成星形或三角形向外供電。1、三相電源的星形連接把三相繞組的首端或尾端連在一起，從另一端A、RC引出連接負載的導線，稱為星形連接。三相繞組連在一起的結點稱

30、為電源的中性點，用字母O表示，其引出的導線稱為中性線，又稱零線。每相引出的導線稱為相線，俗稱火線。有中性線的三相供電方式稱為三相四線制，不引出中性線的供電方式稱為三相三線制。相線與中性線的電壓稱為相電壓，相線與相線之間的電壓稱為線電壓。線電壓超前于所對應的相電壓30。，線電壓是相電壓的，3倍。采用這種接法的特點是電源向負荷提供兩種電壓，即相電壓和線電壓。2、三相電源的三角形連接將三相繞組依次首尾連接，組成封閉的三角形，再從三個連接端點引出AB、C三根端線，稱為三角形接法。由于繞組本身已構成閉合回路，必須使閉合回路內(nèi)電動勢之和為零。若有一根首尾接錯，則會引起閉合回路中的總電動勢為一相電動勢的2倍

31、，致電源繞組燒毀。采用三角形接法時，線電壓等于相電壓，電源只能輸出一種電壓。（三）三相負載的連接三相負載的連接也有星形和三角形兩種。1、負載的星形連接將三組負載的一端接到三相電源的相線上，另一端連接在一起并接到中性線上，稱為負載的星形連接。流過各相負載的電流稱為負載的相電流，其正方向從電源到負載。流過中性線的電流稱為中線電流，其正方向從負載中點到電源中點。負載作星形連接時，負載兩端承受電源的相電壓。相電流等于線電流。根據(jù)基爾霍夫定律，中線電流等于各相負載電流的向量之和。一般中線電流比線電流小，故中線導線的截面積一般可比相線截面積小些。當三相負載對稱平衡時，則中線電流為零。對三相四線制供電，中線

32、在正常工作時，不允許斷開，否則會使負荷大嚴重時會燒毀電器。規(guī)定：在中線干線上不允許安裝熔斷器和開關設備，并選用機械強度高的導線。2、負載的三角形接法在負載的三角形連接中，相電壓=線電壓，線電流=相電流的工3倍,即u相=u線I相=I名%/v'3而且線電流相位滯后相電流30o.（四）三相電路的功率計算p18的乘積，稱為電路的視在Q=I(Ul-Uc)在R、L、C串聯(lián)電路中，電路的功率可用下圖所示的功率三角形來表示。S=IU。單位為伏安（VA）或千伏安（KV.A）。視在功率表示電源提供的總功率，也表示交流電源容量的大小。電路的有功功率實際上就是電阻上消耗的功率，即，P=UrI=UIcos電路的

33、無功功率是電源與負載交換的功率，即，Q=U-UcI=（UL-Uc）I=UIsin由此可見，有功功率等于視在功率S乘以cos。即，cos=P/SCosS是表示設備利用率的一個系數(shù)，故稱之為功率因數(shù)。當視在功率一定時，設備的有功功率越大，利用率越高。由功率三角形可以看出，視在功率、有功功率和無功功率之間的關系可以用勾股定理表示,即9=P+QS=P2Q2在相同的線電壓下，負載作三角形連接時的有功功率是星形連接時有功功率的3倍。對于無功功率和視在功率也是如此。第三節(jié)磁與磁路感應一楞次定律電流通過電阻時使電阻發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應。換言之，電流的熱效應就是電能轉換為熱能的效應。電阻通過電流后所產(chǎn)生的熱

34、量與電流的平方、電阻及通電的時間成正比，這就是焦耳一楞次定律。轉換關系式Q=I2Rt式中：I-電流（A）;R-電阻（Q）;t-時間（s）;Q-電阻上產(chǎn)生的熱量（焦耳J）將電阻依次首尾相連，使各電阻通過同一電流，這種接線方式叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點：（1）串聯(lián)電路各處電流相等。（2）串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和。（3）串聯(lián)電路的總電阻（也叫等效電阻）等于各串聯(lián)電阻之和。即用聯(lián)的數(shù)目越多，總電阻越大。（4）2.4基爾霍夫定律教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示及備注2.4.13、電磁感應電磁感應是指變化磁場在導體中引起電動勢的現(xiàn)象。由電磁感應引起的電動勢叫做感生電動勢；由感生電動勢引

35、起的電流叫做感生電流。3.1 直導體中產(chǎn)生的感生電動勢感生電流不但與導體在磁場中的運動方向有關，而且還與導體的運動速度有關。直導體產(chǎn)生的感生電動勢的大小為e=Bvlsina式中若磁感應強度B的單位為特（T）,導體切割磁感應線的速度v的單位為米/秒（m/s）,導體長度l的單位為米（n）,則感應電動勢e的單位為伏（V）。當導體垂直切割磁感應線時，感生電動勢達到最大值。直導體中產(chǎn)生的感生電動勢方向可用右手定則來判斷:即平伸右手，拇指與其余四指垂直，讓掌心正對磁場N極，以拇指指向表示導體的運動方向，則其余四指的指向就是感生電動勢的方向。（掌心迎磁蹺拇指，四指電勢拇指力）。3.2 閉合線圈中的感生電動勢

36、當線圈中的磁通發(fā)生變化時，閉合線圈中要產(chǎn)生感生電動勢和感生電流。而且磁鐵插入線圈和從線圈中拔出磁鐵時，感生電流的方向相反。線圈中產(chǎn)生感生電動勢的條件是線圈中的磁通發(fā)生變化。如果線圈是閉合電路的一部分，線圈中就會產(chǎn)生感生電動勢。閉合線圈中產(chǎn)生的感生電動勢的方向可以用楞次定律來判斷。楞次定律的內(nèi)容是：感生電流產(chǎn)生的磁場總是阻礙原磁通的變化。就是說，當線圈中的磁通要增加時，感生電流就要產(chǎn)生一個磁場去阻礙它增加；當線圈中的磁通要減少時，感生電流所產(chǎn)生的磁場將阻礙它減少。楞次定律為我們提供了一個判斷線圈中感生電動勢或感生電流方向的方法，具體步驟是：（1）首先判定原磁通的方向及變化趨勢（是增加還是減少）；

37、教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示（2）根據(jù)感生電流的磁場方向永遠和原磁通變化趨勢相反的原則確定感生電流的磁場方向。（3）根據(jù)感生電流磁場的方向，用安培定則判斷出感生電動勢或感生電流的方向。應當注意，此時必須把線圈或導體看成一個電源。在線圈內(nèi)部，感生電流從電源的"-"端流到"+”端，在線圈外部，感生電流由電源的“+”端經(jīng)負載流回“-”端。因此，在線圈內(nèi)部感生電流的方向永遠和感生電動勢的方向相同。3.3 法拉第電磁感應定律楞次定律說明了感生電動勢的方向,法拉第電磁感應定律則給出了感生電動勢的大小。法拉第電磁感應定律：線圈中感生電動勢的大小與線圈中磁通的變化速度（即變化率）

38、成正比。我們用A表示在時間間隔At內(nèi)的變化量，則N匝線圈中產(chǎn)生的感生電動勢為：e=-N*A/At式中：e-在At時間內(nèi)感生電動勢的平均伯：（v）;N-線圈匝數(shù)；A-磁通的變化量（Wb韋伯）；At-磁通變化A所需要的時間。上式是法拉第電磁感應定律的數(shù)學表達式。式中負號表示感生電動勢的方向永遠和磁通變化的趨勢相反。在實際應用中，常用楞次定律來判斷感生電動勢的方向，而用法拉第電磁感應定律來計算感生電動勢的大?。ㄈ〗^對值）。所以這兩個定律是電磁感應的基本定律。3.4 自感（p25,圖1-21）當電流流入線圈時，該電流將產(chǎn)生左N右S的磁場，由楞次定律可知，這個增大的磁通會在線圈中引起感生電動勢，而感生電

39、動勢又會產(chǎn)生一個左S右N的的磁通來阻礙原磁通的增大。根據(jù)安培定則可判斷出感生電流的方向與原流進線圈電流的方向相反。因此流進線圈的電流不能很快上升，A燈只能慢慢變亮。（電感中的電流不能突變）。若突然中斷線圈的電源，線圈的電流就會突然減小，由它產(chǎn)生的磁通也就突然減小，于是線圈中就要產(chǎn)生一個感生電流的磁通來阻礙原磁通的減小。由楞次定律可知，感生電流的方向與原電流的方向相同，則流過燈泡的感生電流就較大，從而引起燈泡突然明亮的閃光。上述這種由于流過線圈本身的電流發(fā)生變化，而引起的電磁感應叫做自感現(xiàn)象，簡稱“自感”。由自感產(chǎn)生的感生電動勢稱自感電動勢。在線圈中每通過單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)叫做“自感系數(shù)

40、”，也稱電感量，簡稱電感，用L表示。其數(shù)學式為L=/i式中：-流過線圈的電流i所產(chǎn)生的自感磁通（Wb;i-流過線圈的電流（A）;L-電感（H）電感是衡量線圈產(chǎn)生自感磁通本領大小的物理量。電感的大小不但與線圈的匝數(shù)及幾何形狀有關（匝數(shù)越多，L越大），而且與線圈中媒介質(zhì)的導磁率有密切關系。由于自感也是電磁感應，所以它必然遵從法拉第電磁感應定律，eL=-L*Ai/At式中：Ai/At為電流變化率，（單位是A/s）,符號表示自感電動勢的方向永遠教案(附頁)教學內(nèi)容教法提示及備注和外電流的變化趨勢相反。結論：(1)自感電動勢是由通過線圈本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的。(2)對于線性電感，當L一定時，流過線圈

41、的電流變化越快，自感電動勢越大。(3)自感電動勢的方向是：流過線圈的外電流i增大時，感生電流iL的方向與i的方向相反；外電流減小時，感生電流iL的方向與i的方向相同。自感電動勢的優(yōu)點：日光燈是利用鎮(zhèn)流器中的自感電動勢來點燃燈管的，同時也利用它來限制燈管的電流。缺點：在含有大電感元件的電路被切斷的瞬間，因電感兩端的自感電動勢很高，在開關刀口的斷開處會產(chǎn)生電弧，容易燒壞刀口，或者損壞設備的元器件，這些都應避免。通常在含有大電感的電路中都有滅弧裝置。最簡單的辦法是在開關或電感兩端并聯(lián)一個適當?shù)碾娮杌螂娙?，或先將阻容串?lián)然后接到電感兩端。渦流是電磁感應的另一種特殊形式。在有鐵芯的線圈中通入交流電，鐵芯

42、中便產(chǎn)生交變磁通，也要產(chǎn)生感應電動勢。在此電動勢的作用下，鐵芯中就形成自成回路的電流，稱為渦流。鐵芯通過渦流后要發(fā)熱，引起能量損耗，叫做渦流損失。為減少渦流帶來的不良影響，通常采用電阻率大、導磁性能好的0.350.5mm后的硅鋼片疊成鐵芯且片與片之間涂有絕緣漆，用來增加渦流路徑的電阻，以達到減少渦流的目的。3.5 互感我們把由一個線圈中的電流變化在另一線圈中產(chǎn)生的電磁感應叫做互感現(xiàn)象，簡稱互感。由互感產(chǎn)生的感應電動勢稱為互感電動勢。互感電動勢的大小正比于另一線圈中電流的變化率。當?shù)谝粋€線圈的磁通全部穿過第二個線圈時，互感電動勢最大，當兩個線圈互相垂直時，互感電動勢最小。禾1上具有廣泛用途的各種

43、變壓器、電動機都是利用互感原理工作的。弊：在電子電路中若線圈的位置放置不當，各線圈產(chǎn)生的磁場就會互相干擾，嚴重時會使整個電路無法工作。通常把互不相干的線圈間距拉大或把兩個線圈垂直安放，在某些場合還使用鐵磁材料把線圈或其他元器件封閉起來進行磁屏蔽。4、單相交流電4.1 交流電的概念所謂交流電是指大小和方向都隨時間做周期性變化的電動勢(電壓或電流)。交流電分正弦交流電和非正弦交流電兩大類。正弦交流電是指大小和方向按正弦規(guī)律隨時間做周期性變化的交流電；而非正弦交流電的變化規(guī)律不按正弦規(guī)律變化。正弦交流電通常是由交流發(fā)電機產(chǎn)生。電工作業(yè)安全技術P30(1)正弦交流電的三要素最大值最大值表示交流電在變化

44、過程中所能達到的最大數(shù)值(也叫峰值、振幅）。正弦交流電的電動勢、電壓和電流的最大值分別用EmUmIm表小。最大值雖然有正有負，但習慣上最大值都以絕對值表示。教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示及備注周期、頻率和角頻率正弦交流電隨時間在不斷地變化，這種周而復始的保護叫周期性變化。為了表示正弦交流電變化的快慢，下面用角頻率、周期和頻率來加以描述。周期。交流電每重復一次所需的時間稱為周期，用字母T表示，單位是s。（秒s、毫秒ms微秒ns、納秒ns,均為千進位）頻率。交流電1s內(nèi)重復的次數(shù)稱為頻率。用字母f表示，單位是Hz（KHzMHZ周期和頻率互為倒數(shù)，即f=1/T或T=1/f角頻率。角頻率（即電角速度）是

45、指交流電在1s內(nèi)變化的電角度，用字母表示，單位是弧度/秒（rad/s）。如果交流電在1s內(nèi)變化了1次,則電角度正好變化了2n弧度，也就是說該交流電的電角度=2弧度/s。若交流電1s內(nèi)變化了f次，則可得角頻率、頻率和周期的關系式為=2nf=2n/T周期、頻率和電角度是從各個不同角度表示交流電快慢的物理量。三個物理量中只須知道其中一個，就能夠計算出另外兩個的數(shù)值。初相角初相角由交流電的瞬時值表達式e=Emsin（cot+力）可以看出，若交流電的最大值已知，則瞬時值e由（t+力）來確定。t=0時的相位角稱為“初相角”。它表示線圈開始轉動時，線圈平面與中性面之間的夾角。它實際上表達了線圈開始轉動的位置

46、。當交流電的最大值、角頻率和初相角這三個量確定時，正弦交流電才能被確定。也就是說這三個量是正弦交流電必不可少的要素，故稱之為三要素。（2）正弦交流電的相位差需要同時考慮兩個或兩個以上的同頻率正弦交流電時，往往需要分析兩個正弦交流電變化的先后順序，即“相位差”的概念。相位差就是兩個同頻率正弦交流電的初相角之差。（3）正弦交流電的有效值因為交流電的大小是不斷變化的，因此用瞬時值來表示交流電的大小顯然是不合適的。如果將交流電和直流電相比較，則能看到它們之間存在著某些相同之處，如它們都有電流的熱效應。讓交流電和直流電分別通過阻值完全相同的電阻，如果在相同的時間內(nèi)這兩種電流產(chǎn)生的熱量相等，就可以此直流電

47、的數(shù)值定義為該交流電的有效值。即把熱效應相等的直流電（電流、電壓或電動勢）定義為交流電（電流、電壓或電動勢）的有效值。交流電流、電壓和電動勢有效值的符號分別是I、U、E。正弦交流巴的有效值和最玄值之間有如下凈:Im=2I=1.414IUm=2U=1.414UEm=2E=1.414E今后若無說明，交流電的大小總是指有效俏。如一般交流電壓表測出的電壓數(shù)值都是有效值；設備銘牌上標注的交流電壓、電流等也都是有效值。顯然，有效值不隨時間變化。4.2 正弦交流電的三種表示法電工作業(yè)安全技術P34正弦交流電一般有四種表示法：解析法、曲線法、旋轉矢量法和符號法。一般采用前三種表示法，無論采用哪一種方法，都要求

48、能夠表達出交流電的三要素。4.3 交流電路的分析方法交流電路一般由交流電源、電阻、電容、電感以及把它們連成回路的導線組成。教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示及備注電阻、電感、電容稱為交流電路的三個基本參數(shù)。在交流電路中，由于電感、電容的存在，就影響了電壓與電流的相位關系。若脫離相位關系而單純計算數(shù)量關系，將會造成概念上和計算時的錯誤。這就是直流電路和交流電路的重要區(qū)別。在計算實際電路時，我們總是忽略那些次要的因素，僅保留起主要作用的因素，這樣就可以抓住主要矛盾，簡化復雜的數(shù)學運算。4.4 純電阻電路電工作業(yè)安全技術P38純電阻電路中的電壓與電流是同頻率、同相位的正弦量。純電阻電路中，電壓與電流有效值

49、之間的關系符合歐姆定律。電阻電路的平均功率為P=UI=I2R=U/R平常我們所講的功率都是指平均功率。習慣上也將平均功率叫做有功功率，即電路所消耗的功率。4.5 純電感電路在實際中，遇到的鎮(zhèn)流器、變壓器、電動機中的線圈等，它們的電阻很小，可近似只考慮線圈在交流電路中的作用及影響，這就是純電感電路。在交流電路中，電路隨時間變化，因此電流產(chǎn)生的磁場也在變化，由電磁感應定律可知，這個變化的磁場在線圈中要產(chǎn)生感應電動勢。這個感應電動勢是由于線圈本身電流變化引起的，故稱為自感電動勢，這種現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。由于自感現(xiàn)象的存在，使得在純電感電路中，電壓超前電流90°,又由于電感元件兩端電壓和電流之間

50、存在相位差，故不能用歐姆定律來表示電壓與電流的瞬時值關系。在純電感電路中，電壓有效值與電流有效值之間成正比關系，具比值為一常數(shù)。即U/I=XK叫作感抗，其作用與電阻R相當，單位是Q。感抗的大小為X_=2nfL=L(Q)=2nf上式說明：感抗與電源頻率成正比，與電感量成正比。即線圈的電感量越大，產(chǎn)生的自感電動勢越大；通過線圈電流的頻率越高，電流的變化率越大，自感電動勢越大；而自感電動勢對電流的阻礙作用正是通過感抗反映出來的。因此電感線圈對高頻電流阻力很大，而對直流電(f=0)可認為短路。止匕即，電感具有阻交流、通直流的特性。在純電感電路中，只有電源中電能和線圈中磁場能的相互轉換，這種能量轉換的規(guī)

51、模，可用無功功率來反映。無功功率Q的大小為Q=UI=I2Xl=U/Xl(乏var)但線圈本身并不消耗能量，故有功功率=0.4.6 純電容電路講解：電容的充放電過程。電工作業(yè)安全技術P41電容器存儲電荷的能力常用電容量C表示，簡稱電容，其單位是法拉F。由于法拉這個單位太大，實際上常用微法仙F(10-6F)、或皮法pF(1012F)作為電容器的單位。電容器允許使用的最高直流電壓稱為電容器的耐壓。電容量和耐壓是電容器的兩個主要技術參數(shù)，在工作中選用電容器時，應使二者都滿足要求電容器的充電，就是將電源的電能轉變?yōu)殡妶瞿芰績Υ嫫饋恚娙萜鞯姆烹?，則是將儲存的電場能量再釋放出來。所以說電容器是一種儲能元

52、件，它與消耗電能的電阻元件有著根本的區(qū)別，而和電感元件相似，都有儲存電能的作用。電容器串聯(lián)時，1/C=1/C1+1/C2+-1/Cn或C=1/(1/C1+1/C2+-1/Cn)教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示及備注可見，電容器串聯(lián)的數(shù)目越多，總容量越小。電容器并聯(lián)時,C=C1+C2+Cn可見，電容器并聯(lián)的數(shù)目越多，總容量越大。純電容電路的電流與電壓是同頻率的正弦量，而且電流的相位超前電壓90°.在純電容電路中由于電容器的充放電作用，在電路中形成電流。電流的大小與電壓變化的快慢及容量大小有關。在純電容電路中，電壓有效值與電流有效值之間成正比關系其比值為一常數(shù)。即U/I=Xc（Q）上式叫做純

53、電容電路的歐姆定律，說明在純電容電路中，電壓和電流的有效值之間滿足歐姆定律。式中的Xc叫做容抗，其作用與電阻R相當，單位是歐姆。容抗的大小為Xc=1/（2nfC尸C（Q）上式說明：容抗溫與電源頻率f成反比，與電容量C成反比。即電容的容量越大，通過電容的電流頻率越高，容抗越小，否則反之。這是因為C越大，電容器容納的電荷越多，充放電電流就愈大，故表現(xiàn)為容抗越??；電源頻率越高，電壓變化速度越快，在一定時間內(nèi)充放電次數(shù)增加，即電路電流越大，故表現(xiàn)為容抗越小。電容對交流電的阻礙作用正是通過容抗反映出來的。電容對直流電流（f=0）阻力很大，可認為開路；而對高頻交流電可認為短路。也即電容器具有隔直流、通交流

54、的特性。在純電容電路中，只有電源中電能和電容器中電場能的相互轉化,這種能量轉換的規(guī)模，可用無功功率來反映。無功功率的大小為q=ui=i2x=u7xc（乏，var）電容本身并不消耗能量，故有功功率P=0.4.7 電阻、電感、電容的串聯(lián)電路RL、C的串聯(lián)電路，由于串聯(lián)電路中各元件通過的電流是相同的，所以為了分析方便，以電流為參考正弦量。設i=Im*sin*t該電流通過RL、C以后，將在這三種元件上分別產(chǎn)生電壓:在電阻上產(chǎn)生一個與電流同相位的電壓降；在電感上產(chǎn)生的電壓超前電流90°在電容上產(chǎn)生的電壓滯后電流90°.在R、L、C串聯(lián)電路中，電路的功率可用下圖所示的功率三角形來表S=

55、IU。單位為伏安（VA）或千伏安（KV.A）。視在功率表示電源提供的總功率、也表示交流電源容量的大小。教案（附頁）教學內(nèi)容教法提示及備注電路的有功功率實際上就是電阻上消耗的功率，即,P=UrI=UIcos電路的無功功率是電源與負載交換的功率，即，Q=U-UcI=(UL-Uc)I=UIsin由此可見，有功功率等于視在功率S乘以cos。即，cos=P/SCosS是表示設備利用率的一個系數(shù)，故稱之為功率因數(shù)。當視在功率一定時，設備的有功功率越大，利用率越高。由功率三角形可以看出，視在功率、有功功率和無功功率之間的關系可以用勾股定理表示，即S"=F2+CfS=JP2Q24.8 并聯(lián)電路與功率

56、因數(shù)的提高已知感抗Xl和容抗Xc在交流電路中起著相反的作用，即感抗使電壓超前電流90o,容抗使電壓滯后90o.我們利用這一特點，在電感兩端并聯(lián)一只電容，使負載近似呈電阻性(電壓與電流同相位)，以達到提高功率因數(shù)的目的。見電工作業(yè)安全技術P47之圖1-40功率因數(shù)的提高見電工作業(yè)安全技術P47之圖1-405、三相交流電5.1 三相交流電頻率和最大值相同而相位互差1200的三個交流電稱之為三相交流電。三相電動勢達到最大值的先后次序叫做相序，A-B-C稱為正序，如任意兩相對調(diào)后則稱為負序。三相母線的相序是用顏色表示的，規(guī)定用黃色表示U相，綠色表示V相，紅色表示慟目。見圖1-41三相交流電任一瞬時的代數(shù)和包等于零。5.2 三相電源的接法作為三相電源的發(fā)電機或三相變壓器都有三個繞組，在向負載供