初級電工培訓(xùn)教案

電工基礎(chǔ)知識第一節(jié)電路的構(gòu)成和基本物理量講課的要點：1.認識電路的構(gòu)成2．認識電路的基本物理量的含義及其計算講課的難點:電路狀態(tài)在實質(zhì)工作中的判斷；電路各物理量的含義及其計算應(yīng)用．講課方法：講解法、討論法、啟迪式。一、電路電流經(jīng)過的路徑稱為電路,最簡單的電路由電源、負荷導(dǎo)線和開關(guān)構(gòu)成形式的能量變換成電能的裝置，負載是將電能變換成其余形式能量的設(shè)施和器件用電器。連結(jié)導(dǎo)線起傳輸和分派電能的作用。電路可用原理接線圖來表示，如圖2-l所示。

.電源是將其余,－般稱為有時為了突出電路的實質(zhì)和進一步簡化，把圖－2所示的樣子.

2－l

所示原理接線圖畫成常用的如圖

2電路有外電路和內(nèi)電路之分.從電源一端經(jīng)負載再回到電源另一端的電路稱為外電路。電源內(nèi)部的通路稱為內(nèi)電路。電路平常有三種狀態(tài)：1.通路通路就是電路中的開封閉合,負荷中有電流流過。在通路狀態(tài)下,依據(jù)負荷的大小,又分率的工作狀態(tài)叫輕負荷；高于額定功率的工作狀態(tài)叫過負荷.因為過負荷很簡單破壞電器,所以一般狀況下都不相贊成出現(xiàn)過負荷。2．短路假如電源或負荷的兩頭被導(dǎo)線直接接通，此種狀態(tài)叫做短路。短路時電路中的電流會遠遠超出正常值，可能造成電氣設(shè)施過熱．甚至燒毀，嚴重時會惹起火災(zāi)。同時,過大的短路電流將產(chǎn)生很大的電動力，也可能破壞電氣設(shè)施。3.斷路把電路中的開關(guān)斷開或因電路的某一部發(fā)散生浙線

,使電路不可以夠閉合

,此種狀態(tài)稱為斷路。斷路狀態(tài)下電路中無電流，負荷不可以夠運轉(zhuǎn).二、基本物理量(一)電流與電流強度1.電流的見解當合上電源開關(guān)的時候，燈泡會發(fā)光，電動機會轉(zhuǎn)動。這是因為燈泡和電動機中有電流經(jīng)過的緣由。電流固然用肉眼看不見，可是能夠經(jīng)過它的各樣表現(xiàn)(如燈亮、電機轉(zhuǎn)動)而被人所察覺。電流就是在必定的外加條件下(如接外電源）導(dǎo)體中大批電荷有規(guī)則的定向運動。規(guī)定以正電荷挪動方向作為電流的正方向．如圖2-3所示在AB導(dǎo)線中電子運動方向是由A向B,電流的方向則是由B向A。（二)電壓與電動勢１．電壓假如想要知道蓄電池能否有電，能夠用伏特表去量一量，也能夠用導(dǎo)線把小電珠接到電池的兩極之間（如圖2-4所示).假如伏特表有指示或小電珠發(fā)光我們就知道電池有電壓，也就是平常所說“有電”。圖2-5所示Ａ和B表示負載兩頭,電流的方向由A流向Ｂ,負載燈泡發(fā)光，說明電流經(jīng)過燈絲時產(chǎn)生熱和光．為了表示電流強度與做功的本事

,引入一物理量

-—電壓Ｕ

AＢ：此中Ｑ為由A端挪動到B端的電荷電量,單位：庫侖。A為電場力對電荷所做的功,單位:焦爾。電壓的單位是伏特(V)。計算微小電壓時則用毫伏（mV）或微伏(μV）,高電壓時則用千伏（kV）。2.電動勢電動勢是權(quán)衡電源變換本事的物理量。定義為：外力將單位正電荷從電源負極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極所做的功，稱為該電源的電動勢,用符號E表示，即:此中E為電源電動勢,單位是伏特。A外力所做的功，單位為焦爾。q為外力分別電荷電量，單位庫侖。電動勢和電壓的單位雖同樣,但二者見解有差別:第一,物理意義不同樣。電壓是權(quán)衡電場力作功大小的物理量,而電動勢則表示非電場力作功本事的物理量.其次,二者的方向不同樣，電壓是由高電位指向低電位，是電位降低的方向。而電動勢是由低電位指向高電位，是電位高升的方向。圖2－7給出了電源的幾種畫法及電動勢和端電壓的方向。再次,二者存在方式不同．電壓既存在電源內(nèi)部也存在于電源的外面,電動勢僅存在于電源的內(nèi)部。(三）導(dǎo)體、絕緣體與導(dǎo)體電阻1．導(dǎo)體能夠傳導(dǎo)電流的物體導(dǎo)體.常用的導(dǎo)體是金屬,如銀、銅。鋁等。金屬中存在著大批的自由電子。當導(dǎo)體與電源接成閉合回路時,這些自由電子就會在電場力的作用下朝必定方向運動形成電流。2.絕緣體能夠靠譜地間隔電流的物體叫做絕緣體。如橡膠、塑料、陶瓷、變壓器油、空氣等都是很好的絕緣體.導(dǎo)體和絕緣體并無絕對的界線,在一般狀態(tài)下是很好的絕緣體,當條件改變時也可能變成導(dǎo)體.比方干燥的木頭是很好的絕緣體,但把木頭弄濕后,它就變得簡單導(dǎo)電了。３.電阻在導(dǎo)體兩頭加上電壓,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流。從物體的微觀結(jié)一來說,電子的運動必定要和導(dǎo)體中的分子或原子發(fā)生碰撞,使電子在導(dǎo)體中的運動遇到必定阻力,導(dǎo)體關(guān)于電流的阻截作用,稱為電阻。不同樣資料的導(dǎo)體,對電流的阻截作用也是不盡同樣的。有的導(dǎo)體電阻很小,則表示它的導(dǎo)電能力好;有的導(dǎo)體電阻很大，則表示三的導(dǎo)電能力差

.電阻用

R表示,單位是歐姆，其符號為“Ω”。常用的單位還有千歐(kΩ）和兆歐(MΩ)．1kΩ＝1０00Ω1MΩ=100０

kΩ導(dǎo)體電阻的大小決定于導(dǎo)體的長度、橫截面積和自己的資料。在同一溫度下阻與導(dǎo)體橫截面積成反比,與導(dǎo)體長度成正比.用公式表示為:

,導(dǎo)體的電式中:ρ為電阻系數(shù),L為導(dǎo)體長度，S為導(dǎo)體橫截面積．（四)歐姆定律1．部分電路歐姆定律圖2-9是不含電源的部分電路，當在電阻Ｒ兩頭加上電壓

U時，電路中有電流流過。當電阻R不變，假如電壓U發(fā)生變化,則流過電阻的電流也跟著變化.流過導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體兩頭的電壓成正比,與這段導(dǎo)體的電阻成反比,稱為部分電路歐姆定律，其數(shù)學(xué)表達式為:2.全電路歐姆定律全電路是指含有電源的閉合電路，如圖2-1０所示。虛線框內(nèi)R0表示電源內(nèi)電阻。當開關(guān)Ｓ閉合后,電路中有電流流過，當電流流過電源內(nèi)部5:,在內(nèi)阻上產(chǎn)生了電壓降U0,這樣電阻R兩端的電壓Ｕ就不等于電源電動勢,而應(yīng)當?shù)扔陔娫措妱觿轀p去內(nèi)部電壓降U0，即上式表示：在一個閉合電路中，電流強度與電源電動勢成正比，與電路中內(nèi)電阻和外電阻之和成反比，這必定律稱全電路歐姆定律。３.電流的熱效應(yīng)電流經(jīng)過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量和電流值的平方、導(dǎo)體自己的電阻值以及電流經(jīng)過的時間成正比．用公式表達就是:２Q=IRｔ這個關(guān)系式又叫愣次——焦耳定律,熱量Q的單位是J.為了設(shè)施過發(fā)散熱,依據(jù)絕緣材料的贊成溫度，關(guān)于各樣導(dǎo)線規(guī)定了不同樣截面下的最大贊成電流值,又稱安全電流.小結(jié)與思慮題:1．電路的構(gòu)成及其狀態(tài)特色2.電路的基本物理量的含義及其計算思慮題賜教材56頁中復(fù)習(xí)題第二節(jié)串聯(lián)與并聯(lián)電路講課的要點:１.認識簡單電路的連結(jié)形式2．認識串、并電路的特色及其計算講課的難點：簡單電路的化簡；串、并電路的特色及其計算.講課方法：講解法、討論法、啟迪式。直流電阻電路按復(fù)雜程度不同樣，能夠分為簡單直流電阻電路和復(fù)雜直流電阻電路。簡單直流電阻電路又能夠分為電阻串聯(lián)電路和電阻并聯(lián)電路。一。電阻串聯(lián)電路電阻串聯(lián)電路有以下一些特色:(1)電路的總電流等于流過各電阻的電流。(２)電路的總電壓等于各電阻兩頭電壓之和.（3)電路的總等效電阻等于各電阻之和.(4）電路中各電阻兩頭的電壓與電阻的阻值成正比,即阻值大的電阻，其兩頭的電壓也大,阻值小的電阻,其兩頭的電壓也小，這類關(guān)系稱為分壓關(guān)系。(５)電路中各電阻耗費的功率與電阻的阻值成正比。這表示阻值大的電阻耗費的功率多，阻值小的電阻耗費的功率少。6）電路中耗費的總功率等于各電阻耗費的功率之和.二。電阻并聯(lián)電路電阻并聯(lián)電路有以下特色：（１)電路的總電流等于流過各電阻的分電流之和。(2）電路的總電壓等于各電阻兩頭的電壓.（3）電路總電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和。（４)電路中流過各電阻的電流與電阻的阻值成反比，即阻值大的電阻流過的電流小,阻值小的電阻流過的電流大，這類關(guān)系稱為分流關(guān)系．(5)電路中各個電阻耗費的功率與阻值成反比，表示阻值大的電阻耗費的功率少,阻值小的電阻耗費的功率多。(６）電路中耗費的總功率等于各電阻耗費功率之和。三。電阻混聯(lián)電路既有電阻串聯(lián),又有電阻并聯(lián)的電路，稱為電阻混聯(lián)電路。１?；炻?lián)電路分類電阻混聯(lián)電路可分為兩大類:(1)能用電阻串、并聯(lián)的方法簡化為無分支回路的電路,稱為簡單直流電阻電路。(2)不可以夠用電阻串、并聯(lián)的方法簡化為無分支回路的,稱為復(fù)雜直流電阻電路.電阻混聯(lián)電路的簡化簡單直流電阻混聯(lián)電路最后能夠簡化成無分支回路的電路形式。常用的一種簡化電路的方法是先利用電流的分、合關(guān)系,把電路轉(zhuǎn)變成簡單判斷的串、并聯(lián)形式,此后再等效變化為最簡的無分支回路形式。小結(jié)與思慮題：1.簡單電路的連結(jié)形式與簡化2．串、并電路的特色及其計算思慮題賜教材56頁中復(fù)習(xí)題第三節(jié)溝通電路講課的要點:1.認識正弦溝通電的基本見解及其三因素2.認識三相電路的特色與三相功率的計算方法講課的難點:正弦溝通電的三因素與三相電路聯(lián)接的特色講課方法：講解法、討論法、啟迪式。溝通電是指大小和方向都隨時間發(fā)生變化的電流或許電壓.正弦溝通電是生產(chǎn)生活中使用最寬泛的一種溝通電。一.正弦溝通電的基本見解1。正弦溝通電正弦溝通電是指大小和方向隨時間按正弦規(guī)律發(fā)生變化的電流或許電壓。以下列圖為正弦交流電流ｉ和正弦溝通電壓v的波形圖，它們反應(yīng)了正弦溝通電隨時間變化的規(guī)律。iv0t0t正弦溝通電壓和正弦溝通電流波形圖2。正弦溝通電三因素一個正弦溝通電能夠由三個物理量來描繪,即振幅(Vm或Iｍ）、頻次(ω或f)及初相（φｏ),常稱它們?yōu)闇贤姷娜齻€因素。1)正弦溝通電的振幅正弦溝通電的電壓振幅用Ｖm表示,電流振幅用Im表示,它們是正弦溝通電在變化過程中的電壓最大值及電流最大值．正弦溝通電壓的有效值用V表示；正弦溝通電流的有效值用I表示,它們與最大值的關(guān)系為：Vm,ImVI222）正弦溝通電的頻次正弦溝通電每變化一次所經(jīng)歷的時間，稱為正弦溝通電的周期,用T表示，單位為秒(s)。正弦溝通電在一秒鐘內(nèi)變化的次數(shù),稱為正弦溝通電的頻次,用f表示，單位為赫茲(Hz)。周期和頻次都是表示溝通電變化快慢程度的物理量,它們互成倒數(shù)關(guān)系,即:1或1TffT除了周期和頻次以外，還有一個表示正弦溝通電變化快慢程度的物理量，稱為角頻次,用ω表示,單位為弧度每秒(rａd／ｓ）,它與頻次的關(guān)系為:2f3）正弦溝通電的初相正弦溝通電函數(shù)表達式中的φo就是正弦溝通電的初相,其單位為弧度(raｄ)或許度.正弦溝通電的表示方法正弦溝通電有三種常用的表示方法：１）解析式(函數(shù)式)表示法２）波形圖表示法3)相量圖表示法二.三相正弦溝通電的特色（１）各相正弦溝通電的頻次都同樣;(2)各相正弦溝通電的最大值都同樣;（３)各相正弦溝通電的相位互差１20?，它們的解析式分別為：eUEmsinteVEmsint120eWEmsint120(4）任何時辰各相正弦溝通電的和為零，即:eUeVeW0三。三相正弦溝通電的聯(lián)接1。電源的聯(lián)接方式及特色三相發(fā)電機三個繞組的尾端聯(lián)接在一同，稱為中點或零點,用Ｎ表示.三個繞組的始端U、Ｖ、W分別向外輸出三相正弦溝通電動勢。電源的這類聯(lián)接方式，稱為星形聯(lián)接。三相電源作星形聯(lián)接向外傳輸正弦溝通電時,有兩種不同樣的傳輸方式：三相四線制、三相三線制。火線火線火線火線UVUV零線NN火線火線WW三相四線制三相三線制在三相四線制中，火線與零線之間的電壓，稱為電源相電壓。火線與火線之間的電壓，稱為電源線電壓。實質(zhì)低壓線路中，電源相電壓的有效值為2２０Ｖ，電源線電壓的有效值為3８０V,即電源線電壓的有效值為電源相電壓的有效值的倍。２。負載的聯(lián)接方式及特色三相電源在給負載供電時,負載有星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接兩種方式。在負載的星形聯(lián)接方式中,負載相電壓等于電源相電壓。在星形聯(lián)接中，三相負載對稱時,中線電流為零,即中線上沒有電流．值得注意的是,當三相負載不對稱時,中線電流不為零,中線不可以夠夠省去，不然會燒毀電源或負載。在負載的三角形聯(lián)接方式中,負載的相電壓和電源線電壓相等。四。三相功率三相電源在給負載供電時,負載無論是星形聯(lián)接或是三角形聯(lián)接它所耗費的總的有功功率必定等于各相有功功率之和，即PPaPbPc小結(jié)與思慮題：１．正弦溝通電的基本見解及其三因素2.三相電路的特色與三相功率的計算方法思慮題賜教材56頁中復(fù)習(xí)題第四節(jié)電磁感覺講課的要點:1.認識磁場及其基本物理量的含義2．認識電磁感覺和電感和自感、互感現(xiàn)象講課的難點：法拉第電磁感覺定律與楞次定律的含義與應(yīng)用講課方法:講解法、討論法、啟迪式。一.磁場及其基本物理量(一)磁場和磁力線磁場能夠用磁力線形象地描繪它的大小和方向。(二）電流的磁場自然界中除磁鐵能產(chǎn)生磁場外,電流也能產(chǎn)生磁場,這類現(xiàn)象稱為電流磁效應(yīng)。直導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的磁場的方向能夠用安培定章來判斷：用右手握住直導(dǎo)線挺直指向電流方向,四指所指方向就是磁場方向．環(huán)形導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的磁場方向也能夠用安培定章來判斷:用右手握住環(huán)形導(dǎo)線指向電流方向,大拇指挺直所指的方向就是磁場方向。(三)磁場的基本物理量

,大拇指,四指1。

磁感覺強度磁感覺強度是權(quán)衡磁場大小和方向的物理量，用大小和方向都同樣的磁場稱為勻強磁場。

B表示,單位為特斯拉（Ｔ），簡稱特。２。

磁通假定在一個勻強磁場中有一個與磁場方向垂直的平面，磁場的磁感覺強度為面積為S，那么磁感覺強度與面積的乘積,稱為穿過這個面的磁通，用Φ表示,即:

B，平面的ΦBS磁通的方向和產(chǎn)生它的磁場方向同樣(四）磁場對電流的作使勁

.磁場對處在此中的電流能產(chǎn)生力的作用.在一個磁感覺強度為Ｂ的勻強磁場中,有一段長度為ｌ,并有電流Ｉ流過的導(dǎo)體,設(shè)導(dǎo)體與磁場方向的夾角為θ，這段導(dǎo)意會遇到磁場對它的一個作使勁

F，且:FBIlsin二。電磁感覺(一)電磁感覺現(xiàn)象穿過閉合回路的磁通發(fā)生變化,閉合回路中就會產(chǎn)生電流,假如回路開路,就會在開路的兩頭之間產(chǎn)生電動勢，這類現(xiàn)象稱為電磁感覺現(xiàn)象,在電磁感覺現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流稱為感生電流,產(chǎn)生的電動勢稱為感生電動勢。(二）感生電流的方向感生電流的方向能夠用楞次定律來判斷。楞次定律的內(nèi)容為：感生電流的方向感生電流產(chǎn)生的磁場阻截惹起感生電流的磁通的變化。導(dǎo)體切割磁力線時產(chǎn)生的感生電流的方向,還能夠夠用右手定章來判斷：展平右手手掌

,老是使,四指并攏,大拇指與四指垂直，此后讓磁力線穿過掌心，大拇指指導(dǎo)游體運動方向，四指所指就是感生電流的方向。（三)法拉第電磁感覺定律與楞次定律回路中感生電動勢的大小與穿過回路的磁通的變化率成正比,即磁通變化越快，回路產(chǎn)生的感生電動勢就越大;磁通變化越慢，回路產(chǎn)生的感生電動勢就越小。這類規(guī)律稱為法拉第電磁感覺定律,它的表達式為:ENΦt（四)自感和互感現(xiàn)象1。自感現(xiàn)象因為線圈自己的電流變化而產(chǎn)生的電磁感覺現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象.自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感生電動勢稱為自感電動勢，它老是阻截電路中原電流的變化.電感表示了線圈經(jīng)過單位電流時產(chǎn)生的自感磁鏈,即：L

ΨI常用的電感單位及它們之間的換算關(guān)系以下：1Ｈ３mH（毫亨),1mH＝１03μＨ（微亨),1H=106μH=10由法拉第電磁感覺定律能夠證明,線圈在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的自感電動勢E的大小與線圈電流的變化率（I/t)、線圈的電感L成正比,即:IELt２.互感現(xiàn)象互感磁鏈在線圈中也會產(chǎn)生電磁感覺現(xiàn)象，稱為互感現(xiàn)象.在互感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感生電動勢，稱為互感電動勢。線圈在產(chǎn)生互感時,各線圈的某一端的感生電動勢的極性老是同樣的，這些極性同樣的端子稱為同名端.在電路圖中，用“”來標志互感線圈的同名端。(五）渦流效應(yīng)繞在斷念上的線圈通入溝通電流時,斷念內(nèi)部就會產(chǎn)生很大的感生電流,稱為渦流,這類現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。因為渦流效應(yīng)產(chǎn)生的感生電流很大，把大批的電能轉(zhuǎn)變成了熱能，一般狀況下,這是一種電能的耗費，稱為渦流耗費。為了減少耗費，一方面能夠把斷念沿平行磁場的方向切割成好多的薄片，并使它們相互絕緣;另一方面,能夠采納電阻率大的金屬資料作斷念(如硅鋼等）.小結(jié)與思慮題:1．磁場及其基本物理量的含義2.電磁感覺和電感和自感、互感現(xiàn)象思慮題賜教材５6頁中復(fù)習(xí)題第五節(jié)電子技術(shù)知識講課的要點:１．認識半導(dǎo)體構(gòu)成ＰN結(jié)的特色2．認識二極管與三極管的構(gòu)造、伏安特色、主要參數(shù)、測試及其應(yīng)用講課的難點：二極管與三極管的伏安特色及其在電路中的作用和應(yīng)用。講課方法:講解法、討論法、啟迪式。1.1.1導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體●導(dǎo)體：自然界中很簡單導(dǎo)電的物質(zhì)稱為導(dǎo)體，金屬一般都是導(dǎo)體,如鐵、銅、鋁等?！窠^緣體:有的物質(zhì)幾乎不導(dǎo)電，稱為絕緣體，如橡皮、陶瓷、塑料和石英?！癜雽?dǎo)體:還有一類物質(zhì)的導(dǎo)電特色處于導(dǎo)體和絕緣體之間,稱為半導(dǎo)體,如鍺、硅、砷化鎵和一些硫化物、氧化物等●半導(dǎo)體的導(dǎo)電機理不同樣于其余物質(zhì),●其特色為:當受外界熱和光的作用時，它的導(dǎo)電能力明顯變化。?往純凈半導(dǎo)體中摻入某些雜質(zhì),會使其導(dǎo)電能力明顯改變．１.1。２本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體:圓滿純凈的、構(gòu)造圓滿的半導(dǎo)體晶體．用的最多的半導(dǎo)體是硅和鍺,最外層電子（價電子)都是四個。形成共價鍵后，每個原子最外層電子是八個成堅固構(gòu)造。在絕對零度以下,本征半導(dǎo)體中無活躍載流子，不導(dǎo)電

,構(gòu)1．1．３雜質(zhì)半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體：在硅或鍺晶體中摻入少許的五價元素磷（或銻）而形成。也稱為體)。P型半導(dǎo)體:在硅或鍺晶體中摻入少許的三價元素,

(電子半導(dǎo)如硼(或銦)而形成,也稱為(空穴半導(dǎo)體)。雜質(zhì)型半導(dǎo)體多子和少子的挪動都能形成電流。但因為數(shù)目的關(guān)系,起導(dǎo)電作用的主假如多子。近似以為多子與雜質(zhì)濃度相等．自由電子為多子空穴是多子1．2PN結(jié)1．2。1PN結(jié)的形成與特色一、ＰN結(jié)的形成１。什么叫PN結(jié)?在N型半導(dǎo)體和Ｐ型半導(dǎo)體交界面處形成的帶電薄層。又稱空間電荷區(qū)、阻截層、勢壘區(qū)。2.ＰN

結(jié)的形成過程是電子和空穴不停運動的綜合結(jié)果。多子擴散成立內(nèi)電場(空間電荷區(qū))阻擴散生漂移（少子荷區(qū)寬度必定ＰN結(jié)形成了二、PN結(jié)的基本特色單導(dǎo)游