電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能 第4版 課件（姚錦衛(wèi)）第1、2章 電能與安全用電、直流電路

第1章電能與安全用電——電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能——電能應(yīng)用我們生活中的電器產(chǎn)品種類繁多，它們都需要有相應(yīng)的供電電源才能正常工作。電源按其提供電能的方式，分為直流電源和交流電源。01電能的產(chǎn)生電能的產(chǎn)生電能在自然界不是自然存在的，而是由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而成的,常用的有火力發(fā)電站、水力發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站、核電站、光伏發(fā)電等。02電能的輸送電能的輸送電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電及用電五個(gè)環(huán)節(jié)組成。電力網(wǎng)分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。ABC黃綠紅變電配電GB/T156-2017《標(biāo)準(zhǔn)電壓》：我國輸電電壓等級(jí)有35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV等。110kV、220kV電壓等級(jí)稱為高壓；

330kV～750kV電壓等級(jí)稱為超高壓；1000kV交流電壓及±800kV直流電壓稱為特高壓。輸電電壓的高低與輸電距離、輸電容量關(guān)系：

輸電容量越大，距離越遠(yuǎn)，輸電電壓就越高。電能的輸送什么是三相五線制？思考03安全用電常識(shí)安全用電常識(shí)

1)安全用電標(biāo)志

我國安全電壓額定值的等級(jí)為42V、36V、24V、12V和6V，應(yīng)根據(jù)作業(yè)場(chǎng)所、操作員條件、使用方式、供電方式、線路狀況等因素選用。凡手提照明燈，危險(xiǎn)環(huán)境和特別危險(xiǎn)環(huán)境的攜帶式電動(dòng)工具，一般采用42V或36V安全電壓；凡金屬容器內(nèi)、隧道內(nèi)、礦井內(nèi)等工作地點(diǎn)狹窄、行動(dòng)不便，以及周圍有大面積接地導(dǎo)體的環(huán)境，應(yīng)采用24V或12V安全電壓；除上述條件外，特別潮濕的環(huán)境采用6V安全電壓。

2）安全電壓

3）觸電與漏電電流對(duì)人體傷害的嚴(yán)重程度一般與通過人體電流的大小、時(shí)間、部位、頻率和觸電者的身體狀況有關(guān)。流過人體的電流越大，危險(xiǎn)越大；電流通過人的腦部和心臟時(shí)最為危險(xiǎn)；工頻電流的危害要大于直流電流?！靖兄娏鳌咳梭w能夠感覺到的最小電流。【擺脫電流】人體可以擺脫掉的最大電流?！局旅娏鳌恐旅娏髦复笥跀[脫電流，能夠致人于死地的最小電流。

4)觸電方式觸電是指因人體接觸或靠近帶電體而導(dǎo)致一定量的電流通過人體使人體組織損傷并產(chǎn)生功能障礙、甚至死亡的現(xiàn)象。按照人體受傷程度不同，觸電可分為電擊和電傷兩種類型。04防觸電措施帶電體與地之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與其他設(shè)施和設(shè)備之間，均應(yīng)保持一定的安全距離用絕緣材料把電器或線路的帶電部分封閉起來絕緣措施間距措施用遮攔、護(hù)罩、護(hù)蓋等屏護(hù)裝置將帶電體與外界隔離屏蔽措施防觸電措施

1.預(yù)防直接接觸觸電

2.預(yù)防間接接觸觸電設(shè)備的金屬外殼采用保護(hù)接地、保護(hù)接零、安全電壓、漏電保護(hù)等措施，防止間接接觸觸電。防觸電措施練一練以下產(chǎn)品采取的何種防觸電措施？05觸電現(xiàn)場(chǎng)救護(hù)觸電現(xiàn)場(chǎng)救護(hù)

1)脫離低壓電源低壓觸電脫離電源：拉、切、挑、拽、墊現(xiàn)場(chǎng)觸電急救原則：迅速、就地、準(zhǔn)確、堅(jiān)持。電話通知電力有關(guān)部門，或佩戴保護(hù)用具用拉閘工具拉開開關(guān)。注意事項(xiàng)：確保自身安全，使用絕緣工具，盡可能單手操作，防止二次傷害；黑暗地方，迅速解決臨時(shí)照明工具；高壓時(shí)，不能用干燥木棍、竹竿，保持安全距離。2）脫離高壓電源06火災(zāi)防范與撲救胸外按壓法火災(zāi)產(chǎn)生的原因電線短路過負(fù)荷接觸不良電氣設(shè)備故障安全用火意識(shí)薄弱火災(zāi)給人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大的損失，據(jù)統(tǒng)計(jì)在所有已發(fā)生的火災(zāi)事故中，由于電氣原因引發(fā)的火災(zāi)占到40%左右，并有上升的趨勢(shì)，電氣火災(zāi)不容忽視。摘自應(yīng)急管理部消防救援局火災(zāi)產(chǎn)生的原因電線負(fù)載過大，急劇發(fā)熱,損壞絕緣層，進(jìn)而導(dǎo)致短路起火。如:長期使用的家電導(dǎo)線有破損。熱負(fù)荷的家用電器電源插頭沒有及時(shí)拔出，帶電時(shí)間長后，溫度升高造成起火。如:夾發(fā)板、熱得快。導(dǎo)線連接不良，接觸不好，造成線間短路，發(fā)熱起火。如:不合格的插座排、充電器。電器設(shè)備有缺陷，沒有及時(shí)修理，內(nèi)部某些元件松動(dòng)，通電時(shí)產(chǎn)生火花,引發(fā)火災(zāi).如:劣質(zhì)充電寶。1）要嚴(yán)格按照電力規(guī)程進(jìn)行安裝、維修，根據(jù)具體環(huán)境選用合適導(dǎo)線和電纜。2）強(qiáng)化維修管理，經(jīng)常用儀表測(cè)量導(dǎo)線的絕緣情況。3）要選用合適的安全保護(hù)裝置。熔斷器應(yīng)裝在相線上，同時(shí)要在進(jìn)戶電源總開關(guān)上安裝漏電保護(hù)裝置。4）環(huán)境要保持良好的通風(fēng)、散熱條件。5）要選擇質(zhì)量過關(guān)的家用電器。6）不要將眾多電器共同連接在一個(gè)電源插座上。電氣火災(zāi)的防范措施07認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)室操作規(guī)程1）學(xué)生應(yīng)按時(shí)上下課，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，注意保持實(shí)訓(xùn)室整潔，共同維持良好的實(shí)訓(xùn)秩序。2）操作前，應(yīng)明確操作要求、操作順序及所用設(shè)備的性能指標(biāo)。3）連接線路前，應(yīng)檢查本組實(shí)訓(xùn)設(shè)備、儀器儀表和工具等是否齊全和完好，若有缺損，及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師。4）按照原理圖準(zhǔn)確接線。連接電路時(shí)，先接設(shè)備，后接電源；拆電路時(shí)與接電路時(shí)順序相反。5）電路接好后，先認(rèn)真自查，然后必須請(qǐng)指導(dǎo)教師復(fù)查線路，確認(rèn)無誤后，給實(shí)訓(xùn)臺(tái)送電，絕不允許學(xué)生擅自合閘送電。實(shí)訓(xùn)室操作規(guī)程6）實(shí)訓(xùn)臺(tái)送、停電操作流程：

送電流程：合上實(shí)訓(xùn)臺(tái)總低壓斷路器，再合上實(shí)訓(xùn)臺(tái)各分路開關(guān)，最后合上實(shí)訓(xùn)電路控制開關(guān)。

停電流程：與送電流程順序相反。7）讀取并記錄分析相關(guān)電路動(dòng)作現(xiàn)象，操作中應(yīng)確保人身和設(shè)備安全。8）實(shí)訓(xùn)時(shí)若遇到異?，F(xiàn)象或疑難問題時(shí)，應(yīng)立即切斷電源本組電源并進(jìn)行檢查，禁止帶電操作。排除故障后，經(jīng)指導(dǎo)教師同意，方可重新送電。9）實(shí)訓(xùn)完成后，斷開本組電源，教師檢查實(shí)訓(xùn)結(jié)果無誤后方可拆線。10）清點(diǎn)器材并歸還原處，若有丟失或損壞應(yīng)及時(shí)向指導(dǎo)教師說明，經(jīng)指導(dǎo)教師允許后方可離開。認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)室電源三相四線制三相五線制第2章直流電路——電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能——01電路與電路圖應(yīng)用背景電路的組成與作用

電源：把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能。負(fù)載：使用電能做功的裝置，把電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能。導(dǎo)線：將電源、開關(guān)、負(fù)載接成閉合回路，輸送和分配電能。開關(guān)：控制電路的接通和斷開。電路的三種狀態(tài)通路斷路短路通路狀態(tài)：開關(guān)接通，構(gòu)成閉合回路，電路中有電流通過。斷路狀態(tài)：開關(guān)斷開或電路中某處斷開，電路中無電流。短路狀態(tài)：電路（或電路中的一部分）被短接。繪制電路圖02電路的基本物理量電流【電流的定義】

電荷的定向移動(dòng)形成電流?！倦娏鞯姆较颉苛?xí)慣上規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。電流在數(shù)值上等于單位時(shí)間（1s）內(nèi)流過導(dǎo)體橫截面的電荷量。用公式表示為

I=Q/t

【電流的單位】電流的國際單位是安培(A)。常用的還有kA、A、mA、μA。1kA=103A1A=103mA=106μA電流電荷的定向移動(dòng)形成電流。習(xí)慣上規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。大小和方向均不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流，簡(jiǎn)稱直流電流。大小隨時(shí)間變化但方向不隨時(shí)間變化的電流稱為脈動(dòng)直流電流。大小和方向都隨時(shí)間變化，這樣的電流稱為交流電流。直流電流脈動(dòng)直流電流交流電流電壓【電壓的定義】電壓是衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷做功本領(lǐng)大小的物理量。A、B兩點(diǎn)之間的電壓UAB在數(shù)值上等于單位正電荷在電場(chǎng)力作用下，由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。【電壓的方向】電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。電動(dòng)勢(shì)在電源內(nèi)部，電源力把正電荷從低電位點(diǎn)（電源負(fù)極）移到高電位點(diǎn)（電源正極）反抗電場(chǎng)力所做的功與被移動(dòng)電荷的電荷量的比，叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。電功與電功率1)電流做的功叫做電功。公式為：對(duì)于純電阻電路：2)電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電功率。3)導(dǎo)體中有電流通過，導(dǎo)體就會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。各物理量比較物理量文字符號(hào)單位及換算公式及含義方向電流IkAAmAμA1kA=103A1A=103mA=106μA正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较螂妷篣kVVmVμV1kV=103V1V=103mV=106μV電壓的方向?yàn)楦唠娢恢赶虻碗娢浑娢籚同電壓的單位該點(diǎn)指向參考點(diǎn)的電壓方向電動(dòng)勢(shì)E同電壓的單位只存在于電源內(nèi)部電源負(fù)極指向正極電功WJ(焦耳)kW·h（千瓦時(shí)，度）電功率PWkW03電阻及電阻器導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫電阻。電阻用字母R或r表示。

電阻定律：一定材料制成的導(dǎo)體，電阻和它的長度成正比，和它的截面積成反比。

R<R電阻與電阻定律材料名稱電阻率ρ/Ω·m材料名稱電阻率ρ/Ω·m銀鎢銅錳銅鋁康銅低碳鋼鎳鉻鐵鉑碳幾種常見材料的電阻率1.65×10-81.75×10-82.83×10-81.0×10-65.3×10-81.3×10-71.06×10-71.0×10-65.0×10-74.4×10-7銅1.75×10-8例題例1若將一段阻值為R的均勻?qū)Ь€對(duì)折后并聯(lián)接起來，電阻值將變?yōu)椋ǎ＝猓涸O(shè)導(dǎo)線長為L,橫截面積為S，則它的體積V=SL

所以，正確答案為B。

導(dǎo)線電阻為04歐姆定律及應(yīng)用部分電路歐姆定律在電路中，流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比，和電阻值成反比。公式為：例題例1圖示電路中，已知電源電動(dòng)勢(shì)E為1.5V，

電阻為100Ω，求電路中的電流。解：根據(jù)歐姆定律全電路歐姆定律閉合電路中的電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路的總電阻成反比，即例題例有一閉合電路如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，其內(nèi)阻r=2Ω，負(fù)載電阻R=10Ω，求電路中的電流I、負(fù)載電阻R兩端的電壓UR、電源內(nèi)阻r上的電壓降Ur。解：根據(jù)全電路歐姆定律負(fù)載兩端電壓UR=IR=1A×10Ω=10V電源內(nèi)阻上的電壓降為Ur=Ir=1A×2Ω=2V05電阻串、并聯(lián)電路電阻串聯(lián)電路把兩個(gè)或多個(gè)電阻依次連接起來，組成中間無分支的電路，叫做電阻串聯(lián)電路。串聯(lián)電路參數(shù)測(cè)量每組自選R1、R2兩個(gè)電阻器，測(cè)量串聯(lián)電路參數(shù)，記錄到表格中。R1阻值/ΩR2阻值/ΩR1兩端電壓/VR2兩端電壓/V電路電流/A100100

390

510

小組成員一起分析結(jié)果，小組展示。電阻并聯(lián)電路把兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻接到電路中的兩點(diǎn)之間，電阻兩端承受同一個(gè)電壓的電路叫做電阻并聯(lián)電路。電阻并聯(lián)電路參數(shù)測(cè)量每組自選R1、R2兩個(gè)電阻器，測(cè)量串聯(lián)電路參數(shù)，記錄到表格中。R1阻值/ΩR2阻值/ΩR1兩端電壓/VR2兩端電壓/V電路電流/A100100

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小組成員一起分析結(jié)果，小組展示。串聯(lián)電路特點(diǎn)（1）流經(jīng)所有電阻的電流大小相等。I=I1=I2=I3=……（2）總電壓等于串聯(lián)電阻兩端的分電壓之和。U=U1+U2+U3+……（3）總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。R=R1+R2+R3+……（4）在串聯(lián)電路中，各電阻上分配的電壓與電阻值成正比，各電阻上所消耗的功率與電阻值成正比。

06基爾霍夫定律復(fù)雜電路的基本術(shù)語

支路：由一個(gè)或幾個(gè)元件串聯(lián)后組成的無分支電路。節(jié)點(diǎn)：電路中三條或三條以上支路的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)?；芈罚?/p>

電路中任意一個(gè)閉合路徑稱為回路。網(wǎng)孔：

中間無支路穿過的回路稱為網(wǎng)孔例1：指出下圖電路中的支路數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、回路數(shù)和網(wǎng)孔數(shù)?；鶢柣舴螂娏鞫啥蓛?nèi)容在任一時(shí)刻，對(duì)電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。表達(dá)式為：I1I2I3I4I5節(jié)點(diǎn)電流定律（KCL）基爾霍夫第一定律別名基爾霍夫電壓定律在任一時(shí)刻，對(duì)任一閉合回路，沿回路繞行方向上各段電壓的代數(shù)和為零。表達(dá)式為：

回路電壓定律（KVL)基爾霍夫第二定律別名定律內(nèi)容例題例：列出圖示電路的回路電壓方程。Uab+Ubc+Ucd+Uda=0Ucd=-E2-I3R3Ubc=I2R2Uab=E1+I1R1Ucd=-I4R4各段電壓帶入回路電壓方程，可得E1+I1R1+I2R2-E2-I3R3-I4R4=0解：據(jù)基爾