教学课件：《电工技术基础与技能》.ppt

1、电工技术基础与技能【任务目标】1熟悉安全用电常识并掌握安全操作规程；2.了解触电急救的方法；3.掌握电气设备的安全运行及灭火方法；4.了解电气设备的防护措施。项目一项目一.安全用电的认知安全用电的认知 电工技术基础与技能知识链接（一）安全用电的基础知识1安全用电常识安全电压（交流有效值）（安全电压（交流有效值）（V V）选用举例选用举例额定值额定值空载上限值空载上限值4250在有触电危险的场所使用的手持式电动工具等3643潮湿场所，如矿井、多导电粉尘及类似场所使用照明灯等2429工作面积狭窄，操作者易大面积接触带电体的场所，如锅炉、金属容器内1215人体需要长期触及器具上带电体的场所68 我国

2、的人体安全电压，按其额定值分为42V、36V、24V、12V和6V五级。电工技术基础与技能2人体触电现场的抢救常识（1）人体触电的三种形式 序号序号定义定义说明说明1单线触电是指人体的一部分接触一相带电体所引起的触电事故随意玩弄电源插座或导线、接触没有绝缘皮或绝缘皮损坏（如受潮、接线桩头包扎不当）的导线及与导线连通的导体、用电器金属外壳带电（俗称漏电）等是引起单线触电的原因2双线触电是指人体有两处同时接触带电的任何两相电源时的触电事故安装、检修电路或电气设备时没有切断电源，容易发生这类触电事故3跨步电压触电是指人站在距离高压电线落地点810米以内发生的触电事故高压（6000V以上）带电体断落在

3、地面上，在接地点的周围会存在强电场，当人走近断落高压线的着地点时，两脚之间将因承受跨步电压而触电示意图 电工技术基础与技能（2）触电后立即切断电源 触电程度轻重不同，临床表现也不同。触电急救必须分秒必争，立即就地迅速用心肺复苏法进行抢救，并坚持不断地进行，同时及早与医疗部门联系，争取医务人员接替救治。触电事故现场处置方法：1、先关闭电源开关、拉闸或拔去插销；2、再用干燥的木棒、竹竿、扁担等不导电的物体挑开电线，使触电者尽快脱离电源。急救者切勿直接接触伤员，防止自身触电。3、当伤员脱离电源后，立即检查全身情况，特别是呼吸和心跳。发现呼吸、心跳停止时，应立即就地抢救。同时拨打120求救。电工技术基

4、础与技能（3）紧急救护 当触电者脱离电源后，应根据触电者的具体情况，迅速组织现场救护工作。其救护方法有：触电者神志清醒，但有些心慌、四肢发麻、全身无力或触电者在触电过程中曾一度昏迷，但已清醒过来。应使触电者安静休息、不要走动、严密观察，必要时送医院诊治。触电者已经失去知觉，但心脏还在跳动、还有呼吸，应使触电者在空气清新的地方舒适、安静地平躺，解开妨碍呼吸的衣扣、腰带。如果天气寒冷要注意保持体温，并迅速请医生到现场诊治。如果触电者失去知觉，呼吸停止，但心脏还在跳动，应立即进行口对口人工呼吸，并及时请医生到现场。如果触电者呼吸和心脏跳动完全停止，应立即进行口对口人工呼吸和胸外心脏按压急救，并迅速请

5、医生到现场。电工技术基础与技能（4）抢救注意事项 在进行人工呼吸和急救前，应迅速将触电者衣扣、领带、腰带等解开，清除口腔内假牙、异物、粘液等，保持呼吸道畅通。不要使触电者直接躺在潮湿或冰冷地面上急救。人工呼吸和急救应连续进行，换人时节奏要一致。如果触电者有微弱自主呼吸时，人工呼吸还要继续进行，但应和触电者的自主呼吸节奏一致，直到呼吸正常为止。对触电者的抢救要坚持进行。发现瞳孔放大、身体僵硬、出现尸斑应经医生诊断，确认死亡方可停止抢救。电工技术基础与技能3.触电现场的抢救方法 触电者一旦出现呼吸、心跳突然停止的症状时，必须立即对其施行心肺复苏急救。心肺复苏法是指伤者因各种原因(如触电)造成心跳、

6、呼吸突然停止后，他人采取措施使其恢复心跳、呼吸功能的一种系统的紧急救护法。（1）口对口人工呼吸法口对口人工呼吸时触电者仰卧，肩下可以垫些东西使头尽量后仰，鼻孔朝天。救护人员在触电者头部左侧或右侧，一手捏紧鼻孔，另一只手掰开嘴巴(如果张不开嘴巴，可以用口对鼻，但此时要把口捂住，防止漏气)，深吸气后紧贴其嘴巴大口吹气，吹气时要使他胸部膨胀，然后很快把头移开，让触电者自行排气（如右图所示）。儿童只能小口吹气，以胸廊上抬为准。抢救一开始的首次吹气两次，每次时间约11.5秒。电工技术基础与技能（2）胸外心脏按压法 让触电者仰面躺在平硬的地方，救护人员立或跪在触电者一侧肩旁，两手掌根相迭(儿童可用一只手)

7、，两臂伸直，掌根放在心口窝稍高一点地方(胸骨下1/3部位)，掌根用力下压(向触电者脊背方向)，使心脏里面血液挤出（如下图所示）。如果呼吸和心跳都停止了，应当及时进行口对口人工呼吸和胸外心脏按压。如果现场仅一个人抢救，则两种方法应交替进行，救护人员可以跪在触电者肩膀侧面，每吹气12次，再按压1015次。按压吹气一分钟后，应在57秒内判断触电者的呼吸和心跳是否恢复。如触电者的颈动脉已有搏动但无呼吸，则暂停胸外心脏按压，而再进行2次口对口人工呼吸，接着每5秒钟吹气一次，如脉搏和呼吸都没有恢复，则应继续坚持心肺复苏法抢救。在抢救过程中，应每隔数分钟再进行一次判定，每次判定时间都不能超过57秒。按压后掌

8、根很快抬起，让触电者胸部自动复原，血液又充满心脏。胸外心脏按压要以均匀速度进行，每分钟80次左右。每次放松时，掌根不必完全离开胸壁。电工技术基础与技能4.预防触电的常用措施 序号序号1234说明说明防止线路和电气受潮绝缘线破损要及时更换注意设置接地线检修时切断电源并在开关处挂牌示警或派专人看守示意图 电工技术基础与技能知识链接（二）安全用电的措施 1电工安全操作规程（1）电工安全知识电工必须接受安全教育；患有精神病、癫痫、心脏病及四肢功能有严重障碍者，不能参加电工操作。在安装、维修电气设备和线路时，必须严格遵守各种安全操作规程和规定。如右图所示，在检修电路时为防止电路突然送电，应采取如下预防措

9、施：a.穿上电工绝缘胶鞋。b.站在干燥的木凳或木板上。c.不要接触非木结构的建筑物体。图1-3电工安全预防措施电工技术基础与技能（2）停电检修的安全操作规程 将检修设备停电，把各方面的电源完全断开，禁止在只经断路器断开电源的设备上工作。对于多回路的线路，要注意防止其他方面突然来电，特别要注意防止低压方面的反送电。在已断开的开关处挂上“禁止合闸，有人工作”的标示牌，必要时加锁。为了防止意外送电和二次系统意外的反送电，以及为了消除其他方面的感应电，在被检修部分外端装设携带型临时接地线。临时接地线的装拆顺序一定不能弄错，安装时先装接地端，拆卸时后拆接地端。检修的设备或线路停电后，对设备先放电，消除被

10、检修设备上残存的静电。放电需采用专用的导线，并用绝缘棒操作，人手不得与放电导体相接触，同时注意线与地之间、线与线之间均应放电。放电后用试电笔对检修的设备及线路进行验电，验明确实无电后方可着手检修。检修完毕后应拆除携带型临时接地线并清理好工具及所有零角废料，待各点检修人员全部撤离后摘下警告牌、装上熔断器插盖，最后合上电源总开关恢复送电。电工技术基础与技能（3）带电检修的安全操作规程 带电作业的电工必须穿好工作衣，扣紧袖口，严禁穿背心、短裤进行带电工作。在带电的低压线路上工作时，人体不得同时触及两根线头，当触及带电体时，人体的任何部位不得同时触及其他带电体。导线未采取绝缘措施时，工作人员不得穿越导

11、线。带电操作的电工应带绝缘手套，穿绝缘鞋，使用有绝缘柄的工具，同时应由一名有带电操作实践经验的人员在周围监护。带电操作前应分清相线和零线。断开导线时应先断开相线，后断开零线；搭接导线时应先接零线，后接相线。电工技术基础与技能2.电气设备的保护措施（1）电气设备的基本安全要求对于出现故障的电气设备必须及时进行检修，以保证人身和电气设备的安全。所有电气设备要有保护性接地，低压电网要装设保护性中性线（接零）。电气设备一般不能受潮，要有防止雨、雪、水侵袭的措施；运行时要有良好的通风散热条件；接电源线端要有漏电保护装置。设备的带电部分与地和其他带电部分相互间必须保持一定的距离。根据某些电气设备的特性和要

12、求采取特殊的安全要求。在电气设备的安装地点应设安全标志。电工技术基础与技能（2）电气设备的保护措施 保护性接地 保护性接地主要是保护人身的安全，也就是将正常运行的电气设备不带电的金属部分和大地紧密连接起来，如下图所示（接地电阻应小于4）。其原理是通过接地把漏电设备的对地电压限制在安全范围内，防止触电事故。保护性接地适用于中性点不接地的电网中，电压高于1kV的高压电网中的电气装置外壳，也应采取保护性接地。电工技术基础与技能保护性接零 保护性接零是在220/380V三相四线制供电系统中，把用电设备在正常情况下不带电的金属外壳与电网中的零线牢固连接起来，如下图所示。其原理是在设备漏电时，电流经过设备

13、的外壳和零线形成单相短路，短路电流烧断保险丝或使自动开关跳闸，从而切断电源，消除触电危险。它适用于电网中性点接地的低压系统中，为此“三相四线制”也将逐步改为“三相五线制”。必须指出，在同一电网中不允许一部分电气设备接地，而另一部分电气设备接零，以免接地设备一相碰壳短路时，可能由于接地电阻较大而使空气开关中过流脱扣装置不动作，使所有接地的设备外壳都带电，反而增加了触电的危险性。电工技术基础与技能（3）漏电保护器 漏电保护器又称漏电开关，用来防止电气设备和线路等漏电引起的人身触电事故，它能够在设备漏电、外壳呈现危险的对地电压时自动切断电源。在1kV以下的低压电网中，凡有可能触及带电部分或在潮湿场所

14、有电气设备的情况下，都应装设漏电保护装置。漏电保护器的安装使用如下图所示。电工技术基础与技能3.安全标志（1）安全色 安全色是表达安全信息含义的颜色，表示禁止、警告、指令、提示等。国家规定的安全色有红、蓝、黄、绿四种颜色。红色表示禁止、停止；蓝色表示指令，必须遵守的规定;黄色表示警告、注意；绿色表示安全状态。为使安全色更加醒目的反衬叫对比色，国家规定的对比色是黑白两种颜色。安全色与其对应的对比色是：红白、黄黑、蓝白、绿白。黑色用于安全标志的文字,图形符号和警告标志的几何图形。白色作为安全标志红、蓝、绿色的背景色，也可用于安全标志的文字和图形符号。电工技术基础与技能（2）安全标志 安全标志是指在

15、有触电危险的场所或容易产生误判断、误操作的地方，以及存在不安全因素的现场设置的文字或图形标志，其作用是提醒人员注意或按标志上注明的要求去执行，保障人身和设施安全的重要措施。安全标志一般设置在光线充足、醒目、稍高于视线的地方。对于隐藏工程(如埋地电缆)在地面上要有标志桩或依靠永久性建筑物固挂标志牌，注意工程位置。在电气工作中常用标志牌，以提醒工作人员不得靠近带电部分，不得随意改变刀闸的位置等。对于容易被人忽视的电气部位，如封闭的架线槽、设备上的电气盒，要用红漆画上电气箭头。移动使用的标志牌要用硬质绝缘材料制成，并有明显标志，均应按规定使用。电工技术基础与技能国家制定的安全警告标示 祝同学们学习进

16、步！祝同学们学习进步！电工技术基础与技能【任务目标】(1)了解电路的组成、电路的三种基本状态分析；了解电路的组成、电路的三种基本状态分析；(2)理解电流产生的条件和定义，掌握其计算公式的运用；理解电流产生的条件和定义，掌握其计算公式的运用；(3)了解电阻的概念、主要参数和其与温度的关系，掌握电阻定律；了解电阻的概念、主要参数和其与温度的关系，掌握电阻定律；(4)掌握部分电路和全电路欧姆定律的各种计算；掌握部分电路和全电路欧姆定律的各种计算；(5)识记电能、电功率、端电压、电动势的概念，掌握焦耳定律；识记电能、电功率、端电压、电动势的概念，掌握焦耳定律；(6)掌握串、并联电路的性质和作用，掌握简

17、单混联电路的分析和计算；掌握串、并联电路的性质和作用，掌握简单混联电路的分析和计算；(7)掌握电压表和电流表扩大量程的方法和计算；掌握电压表和电流表扩大量程的方法和计算；(8)掌握电路中各点电位以及任意两点之间电压的计算方法；掌握电路中各点电位以及任意两点之间电压的计算方法；(9)认识和学会常用电工工具的使用方法；认识和学会常用电工工具的使用方法；(10)熟练使用电烙铁焊接的基本技能；熟练使用电烙铁焊接的基本技能；(11)会识别常用的贴片元器件。会识别常用的贴片元器件。项目二项目二 简单直流电路和基本技能简单直流电路和基本技能 知识链接（一）知识链接（一）电路的组成电路的组成1.1.电路的组成

18、与状态电路的组成与状态 （1）电路的组成 通常把这种由电气设备和若干元器件按照一定的连接方式构成的电流通路称为电路。也就是说，由电源、用电器、导线和开关组成的闭合回路，称为电路。它们的作用和常见的器件以及在电路中的符号，如表它们的作用和常见的器件以及在电路中的符号，如表2-12-1所示。所示。表表2-1 组成电路中的常见器件含义和图形符号组成电路中的常见器件含义和图形符号（2）电路的状态 电路的状态有通路、开路、短路三种状态，它们的分析如表2-2所示。2.2.电路图电路图 若要分析一个实际电路的结构原理，用电路图来表示是很方便的。电路图一般可以分为原理图和装配图两种。原理图只表示线路的连接方式

19、，并不反映出线路的实际形状，而装配图出了表示电路的实际形状，还画出了相关部分的装配结构。3.3.电流的形成电流的形成 电荷的定向移动形成电流。其方向与正电荷移动方向相同，与负电荷移动方向相反，如图2-2（a）、（b）所示。例如：金属导体中自由电子的定向移动、阴极射线管中的电子流等，都形成电流。4.4.电阻电阻 （1）电阻的定义和定律 科学上把导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻。电流是一种物理现象。电流的大小等于通过导体横截面的电荷与所用时间的比值。电流符号I或i i表示，其直流电流的定义式为(2-1)。其中Q表示t时间段穿过某一截面电荷的总量。在SI国际单位制中，电流的单位是安培，用符号A表示

20、，常用的单位还有毫安（mA），微安（A）和千安（KA）。tQI 通常使用的电阻元件多采用金属材料，当温度变化范围不太大时，其电阻值随温度的变化近似线性关系，其定义式可以用公式(2-2)表述。(2-2)其中R是温度为T的电阻，R0是温度0时的电阻，是电阻温度系数。叫电阻率：某种材料制成的长是1m、横截面积是1mm2的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。是描述材料性质的物理量。国际单位制中，电阻率的单位是 m（欧米）TRR105.5.部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律 大量实验表明，在一段不包括电源的电路中，通过导体的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。部分电路欧姆定律是：通过导体的电流

21、跟导体两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，其数学表达式为：式中：I 表示通过导体的电流，单位是安培（A）、U 表示导体两端的电压，单位是伏特（V）、R 表示导体的电阻，单位是欧姆（）。R/UI 6.6.电能电能 电能是一种能量形式，例如：电流通过电热器做功，电能转化为热能；电流通过电动机做功，电能转化为机械能；电流通过电解槽做功，电能转化为化学能。所以电流做功的过程实际上是电能转化为其它形式能的过程。W=UIt 7.7.电功率电功率 电功不能表示电流做功的快慢，电功率则是表示电流做功快慢的物理量。在一段时间内，电路产生或消耗的电能与时间的比值称为电功率，用P表示。P=UI 式中，P、U、I的单

22、位分别为W为（瓦）、V为（伏）、A为（安）。8.8.焦耳定律焦耳定律 电流通过金属时，导体会发热，这种现象称为电流的热效应。实验结果表明：电流流过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻与通电时间成正比，即：Q=I 2Rt 式中电流单位为A，电阻单位为，时间单位为s，则热量单位是焦耳，简称焦，以字母J表示。知识链接（二）知识链接（二）简单直流电路简单直流电路1.1.端电压端电压 电动势电动势（1）端电压 物体的运动是因为受到力的作用，电荷做定向移动形成电流是由于电荷受到了电场力的作用。所谓端电压就是单位正电荷从a点移动到b点电场力所做的功Wab，用Uab 表示。Uab=（2）电动势 电源的电动势

23、等于电源没有接入电路时两极之间的电压。电动势用符号E表示，单位跟电压的单位相同，也是V。电动势是个标量 （3）端电压与电动势的区别与联系2.2.闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律描述了包括电源在内的全电路中，电流与电动势及电路总电阻之间的关系。闭合电路的欧姆定律与部分电路的欧姆定律区别在于，前者将电源也作为电路研究的一部分，而后者只研究除电源之外的电路部分。闭合电路的欧姆定律表述为：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。定律的数学表达式为(2-11)，其中I表示电流，E表示电动势，R表示外部电路的总电阻，r表示电源内阻。该定律说明了闭合电路中的电

24、流取决于两个因素，即电源的电动势和闭合回路的总电阻。与部分电路欧姆定律一样，闭合电路的欧姆定律也只适用于纯电阻电路。rREI 内外UUE （2-11）其中U外表示闭合电路中的端电压，U内表示电源的内部电压降。3.3.电源向负载输出的功率电源向负载输出的功率 根据能量守恒定律，电源的总功率应为电源向负载输出的功率和电源由于内阻引起的消耗功率之和，P=P外+P内 结论：当电源给定而负载可变，外电路的电阻等于电源的内 电阻时，电源的输出功率最大，这时称为负载与电源匹配。P M=4.4.电阻的串联电路电阻的串联电路 电压表电压表 (1)电阻的串联电路 把几个电阻元件首端、尾端依次相连就组成了几个电阻元

25、件串联，形成的电路称为串联电路。对于n个电阻的串联电路来说，其电路性质如下：电流只有一条通路,一个开关可控制整个电路的通断；串联电路的总电阻等于各个电阻之和，即：R=R1+R2+Rn；串联电路中流过每个电阻的电流相等，且等于总电流；串联电路的总电压（串联电路两端的电压）等于分电压（每个电阻两端的电压）之和，即U=U1+U2+Un；串联电路的各电阻分得的电压与其阻值成正比。串联电路中各个电阻消耗的功率与其阻值成正比 （2）电压表 在电阻串联的电路中，通常有以下的实际应用：若干只电阻串联可以获得较大的电阻；采用几只电阻串联可以构成分压器，使用同一电源能供出几种不同数值的电压；当负载额定电压低于电源

26、电压时，可用串联电阻的方法将负载接入电源；扩大电压表的量程，限制和调节电路中电流的大小。常用的电压表是由微安表或毫安表改装而成的 5.5.电阻的并联电路电阻的并联电路 电流表电流表(1)电阻的并联电路 把几个电阻元件首端连接在一起、尾端连接在一起就组成了几个电阻元件的并联，形成的电路称为并联电路。对于n只电阻的并联电路来说，其电路性质如下：电路有n条电流路径，每一条路径之间互相独立，若有一条路径断路，其它支路照常工作；并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和；并联电路中所有并联电阻的端电压是同一个电压，且与总电压相同；并联电路的总电流（并联电路的干路电流）等于各支路电流（流过每个电阻的电

27、流）之和；并联电路的通过各电阻的电流与其阻值成反比；并联电路中各个电阻消耗的功率与其阻值成反比。(2)电流表 在电阻并联的电路中，通常有以下的实际应用：若干只电阻并联可以获得较小的电阻；通过电阻并联可进行电流的分流；扩大电流表的量程。在微安表或毫安表上并联一个分流电阻，按比例分流一部分电流，这样就可以利用微安表或毫安表测量大的电流。如果在刻度盘上标出电流值，则构成一个电流表。电流表是一种用来测量交、直流电路中电流的仪表，它相当于一个阻值很小的电阻器，理想的认为是短路。6.6.电阻的混联电阻的混联 在实际电路中，既有电阻的串联又有电阻的并联，称为电阻的混联电路。下图所示为典型的三只电阻的混联电路

28、，图中电阻R1与电阻R2并联，然后再与电阻R3串联。对于混联电路的计算，可先从单纯的串联和并联电路部分开始通过若干次的串、并联等效电阻的求解，最终得到混联电路的等效电阻 7.7.电路中各点电位的计算电路中各点电位的计算 电路中每一点都有一定的电位，就如同空间的每一处都有一定的高度一样。讲高度先要确定一个计算高度的起点，讲电位也要先指定一个计算电位的起点，称为零电位点。原则上零电位点可以任意选取，但习惯上规定大地的电位为零。有些设备的机壳是需要接地的，这时凡与机壳连接的各点均为零电位点。电路中的零电位点规定后，电路中任一点与零电位点之间的电压（电位差），就是该点的电位。其文字符号用带单下标字母U

29、A或 表示，如UA，即表示A点的电位。知识链接（三）知识链接（三）电工的基本操作电工的基本操作1.1.常用的电工工具常用的电工工具 电工工具是电子、电气操作的常用工具，其使用不当或质量不好，都会影响施工质量，降低工作效率。甚至造成事故，因此相关操作人员必须了解常用电工工具的结构和正确使用方法。2.2.电烙铁的使用电烙铁的使用（1）电烙铁的种类 电烙铁是手工焊接的主要工具，它是根据电流通过加热器件时产生热量的原理而构成的。常用的电烙铁一般为直热式。直热式又分为外热式、内热式和恒温式三大类。内热式电烙铁与外热式电烙铁比较，其优点是体积小、重量轻、升温快、耗电省和效率高。外热式电烙铁一般由烙铁头、烙

30、铁芯、传热筒、手柄、插头等部分所组成 内热式电烙铁 一般由连接杆、手柄、烙铁芯（发热元件）、烙铁头几个部分组成，如图2-27所示。烙铁芯安装在烙铁头的里面（发热快，热效率高达85以上），烙铁芯采用镍铬电阻丝绕在瓷管上制成。常用的规格有20W、35W和50W等。恒温电烙铁 恒温电烙铁的烙铁头内，装有磁铁式的温度控制器，用来控制通电时间，实现恒温的目的。在焊接温度不宜过高、焊接时间不宜过长的元器件时，应选用恒温电烙铁，但它价格较高。（2）电烙铁的握法 反握法是用五指把电烙铁的柄握在掌内。此法适用于大功率电烙铁，焊接散热量大的被焊件。如图2-29（a）所示。正握法是适用于较大的电烙铁，弯形烙铁头的使

31、用一般也用此法。如图2-29（b）所示。握笔法是用握笔的方法手握电烙铁，此法适用于小功率电烙铁，焊接散热量小的被焊件，如焊接收音机、电视机的印制电路板及其维修等。如图2-29（c）所示。（4）五步焊接法 在手工使用电烙铁焊接中，特别是对初学者来说，一般可采用五工序法（五步焊接法）来进行焊接。五个工序分别为：准备施焊加热焊件送入焊丝移开焊丝移开烙铁。如图2-30所示。3.3.常用贴片元器件的认知常用贴片元器件的认知 常用贴片封装元器件有：电阻、电容、排阻、排容、电感、二极管、三极管、IC 脚座、保险丝等。常见贴片元器件如表2-11所示。任务实施任务实施：1.1.电压和电位的测定及电路故障检测；电

32、压和电位的测定及电路故障检测；2.2.印制电路板的元器件整形和焊接工艺；印制电路板的元器件整形和焊接工艺；祝同学们学习进步！祝同学们学习进步！电工技术基础与技能【任务目标】1掌握基尔霍夫电流定律和电压定律及其应用;2.学会运用支路电流法分析计算复杂直流电路;3.掌握叠加定理及其应用;4.掌握戴维宁定理及其应用;5.掌握电压源和电流源的等效变换方法并应用于解决复杂电路问题;6.学会导线的剥削、连接和绝缘恢复;7.学会使用万用表。项目三项目三.复杂直流电路的应用复杂直流电路的应用电工技术基础与技能3.1.1支路、节点和回路 右图为典型的复杂直流电路，该电路由两个有电源的支路组成，有多个回路，因此不

33、能运用欧姆定律进行直接计算。名词名词定义定义举例（如右图）举例（如右图）数目数目支路支路由一个或多个元件首尾相接构成的的无分支电路。由一个或多个元件首尾相接构成的的无分支电路。路径路径ED、AB、FC3节点节点三条或三条以上支路会聚的点叫节点。三条或三条以上支路会聚的点叫节点。A、B两点两点2回路回路电路中任一闭合路径。电路中任一闭合路径。路径路径CDEFC、AFCBA、EABDE3网孔网孔中间无支路穿过的回路。中间无支路穿过的回路。路径路径AFCBA、EABDE2 3.1 3.1 复杂直流电路复杂直流电路电工技术基础与技能3.1.2 基尔霍夫电流定律（1）电流定律(KCL)内容第一种表示形式

34、：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即 I流入 I流出 流入取正值，流出取负值。如右图中，在节点A上：I1I3 I2I4I5 电工技术基础与技能 第二种表示形式：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等 于零，即 I 0。一般流入节点电流取正值，流出节点电流取正值。如右图中，在节点A上：I1 I2 I3 I4 I5 0。电工技术基础与技能 列节点电流方程时，对于方向未知的电流，通常需要假定其方向（即电流的参考方向，通常用“”号表示，如右图），然后根据参考方向带入电流的数值。电流的实际方向可根据计算结果数值的正、负来判断：当I 0时，表明电流的实

35、际方向与假定的参考方向一致；当I 0）的波形图。电工技术基础与技能（1）最大值和有效值a.最大值 正弦交流电在任意一时刻的大小称为瞬时值，常用小写字母表示。交流电在变化过程中出现的最大瞬时值，称为交流电的最大值（或振幅、峰值），通常用大写字母并加下标m表示，如Im,Um,Em 等。电工技术基础与技能7.1.3表征正弦交流电的物理量 交流电的有效值是根据电流的热效应（从能量的角度）来规定的。让一个直流电流与一个交流电流分别通过阻值相等的电阻，如果通电的时间相同，电阻R上产生的热量也相等，即交流电具有与之相应直流电同等的热效应。那么称此直流电的数值叫做交流电的有效值，通常用大写字母标识，如电流、电

36、压、电动势的有效值，分别用大写字母I、U、E来表示。理论与实验均可证明，正弦交流电的有效值 I 等于其振幅(最大值)Im 的0.707 倍，即：0.707=2 mmIII mm0.7072UUU mm0.7072EEE 电工技术基础与技能b.有效值 交流电完成一次周期性变化所用的时间，叫做周期。也就是线圈匀速转动一周所用的是时间。用T表示，单位是s（秒）。在下图中，横坐标轴上有0到T的这段时间就是一个周期。电工技术基础与技能（2）周期、频率和角频率a.周期 交流电在单位时间（1s）完成得周期性变化的次数，叫做频率。用字母 f 表示，单位是赫兹，符号为Hz。常用单位还有千赫（kHz)和兆赫（MH

37、z)，换算关系如下：1MHz=103KHz=106Hz 根据定义可知，周期与频率是互为倒数的关系，即电工技术基础与技能b.频率 通常交流电变化一周，即表示在坐标系中旋转2或3600。所以，交流电单位时间（每秒钟）所变化的角度（以弧度为单位），称为交流电的角频率（或角速度）。角频率通常用表示，单位是rad/s（弧度/秒）。由于交流电变化一周需要周期T时间，所以角频率与周期、频率的关系可以表示为：注意：周期、频率、角频率都是可以用来表示交流电变化快慢的 物理量。我国供电系统中，发电厂的发电机发出的交流电，周期是0.02s，频率是50Hz，习惯上称为“工频”。电工技术基础与技能c.角频率 任意一个正

38、弦量 i=Imsin(t 0)的交流量的瞬时值i除了与最大值有关外，还和（t+0）有关，这个t时刻线圈平面与中性面的夹角（t+0），叫做交流电的相位（相位角）。相位是一个随时间变化的量。当相位是一个随时间变化的量。当t=0时，相位时，相位t+0=0，此时的，此时的 0叫做叫做初相位初相位（简称初相），它反映了正弦交流电起始时刻的状态（简称初相），它反映了正弦交流电起始时刻的状态（即即线线圈起始时刻圈起始时刻时与中性面的夹角时与中性面的夹角）。）。相位的意义：相位是表示正弦交流电在某一时刻所处状态的物理量，它不仅决定瞬时值的大小和方向，还能反映出正弦交流电的变化趋势。电工技术基础与技能（3）相位

39、和相位差a.相位 两个同频正弦交流电，任一瞬间的相位之差就叫做相位差，用符号表示。即：(t 01)t 02)01 02 可见，两个同频率的正弦交流电的相位差，就是初相之差。它与时间无关，在正弦量变化过程中的任一时刻都是一个常数。并规定|180或|电工技术基础与技能b.相位差在讨论两个正弦量的相位关系时：当 01 02 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位超前；当 01 02 0在横轴的上方，0 UC时，0，电压超前电流；当ULUC时，0，电压滞后电流；当UL=UC时，=0，电压与电流同相。电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.2.6 RLC8.2.6 RLC串联电路端电压与电流的大小关系

40、串联电路端电压与电流的大小关系总电压有效值与各分电压有效值之间的关系为22)(CLRUUUU电路的阻抗2222)(XRXXRZCL 我们把 称为电抗，它是电感与电容共同作用的结果；把Z称为交流电路的阻抗，它是电阻与电抗共同作用的结果。电抗和阻抗的单位均为欧姆）。CLXXX电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.2.6 RLC8.2.6 RLC串联电路端电压与电流的大小关系串联电路端电压与电流的大小关系电路的阻抗电路的阻抗角 为:RXXRXCLarctanarctan CLXXCLXX 0 时，总电压超前总电流，电路呈电感性；（2）当 ，即 X0时，总电压滞后总电流，电路呈电容性；（3）当 ，即

41、X=0时，总电压与总电流同相，电路呈电阻性，此时的电路状态称为谐振。000CLUUCLUU CLUU 电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.2.6 RLC8.2.6 RLC串联电路端电压与电流的大小关系串联电路端电压与电流的大小关系电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.2.6 RLC8.2.6 RLC串联电路端电压与电流的大小关系串联电路端电压与电流的大小关系电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3 8.3 交流电路的功率交流电路的功率8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率在直流电路中，电功率等于电压和电流的乘在直流电路中，电功率等于电压和电流的乘积积,即即P=UI。而在交

42、流电路中，电压和电流是在不断变化而在交流电路中，电压和电流是在不断变化的，因此，将电压瞬时值的，因此，将电压瞬时值u和电流瞬时值和电流瞬时值i的的乘积称为瞬时功率，用乘积称为瞬时功率，用p表示，即表示，即p=ui 电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（1 1）纯电阻电路的功率）纯电阻电路的功率PuRit0uR,it0p纯电阻交流电路功率uR i=URI（1-cos2t）p电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（1 1）纯电阻电路的功率）纯电阻电路的功率 有功功率：也叫平均功率，是瞬时功率在一个

43、周期内的平均值，用P表示：IUPR式中：纯电阻交流电路的有功功率，单位是W（瓦特）；电阻R两端交流电压的有效值，单位是V（伏特）；通过电阻R的交流电流的有效值，单位是A（安培）。PRUI电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（2 2）纯电感电路的功率）纯电感电路的功率)2sin(tIUiupLL纯电感交流电路功率iut0uL,it0p电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（2 2）纯电感电路的功率）纯电感电路的功率 无功功率：瞬时功率的最大值ULI，表示电感与电源之间能量转换的最大值，称为无功功

44、率，用符号QL表示:IUQLL式中：纯电感交流电路的无功功率，单位是Var（乏）；电感L两端交流电压的有效值，单位是V（伏特）；通过电感L交流电流的有效值，单位是A（安培）。LQLUI电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（2 2）纯电感电路的功率）纯电感电路的功率 纯电感电路中，电路的有功功率为P0；职业相关知识：必须说明，无功功率不是无用功率。“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”，是相对于有功而言的。无功功率表示交流电路中能量转换的最大值。在工程上，具有电感性质的电动机、变压器等设备都是根据电磁能量转换进行工作的。电工技术基础与技能电工技

45、术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（3 3）纯电容电路的功率）纯电容电路的功率)2sin(tIUiupCC纯电容交流电路功率uCt0uC,iit0p电工技术基础与技能电工技术基础与技能 瞬时功率的最大值UCI，表示电感与电源之间能量转换的最大值，称为无功功率，用符号QC表示:IUQCC式中：纯电容交流电路的无功功率，单位是Var（乏）；电容两端交流电压的有效值，单位是V（伏特）；通过电容交流电流的有效值，单位是A（安培）。CQCUI纯电容电路中，电路的有功功率为P。8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（3 3）纯电容电路的功率）纯电容电路的功率电工

46、技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（4 4）RLCRLC串联电路的功率串联电路的功率 将电压三角形三边同时乘以I，就可以得到由有功功率、无功功率和视在功率（总电压有效值与电流的乘积）组成的三角形功率三角形。电工技术基础与技能电工技术基础与技能 我们把S称为交流电路的视在功率，视在功率表示电源提供的总功率（包括有功功率和无功功率），即交流电源的容量。视在功率用S表示，等于总电压有效值与总电流有效值的乘积，即 SUI视在功率的单位为VA（伏安），常用单位还有kVA和MVA。视在功率（S）:8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（4 4

47、）RLCRLC串联电路的功率串联电路的功率电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（4 4）RLCRLC串联电路的功率串联电路的功率 电路中只有电阻消耗功率，即有功功率，它等于电阻两端的电压与电路中电流的乘积，即:有功功率（P）:RURIIUPRR22 coscosSUIP电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（4 4）RLCRLC串联电路的功率串联电路的功率电路中的电感和电容不消耗能量，它与电源之间不停地进行能量转换，即无功功率，电路的无功功率为电感线圈和电容器上无功功率之差，即LCLCQQQU

48、UI2sinQUII X电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（4 4）RLCRLC串联电路的功率串联电路的功率由功率三角形数学关系可得如下几个公式：22SPQcosPSsinQSarctanQP电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.1 8.3.1 交流电路的功率交流电路的功率（4 4）RLCRLC串联电路的功率串联电路的功率电工技术基础与技能电工技术基础与技能电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.2 8.3.2 功率因数功率因数在交流电路中，既有耗能元件（电阻），又有储能元件（电感、电容），因此，电源提供的总功率一部分被消耗（有功

49、功率），一部分被转换（无功功率），这样就存在着电源功率利用率的问题。为了反应功率的利用率，我们把有功功率与视在功率的比值称为功率因素，用表示，即cosPS电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.2 8.3.2 功率因数功率因数在输送电力时，为了减小输电线路上能量损失，由如下公式PIU即供电设备的电源电压一定，向用户输送的有功功率一定时，功率因素越大，线路上的电流就越小，线路上的能量损耗和压降也会减小。PSSUI电工技术基础与技能电工技术基础与技能8.3.3 8.3.3 功率因数的提高功率因数的提高提高功率因数的方法主要是提高自然功率因数和人工进行无功补偿来实现。1.提高自然功率因数的方法提

50、高自然功率因数的方法提高自然功率因数是指不用任何补偿设备，采用降低用电设备本身所需的无功功率的方法，从而改善其功率因数。电工技术基础与技能电工技术基础与技能（1）合理选择、使用电动机负载率空载 25%50%75%100%功率因数0.20.50.770.850.80效率 00.780.850.880.87（2）适当降低电动机的运行电压（3）安装空载自动断电装置电动机负载率与功率因数、效率的关系8.3.3 8.3.3 功率因数的提高功率因数的提高电工技术基础与技能电工技术基础与技能（4）提高电动机的检修质量（5）合理选择与使用变压器（6）调整工艺生产过程,改善设备运行制度（7）采用电缆供电或减小架