果蔬的化学特性与质量评价课件.ppt

1、模块一模块一 果蔬质量评价与贮藏特性果蔬质量评价与贮藏特性l【知识目标】1.了解果蔬的化学特性及采后变化规律；2.掌握果蔬品质的构成与影响因素；3.掌握果蔬质量评价的方法与内容。l【技能目标】1.能正确测定果蔬的色泽、大小和硬度等指标，对果蔬进行感官质量评价；2.能正确测定果蔬的维生素、含酸量等成分，对果蔬进行营养质量评价；3.能进行果蔬农药残留快速检测，对果蔬进行卫生质量评价。水分水分干物质干物质碳水化合物碳水化合物 有机质有机质 单宁单宁 含氮物质含氮物质 色素物质色素物质 维生素维生素 芳香物质芳香物质矿物质矿物质 酶酶糖：单糖、双糖、多糖糖：单糖、双糖、多糖纤维素和半纤维素纤维素和半纤

2、维素 果胶物质果胶物质 果蔬产品果蔬产品 果蔬含水量因其种类品种的不同而不同。一般果蔬含水量因其种类品种的不同而不同。一般果蔬的含水量在果蔬的含水量在80809090之间。西瓜、草莓含水之间。西瓜、草莓含水量达量达9090以上，葡萄含水量在以上，葡萄含水量在77778585，水果中，水果中含水量低的山楂为含水量低的山楂为6565左右。左右。果蔬采摘后，水分供应被切断，而呼吸作用仍果蔬采摘后，水分供应被切断，而呼吸作用仍在进行，带走了一部分水，造成了水果、蔬菜的萎在进行，带走了一部分水，造成了水果、蔬菜的萎蔫，从而促使酶的活力增加，加快了一些物质的分蔫，从而促使酶的活力增加，加快了一些物质的分解

3、，造成营养物质的损耗，因而减弱了果蔬的耐贮解，造成营养物质的损耗，因而减弱了果蔬的耐贮性和抗病性，引起品质劣变。性和抗病性，引起品质劣变。（一）（一）水分水分水分l果蔬中水分含量占果蔬中水分含量占8590%l采后果蔬无水分补充，而水分的蒸腾作用采后果蔬无水分补充，而水分的蒸腾作用使果蔬中的水分含量逐渐减少使果蔬中的水分含量逐渐减少l失水达到失水达到5%的时候，就会出现萎蔫和皱缩的时候，就会出现萎蔫和皱缩 表现为失重表现为失重 碳水化合物，是水果、蔬菜味道的重要组成成是水果、蔬菜味道的重要组成成分之一，是水果、蔬菜贮藏期呼吸的主要基质，同分之一，是水果、蔬菜贮藏期呼吸的主要基质，同时也是微生物繁

4、殖的有利条件。随着贮藏时间的延时也是微生物繁殖的有利条件。随着贮藏时间的延长，糖逐渐消耗而减少。所以贮藏过程中糖分的消长，糖逐渐消耗而减少。所以贮藏过程中糖分的消耗对水果、蔬菜的贮藏特性具有一定的影响。一般耗对水果、蔬菜的贮藏特性具有一定的影响。一般情况下，含糖量高的果蔬耐贮藏、耐低温，相反，情况下，含糖量高的果蔬耐贮藏、耐低温，相反，则不耐贮藏。则不耐贮藏。（二）（二）碳水化合物碳水化合物（1）糖l 种类：单糖、双糖种类：单糖、双糖l 重要的贮藏物质之一，甜味的主要来源重要的贮藏物质之一，甜味的主要来源l 主要的呼吸底物，具重要生理作用主要的呼吸底物，具重要生理作用l 一般果品含糖量一般果品

5、含糖量1020%蔬菜（蔬菜（1.54.5%）l 甜度：蔗糖（甜度：蔗糖（100）果糖（果糖（173.3）葡萄糖（葡萄糖（74.3）淀粉是植物体贮藏物质的一种形式，属多糖类。水淀粉是植物体贮藏物质的一种形式，属多糖类。水果、蔬菜在未成熟时含有较多的淀粉，但随着果实的果、蔬菜在未成熟时含有较多的淀粉，但随着果实的成熟，淀粉水解成糖，其含量逐渐减少。贮藏过程中成熟，淀粉水解成糖，其含量逐渐减少。贮藏过程中淀粉常转化为糖类，以供应采后生理活动能量的需要，淀粉常转化为糖类，以供应采后生理活动能量的需要，随着淀粉水解速度的加快，水果、蔬菜的耐贮性也减随着淀粉水解速度的加快，水果、蔬菜的耐贮性也减弱。弱。温

6、度对淀粉转化为糖的影响很大，在低温冷藏条件温度对淀粉转化为糖的影响很大，在低温冷藏条件下淀粉转化为糖的活动进行得较慢，从而推迟了苹果下淀粉转化为糖的活动进行得较慢，从而推迟了苹果老化。因此采用低温贮藏，能抑制淀粉的水解。老化。因此采用低温贮藏，能抑制淀粉的水解。（2 2）淀粉）淀粉淀粉l 果蔬的重要贮藏物质果蔬的重要贮藏物质l 可以降解为可溶性糖供呼吸消耗可以降解为可溶性糖供呼吸消耗l 与果蔬的休眠有关与果蔬的休眠有关l 采后成熟衰老期间减少采后成熟衰老期间减少l例外：例外：青豌豆青豌豆高温下，糖高温下，糖淀粉淀粉l 马铃薯，马铃薯，5以上贮藏以上贮藏l 甜玉米：甜玉米：l例如香蕉的绿果中淀粉

7、占例如香蕉的绿果中淀粉占2025，而成熟，而成熟后下降到后下降到1以下。以下。l块根、块茎类蔬菜中含淀粉最多，有藕、块根、块茎类蔬菜中含淀粉最多，有藕、菱、芋头、山药、马铃薯等，其淀粉含量菱、芋头、山药、马铃薯等，其淀粉含量与老熟程度成正比增加。与老熟程度成正比增加。纤维素类主要指纤维素、半纤维素以及由它们与纤维素类主要指纤维素、半纤维素以及由它们与木质素、栓质、角质、果胶等结合成的复合纤维。纤木质素、栓质、角质、果胶等结合成的复合纤维。纤维素是含绿色素植物细胞壁和输导组织的主要成分。维素是含绿色素植物细胞壁和输导组织的主要成分。纤维素和表皮的角质层，对果实起保护作用。纤维素纤维素和表皮的角质

8、层，对果实起保护作用。纤维素是反映水果、蔬菜质地的物质之一。果蔬中含纤维素是反映水果、蔬菜质地的物质之一。果蔬中含纤维素太多时，吃起来感到粗老、多渣。一般幼嫩果蔬含量太多时，吃起来感到粗老、多渣。一般幼嫩果蔬含量低，成熟果蔬含量高。纤维素对人体无营养价值，但低，成熟果蔬含量高。纤维素对人体无营养价值，但它可促使肠胃蠕动，有助于消化。它可促使肠胃蠕动，有助于消化。（3）纤维素类纤维素l 细胞壁的主要构成部分细胞壁的主要构成部分l 影响果蔬的品质影响果蔬的品质l 需特定酶才可分解需特定酶才可分解l 部分果蔬成熟时纤维素略有减少部分果蔬成熟时纤维素略有减少l 半纤维素也具贮存功能半纤维素也具贮存功能

9、l 可帮助人消化可帮助人消化l一般果实含纤维素0.5-2%，以靠近皮、核的部分为多。蔬菜中纤维素含量为0.2-2.8%，根菜类为0.2-1.2%，西瓜和甜瓜量少，为0.2-0.5%。l它对果实本身起着支持和保护的作用。l含纤维素多的果蔬，质感粗老，在某些果品的细胞壁结构中，它往往与半纤维素和木质素共同存在，构成“石细胞”（砂粒），这就是有些梨果肉质粗糙的原因。果蔬中纤维素含量l香蕉果实初采时含纤维素23%，成熟时略减少l蔬菜中纤维素含量为0.22.8%，根菜类为0.21.2%，西瓜和甜瓜为0.20.5%。果胶属多糖类化合物，是构成细胞壁的重要成分，果胶属多糖类化合物，是构成细胞壁的重要成分，果

10、胶通常在水果、蔬菜中以果胶通常在水果、蔬菜中以原果胶、果胶和果胶酸原果胶、果胶和果胶酸三种三种形式存在。未成熟的果蔬中果胶物质主要以原果胶形式形式存在。未成熟的果蔬中果胶物质主要以原果胶形式存在。原果胶不溶于水，它与纤维素等把细胞与细胞壁存在。原果胶不溶于水，它与纤维素等把细胞与细胞壁紧紧地结合在一起，使组织坚实脆硬。随着水果、蔬菜紧紧地结合在一起，使组织坚实脆硬。随着水果、蔬菜成熟度的增加，原果胶受水果中原果胶酶的作用，逐渐成熟度的增加，原果胶受水果中原果胶酶的作用，逐渐转化为可溶性果胶，并与纤维素分离，引起细胞间结合转化为可溶性果胶，并与纤维素分离，引起细胞间结合力下降，硬度减小。因此，在

11、果蔬的贮藏过程中，常以力下降，硬度减小。因此，在果蔬的贮藏过程中，常以不溶性果胶含量的变化作为鉴定贮藏效果和能否继续贮不溶性果胶含量的变化作为鉴定贮藏效果和能否继续贮藏的标志。藏的标志。（4 4）果胶）果胶果胶 果胶物质是构成细果胶物质是构成细胞壁的主要成分，它沉胞壁的主要成分，它沉积在细胞初生壁和中胶积在细胞初生壁和中胶层中，起着粘结细胞个层中，起着粘结细胞个体的作用，分生组织和体的作用，分生组织和薄壁组织富含果胶物质薄壁组织富含果胶物质 水果、蔬菜中的酸味是由于汁液中存在游离的氢离水果、蔬菜中的酸味是由于汁液中存在游离的氢离子。果蔬中的有机酸通常叫果酸，主要有子。果蔬中的有机酸通常叫果酸，

12、主要有柠檬酸、苹柠檬酸、苹果酸和酒石酸果酸和酒石酸三种，另外还有其它酸如三种，另外还有其它酸如草酸、琥珀酸草酸、琥珀酸和挥发性酸和挥发性酸等。不同品种的果蔬其总的含酸量与含酸等。不同品种的果蔬其总的含酸量与含酸种类不相同，同类果实不同品种也有区别。有机酸也种类不相同，同类果实不同品种也有区别。有机酸也是果蔬贮藏期间的呼吸基质之一，贮藏过程中有机酸是果蔬贮藏期间的呼吸基质之一，贮藏过程中有机酸随着呼吸作用的消耗逐渐减少，使酸味变淡，甚至消随着呼吸作用的消耗逐渐减少，使酸味变淡，甚至消失。其消耗的速率与贮藏条件有关。失。其消耗的速率与贮藏条件有关。（三）有机酸（三）有机酸果蔬中有机酸的种类l苹果酸

13、苹果酸(malic acid)HOOH-CH2-CHOH-COOHl 柠檬酸柠檬酸(citric acid)HOOC-(CH2)-C(OH)(COOH)-CH2-COOHl 酒石酸酒石酸(tartaric acid)HOOC-CHOH-CHOH-COOHl 草酸草酸(oxalic acid)l 琥珀酸琥珀酸(amber acid)成熟过程中含量变化不同果蔬，不同的发育时期，其总酸量和有不同果蔬，不同的发育时期，其总酸量和有机酸的种类都不同；同一类果蔬，不同品种，或机酸的种类都不同；同一类果蔬，不同品种，或同一品种在不同生理时期的含酸量也不同。已进同一品种在不同生理时期的含酸量也不同。已进入或接

14、近成熟期的葡萄和苹果含游离酸（可滴定入或接近成熟期的葡萄和苹果含游离酸（可滴定酸）量最高，成熟后又趋于下降。香蕉和梨则与酸）量最高，成熟后又趋于下降。香蕉和梨则与此相反，可滴定酸于发育中逐渐下降，成熟时含此相反，可滴定酸于发育中逐渐下降，成熟时含量最低。量最低。成熟过程中的种类变化l但不同果蔬种类，酸的含量不一定符合上但不同果蔬种类，酸的含量不一定符合上述趋势，且酸的种类也会发生变化。如未述趋势，且酸的种类也会发生变化。如未熟番茄中有微量草酸，正常成熟的番茄认熟番茄中有微量草酸，正常成熟的番茄认苹果酸和柠檬酸为主，过熟软化的番茄中苹果酸和柠檬酸为主，过熟软化的番茄中苹果酸和柠檬酸降低，而且有琥

15、珀酸形成。苹果酸和柠檬酸降低，而且有琥珀酸形成。菠菜细嫩叶中含有苹果酸、柠檬酸等，老菠菜细嫩叶中含有苹果酸、柠檬酸等，老叶中含草酸。叶中含草酸。l蔬菜虽含有多种有机酸，但除了番茄等少蔬菜虽含有多种有机酸，但除了番茄等少数蔬菜有酸味外，大部分因含酸少而不感数蔬菜有酸味外，大部分因含酸少而不感到酸味。到酸味。果蔬中的含氮物质主要是蛋白质，其次是氨基酸、果蔬中的含氮物质主要是蛋白质，其次是氨基酸、酰胺及某些胺盐和硝酸盐。果实中除了坚果外，含氮酰胺及某些胺盐和硝酸盐。果实中除了坚果外，含氮物质一般比较少，在物质一般比较少，在0.20.21.51.5之间，蔬菜则较多，之间，蔬菜则较多，叶菜类蔬菜富含含氮

16、物质，甘蓝类和豆类蔬菜也含有叶菜类蔬菜富含含氮物质，甘蓝类和豆类蔬菜也含有很多，其中以抱子甘蓝、羽衣甘蓝和花椰菜为最多。很多，其中以抱子甘蓝、羽衣甘蓝和花椰菜为最多。（四）含氮化合物（四）含氮化合物 单宁，是一种多酚类化合物，易溶于水，有单宁，是一种多酚类化合物，易溶于水，有涩味，大多数水果、蔬菜中都含有单宁。由于水涩味，大多数水果、蔬菜中都含有单宁。由于水果、蔬菜的种类不同，其含量差异很大。同一品果、蔬菜的种类不同，其含量差异很大。同一品种的果蔬未成熟时单宁物质含量比不成熟时要高种的果蔬未成熟时单宁物质含量比不成熟时要高。某些水果、蔬菜在贮藏过程中经过后熟，苦涩。某些水果、蔬菜在贮藏过程中经

17、过后熟，苦涩味有所减少，称之为脱涩。单宁物质的存在与果味有所减少，称之为脱涩。单宁物质的存在与果蔬的抗病性有关。蔬的抗病性有关。（五）（五）单宁单宁单宁与涩味：柿子的例子 刚采收的柿子，由于含有大量的可溶性单宁刚采收的柿子，由于含有大量的可溶性单宁物质，而且有强烈的涩味，不能食用。将柿子放物质，而且有强烈的涩味，不能食用。将柿子放在在3540的温水中泡的温水中泡1618h，涩味即可消失。，涩味即可消失。这种方法的原理，是利用高温促进果实的呼吸作这种方法的原理，是利用高温促进果实的呼吸作用，同时果实又浸泡在缺氧的温水中，迫使果实用，同时果实又浸泡在缺氧的温水中，迫使果实进行缺氧呼吸，产生乙醛，并

18、与果实中的可溶性进行缺氧呼吸，产生乙醛，并与果实中的可溶性单宁物质发生凝固作用，使可溶性单宁变为不溶单宁物质发生凝固作用，使可溶性单宁变为不溶性单宁，失去涩味。柿子脱涩的方法还有如下几性单宁，失去涩味。柿子脱涩的方法还有如下几种：种：多酚类物质多酚类物质 将香蕉或苹果切开后不将香蕉或苹果切开后不久就会变褐。荔枝采收后久就会变褐。荔枝采收后12d，果皮就变成褐色。，果皮就变成褐色。是由于这些果蔬含有很多酚是由于这些果蔬含有很多酚类（单宁）物质，单宁物质类（单宁）物质，单宁物质在果蔬氧化酶的作用下，与在果蔬氧化酶的作用下，与空气接触，被氧化成为黑褐空气接触，被氧化成为黑褐色的物质。色的物质。果蔬中

19、含有各种各样的酶，溶解在细胞汁液中，其果蔬中含有各种各样的酶，溶解在细胞汁液中，其中主要有两大类，一类是水解酶类，一类是氧化酶类。中主要有两大类，一类是水解酶类，一类是氧化酶类。1.1.水解酶类水解酶类水解酶类主要包括果胶酶、淀粉酶、蛋白酶。水解酶类主要包括果胶酶、淀粉酶、蛋白酶。2.2.氧化酶类氧化酶类果蔬中的氧化酶是多酚氧化酶，俗称很多，有酪氨酸果蔬中的氧化酶是多酚氧化酶，俗称很多，有酪氨酸酶、儿茶酚酶、酚酶、儿茶氧化酶、马铃薯氧化酶等。酶、儿茶酚酶、酚酶、儿茶氧化酶、马铃薯氧化酶等。该酶诱发酶促褐变，对加工中产品色泽的影响很大。该酶诱发酶促褐变，对加工中产品色泽的影响很大。（六）酶（六）

20、酶果蔬的色素主要有果蔬的色素主要有叶绿素、类胡萝卜素和花青素叶绿素、类胡萝卜素和花青素。其中叶绿素与类胡萝卜素为非水溶性色素，花青素为水其中叶绿素与类胡萝卜素为非水溶性色素，花青素为水溶性色素。叶绿素使果蔬呈现绿色，其性能稳定，在贮溶性色素。叶绿素使果蔬呈现绿色，其性能稳定，在贮藏过程中叶绿素受叶绿素水解酶、酸和氧的作用而分解藏过程中叶绿素受叶绿素水解酶、酸和氧的作用而分解消失。类胡萝卜素主要有胡萝卜素、番茄红素、番茄黄消失。类胡萝卜素主要有胡萝卜素、番茄红素、番茄黄素、辣椒黄素、辣椒红素、叶黄素等。当果蔬进入成熟素、辣椒黄素、辣椒红素、叶黄素等。当果蔬进入成熟阶段时，这类色素的含量增加，使其

21、显示出特有的色彩阶段时，这类色素的含量增加，使其显示出特有的色彩。花青素在果蔬中多以花青苷的形式存在，常表现为紫。花青素在果蔬中多以花青苷的形式存在，常表现为紫、蓝、红等色。花青素在日光下形成，生长在背阴处的、蓝、红等色。花青素在日光下形成，生长在背阴处的蔬菜，花青素含量会受影响。蔬菜，花青素含量会受影响。（七）色素（七）色素叶绿素叶绿素l脂溶性l在叶绿体和质体内合成积累l参与光合作用l具叶绿素a和叶绿素b两种形式l使果蔬呈现绿色l采后贮运过程中逐渐被降解减少。类胡萝卜素类胡萝卜素l 脂溶性脂溶性l 种类很多，如：胡萝卜素、番茄红素、番茄种类很多，如：胡萝卜素、番茄红素、番茄黄质、玉米黄质、叶

22、黄素、辣椒红素等。黄质、玉米黄质、叶黄素、辣椒红素等。l 呈现多种颜色，如黄色、橙色或橙红色呈现多种颜色，如黄色、橙色或橙红色l 胡萝卜素被人体吸收后可转化为维生素胡萝卜素被人体吸收后可转化为维生素A 维生素在水果、蔬菜中含量极为丰富，人体所需维生素在水果、蔬菜中含量极为丰富，人体所需维生素维生素C C的的98%98%、维生素、维生素A A的的57%57%左右来自于果蔬。左右来自于果蔬。水果、蔬菜在贮藏、烧煮时，维生素水果、蔬菜在贮藏、烧煮时，维生素C C及易破坏，及易破坏，在维生素酶的作用下，遭到分解。因此应当掌握好果在维生素酶的作用下，遭到分解。因此应当掌握好果蔬的贮藏条件，使维生素蔬的贮

23、藏条件，使维生素C C的损失减少到最低。的损失减少到最低。（八）（八）维生素维生素 水果、蔬菜中含有丰富的钾、钠、铁、钙、磷水果、蔬菜中含有丰富的钾、钠、铁、钙、磷和微量的铅、砷等元素，与人体有密切的关系。水和微量的铅、砷等元素，与人体有密切的关系。水果蔬菜中的矿物质容易为人体吸收，而且被消化后果蔬菜中的矿物质容易为人体吸收，而且被消化后分解产生的物质大多呈碱性，可以中和鱼、肉、蛋分解产生的物质大多呈碱性，可以中和鱼、肉、蛋和粮食消化过程中产生的酸性物质，起调节人体酸和粮食消化过程中产生的酸性物质，起调节人体酸、碱平衡的作用。因此，果蔬又叫、碱平衡的作用。因此，果蔬又叫“碱性食品碱性食品”。（

24、九）矿物质（九）矿物质 水果、蔬菜中普遍含有挥发性芳香油。水水果、蔬菜中普遍含有挥发性芳香油。水果、蔬菜的香味全靠芳香油。芳香油在水果、果、蔬菜的香味全靠芳香油。芳香油在水果、蔬菜中含量很少，主要存在于水果、蔬菜的皮蔬菜中含量很少，主要存在于水果、蔬菜的皮中。它的化学结构很复杂。由于不同的水果、中。它的化学结构很复杂。由于不同的水果、蔬菜中含的成分不同，所以各种水果、蔬菜表蔬菜中含的成分不同，所以各种水果、蔬菜表现出特有的不同香味。现出特有的不同香味。（十）芳香物质（十）芳香物质（十一）（十一）糖苷类l形成果蔬产品中的苦味或特殊香味。形成果蔬产品中的苦味或特殊香味。l如葡萄柚含黄酮类，如葡萄柚

25、含黄酮类，l杏仁含杏仁苷。杏仁含杏仁苷。l柑桔的苦味是三萜系化合物的柠檬碱，加热苦味变柑桔的苦味是三萜系化合物的柠檬碱，加热苦味变得更浓。得更浓。l这些物质往往随着果蔬的成熟而水解成为糖类，这些物质往往随着果蔬的成熟而水解成为糖类，从而减少苦味。从而减少苦味。种类种类l普遍存在在果实种子中。普遍存在在果实种子中。l核果类的杏核（含核果类的杏核（含0%3.7%）、苦扁桃核（含）、苦扁桃核（含2.53.0%）、）、李核（含李核（含0.92.5%）含量最多，）含量最多，l仁果类的种子中含量较少或没有。仁果类的种子中含量较少或没有。l苦杏仁苷苦杏仁苷(酶酶)葡萄糖、苯甲醛和氢氰酸葡萄糖、苯甲醛和氢氰酸

26、l氢氰酸有剧毒，成年人服用量在氢氰酸有剧毒，成年人服用量在0.05g（相当于苦杏仁苷（相当于苦杏仁苷0.85g左右）即可丧失性命，因此在食用含有苦杏仁苷的种左右）即可丧失性命，因此在食用含有苦杏仁苷的种子时，需要加以处理。子时，需要加以处理。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l(2)直流电磁机构直流电磁机构l 与交流电磁机构相比，直流线圈匝数多，因而电感量与交流电磁机构相比，直流线圈匝数多，因而电感量大。在断电瞬间，由于磁通的急剧变化，会感应出很高的大。在断电瞬间，由于磁通的急剧变化，会感应出很高的反电动势，容易使线圈击穿损坏，所以常在线圈的两端反反电动势，容易使线圈击

27、穿损坏，所以常在线圈的两端反向并联一个由电阻和回路二极管组成的放电回路。图向并联一个由电阻和回路二极管组成的放电回路。图1-3 直流线圈的放电回路。直流线圈的放电回路。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l3.电磁机构的工作原理及特性电磁机构的工作原理及特性l3.1电磁机构的工作原理电磁机构的工作原理l在电磁机构中，衔铁受到两个方向相反力的作用：一个是在电磁机构中，衔铁受到两个方向相反力的作用：一个是线圈通电形成磁场产生的电磁吸力，它将衔铁吸向铁心；线圈通电形成磁场产生的电磁吸力，它将衔铁吸向铁心；另一个是弹簧的反作用力，它使衔铁释放。线圈通电，只另一个是弹簧的反作用力，

28、它使衔铁释放。线圈通电，只有当电磁吸力大于弹簧的反力时，衔铁才可靠地被铁心吸有当电磁吸力大于弹簧的反力时，衔铁才可靠地被铁心吸住。而当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在弹簧的住。而当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在弹簧的反力作用下与铁心脱离，即衔铁释放。反力作用下与铁心脱离，即衔铁释放。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l3.2电磁机构的吸力特性电磁机构的吸力特性l所谓吸力特性，是指电磁机构的电磁吸力随衔铁与铁心间气隙宽度所谓吸力特性，是指电磁机构的电磁吸力随衔铁与铁心间气隙宽度变化的关系曲线，它随励磁电流种类变化的关系曲线，它随励磁电流种类(交流或直流交流或直流

29、)、线圈的连接方式、线圈的连接方式(串联或并联串联或并联)的不同而有所差异。当线圈中通过电流时，磁路中产生的不同而有所差异。当线圈中通过电流时，磁路中产生磁通，该磁通产生使衔铁吸合的吸力。在电磁机构的气隙宽度磁通，该磁通产生使衔铁吸合的吸力。在电磁机构的气隙宽度较小较小，磁通分布比较均匀的条件下，电磁机构的吸力，磁通分布比较均匀的条件下，电磁机构的吸力Fat可近似地按下式可近似地按下式求得求得任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l(1)直流电磁机构的吸力特性直流电磁机构的吸力特性l直流电磁线圈通入的是恒定的直流电源，直流磁路对直流直流电磁线圈通入的是恒定的直流电源，直流磁

30、路对直流电路无影响，所以励磁电流不受磁路气隙宽度电路无影响，所以励磁电流不受磁路气隙宽度的影响，的影响，磁通势磁通势(IN)也不受磁路气隙的影响，根据磁路欧姆定律，也不受磁路气隙的影响，根据磁路欧姆定律，该直流磁通势在磁路中产生的磁通为该直流磁通势在磁路中产生的磁通为:l式中式中:磁通，单位为磁通，单位为Wb；lIN磁通势，单位为安匝；磁通势，单位为安匝；lRm=0lS气隙磁阻；气隙磁阻；l气隙宽度。气隙宽度。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l直流电磁机构的衔铁吸合前后吸力变化很大，气隙越小，吸力越大。而衔铁直流电磁机构的衔铁吸合前后吸力变化很大，气隙越小，吸力越大。

31、而衔铁吸合前后吸引线圈励磁电流不变，故直流电磁机构适用于动作频繁的场合，吸合前后吸引线圈励磁电流不变，故直流电磁机构适用于动作频繁的场合，且衔铁吸合后电磁吸力大，工作可靠。当直流电磁机构吸引线圈断电时，由且衔铁吸合后电磁吸力大，工作可靠。当直流电磁机构吸引线圈断电时，由于电磁感应，将会在吸引线圈中产生很大的感应电动势，其值可达线圈额定于电磁感应，将会在吸引线圈中产生很大的感应电动势，其值可达线圈额定电压的十多倍，使电器因过电压而损坏。电压的十多倍，使电器因过电压而损坏。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（2）交流电磁机构的吸力特性）交流电磁机构的吸力特性l对于具有电压

32、线圈的交流电磁机构，其吸力特性与直流电对于具有电压线圈的交流电磁机构，其吸力特性与直流电磁机构有所不同。交流电磁机构吸引线圈的电阻远比其感磁机构有所不同。交流电磁机构吸引线圈的电阻远比其感抗值小，在忽略线圈电阻和漏磁情况下，线圈电压与磁通抗值小，在忽略线圈电阻和漏磁情况下，线圈电压与磁通的关系为的关系为:l UE=4.44fNl即即 =U/4.44fN (1-4)l式中式中:U线圈电压有效值，线圈电压有效值，单位为单位为V；lE线圈感应电势，单位为线圈感应电势，单位为V；lf线圈电压的频率，单位为线圈电压的频率，单位为Hz；lN线圈匝数；线圈匝数；l气隙磁通平均值，单位为气隙磁通平均值，单位为

33、Wb。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l由以上分析可以得出如下结论：直流电磁机构具有恒磁通势特性，吸由以上分析可以得出如下结论：直流电磁机构具有恒磁通势特性，吸力与气隙的平方成反比，电流与气隙大小无关；交流电磁机构具有恒力与气隙的平方成反比，电流与气隙大小无关；交流电磁机构具有恒磁链特性，吸力与气隙的大小无关，电流与气隙大小成正比。因此，磁链特性，吸力与气隙的大小无关，电流与气隙大小成正比。因此，直流电磁机构的吸力特性曲线比交流电磁机构的吸力特性曲线要陡。直流电磁机构的吸力特性曲线比交流电磁机构的吸力特性曲线要陡。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和

34、选用l3.3电磁机构的反力特性电磁机构的反力特性l所谓反力特性，是指作用在电磁机构转动部分上的反作用力随气隙宽度所谓反力特性，是指作用在电磁机构转动部分上的反作用力随气隙宽度变化变化的关系曲线。电磁机构的反力是指阻碍衔铁吸合，使之释放的力。的关系曲线。电磁机构的反力是指阻碍衔铁吸合，使之释放的力。l（1）反力）反力Fr的构成和反力特性的形式的构成和反力特性的形式l在忽略电磁机构运动部件重力和摩擦阻力的情况下，电磁机构的反力主要由释在忽略电磁机构运动部件重力和摩擦阻力的情况下，电磁机构的反力主要由释放弹簧和触点弹簧的弹力构成，用放弹簧和触点弹簧的弹力构成，用Fr表示。根据胡克定理，弹簧的弹力与其

35、形表示。根据胡克定理，弹簧的弹力与其形变的位移变的位移X 成正比，即反力特性可表示为成正比，即反力特性可表示为:lFr=kX (1-5)l因此，反力特性曲线都是直线段，如图因此，反力特性曲线都是直线段，如图1-6中的曲线中的曲线3所示。所示。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（2）反力形成的机理）反力形成的机理l气隙减小的过程就是触点闭合的过程。在图气隙减小的过程就是触点闭合的过程。在图1-6中中1为气隙的最大值，为气隙的最大值，此时电磁机构处于未通电的状态，衔铁处于释放状态，对应的动、静此时电磁机构处于未通电的状态，衔铁处于释放状态，对应的动、静触点之间的距离称为触

36、点开距，也叫触点行程。当线圈通电后，在吸触点之间的距离称为触点开距，也叫触点行程。当线圈通电后，在吸力的作用下衔铁开始吸合，在衔铁吸合过程中，气隙由力的作用下衔铁开始吸合，在衔铁吸合过程中，气隙由1开始减小时开始减小时，释放弹簧被拉伸，释放弹簧被拉伸(或压缩或压缩)，反力逐渐线性地增大，如曲线，反力逐渐线性地增大，如曲线3中的中的ab段段所示，这一段为释放弹簧的反力变化曲线。由于触点弹簧预先被压缩所示，这一段为释放弹簧的反力变化曲线。由于触点弹簧预先被压缩了一段，已有一定的压力了一段，已有一定的压力(称为初压力称为初压力)，所以当气隙宽度到达，所以当气隙宽度到达2置位，置位，即动、静触点刚刚接

37、触时，即动、静触点刚刚接触时，初压力就加到了衔铁上，使反力突增，曲初压力就加到了衔铁上，使反力突增，曲线突变，如曲线线突变，如曲线3中的中的bc段所示，段所示，bc段的高度为触点弹簧的初压力。此段的高度为触点弹簧的初压力。此后在吸力的作用下衔铁进一步吸合，气隙由后在吸力的作用下衔铁进一步吸合，气隙由2再减小时，释放弹簧与再减小时，释放弹簧与触点弹簧同时作用，使反力变化量明显增大，如曲线触点弹簧同时作用，使反力变化量明显增大，如曲线3的的cd段所示，线段所示，线段段cd比线段比线段ab陡峭陡峭。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l气隙气隙越小，触点压得越紧，反力越大，直到

38、吸力等于反力时，吸越小，触点压得越紧，反力越大，直到吸力等于反力时，吸合过程结束，此时触点弹簧压缩的距离称为触点的超行程。触点合过程结束，此时触点弹簧压缩的距离称为触点的超行程。触点完全闭合后，动触点已不再向前运动时的触点压力称为终压力。完全闭合后，动触点已不再向前运动时的触点压力称为终压力。开距、超行程、初压力、终压力是触点系统的四个主要参数。开开距、超行程、初压力、终压力是触点系统的四个主要参数。开距是保证断开电弧和在规定的试验电压下不被击穿的安全距离；距是保证断开电弧和在规定的试验电压下不被击穿的安全距离；超行程保证了触点可靠地接触；初压力主要是限制并防止触点在超行程保证了触点可靠地接触

39、；初压力主要是限制并防止触点在刚接触时发生的机械振动；终压力保证了触点在闭合状态下具有刚接触时发生的机械振动；终压力保证了触点在闭合状态下具有较小的接触电阻。改变释放弹簧的松紧，可以改变反力特性曲线较小的接触电阻。改变释放弹簧的松紧，可以改变反力特性曲线的位置，若将释放弹簧扭紧，则反力特性曲线上移；若将释放弹的位置，若将释放弹簧扭紧，则反力特性曲线上移；若将释放弹簧放松，则反力特性曲线平行下移。簧放松，则反力特性曲线平行下移。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l3.4吸力特性与反力特性的配合吸力特性与反力特性的配合l 为使电磁机构能正常工作，在衔铁吸合的过程中，电磁吸力

40、为使电磁机构能正常工作，在衔铁吸合的过程中，电磁吸力都必须大于反力，即电磁吸力特性始终在反力特性的上方。但电都必须大于反力，即电磁吸力特性始终在反力特性的上方。但电磁吸力又不能过大，否则会使衔铁吸合时的运动速度过快，产生磁吸力又不能过大，否则会使衔铁吸合时的运动速度过快，产生过大的冲击力，使衔铁与铁心柱端面形成严重的机械磨损，且过过大的冲击力，使衔铁与铁心柱端面形成严重的机械磨损，且过大的冲击力会使触点产生弹跳现象，导致触点的熔焊或烧损，引大的冲击力会使触点产生弹跳现象，导致触点的熔焊或烧损，引起严重的电磨损，降低触点的使用寿命。因此，电磁吸力特性与起严重的电磨损，降低触点的使用寿命。因此，电

41、磁吸力特性与反力特性配合适当的尺度是，在保证衔铁可靠吸合的前提下，尽反力特性配合适当的尺度是，在保证衔铁可靠吸合的前提下，尽量减少衔铁和铁心柱端面间的机械磨损和触点的电磨损。为此，量减少衔铁和铁心柱端面间的机械磨损和触点的电磨损。为此，反力特性曲线应在电磁吸力特性曲线的下方且彼此靠近。反力特性曲线应在电磁吸力特性曲线的下方且彼此靠近。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l4.触头系统触头系统l触头也叫触点，是电器元件的执行部分，用于控制电路的触头也叫触点，是电器元件的执行部分，用于控制电路的接通与断开。触点工作性能的好坏将直接影响整个电路的接通与断开。触点工作性能的好坏将

42、直接影响整个电路的工作性能。触点通常用导电性能好的铜、银、镍及其合金工作性能。触点通常用导电性能好的铜、银、镍及其合金材料制成。材料制成。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用4.1触点的接触形式触点的接触形式l触点的接触形式有点接触、面接触和线接触三种。三种接触形式中，触点的接触形式有点接触、面接触和线接触三种。三种接触形式中，点接触形式的触点接触面小，只用于小电流的电器中；面接触形式的点接触形式的触点接触面小，只用于小电流的电器中；面接触形式的触点接触面大，允许通过较大的电流，一般在接触表面镶有银合金，触点接触面大，允许通过较大的电流，一般在接触表面镶有银合金，以减小触

43、点接触电阻和提高耐磨性，多用于较大容量电器；线接触形以减小触点接触电阻和提高耐磨性，多用于较大容量电器；线接触形式的触点接触区域是一条直线，其触点在通断过程中有滚动动作，这式的触点接触区域是一条直线，其触点在通断过程中有滚动动作，这种滚动接触多用于中等容量的触点种滚动接触多用于中等容量的触点l4.2触头的结构形式触头的结构形式l触头的结构形式主要有单断点指形触头和双断点桥式触头两种。触头的结构形式主要有单断点指形触头和双断点桥式触头两种。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l5.灭弧系统灭弧系统l5.1电弧的产生及危害电弧的产生及危害l当触头分断电流时，由于电场的存在，触

44、头间会产生电弧当触头分断电流时，由于电场的存在，触头间会产生电弧。电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现。电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象。电弧的存在既烧蚀触头的金属表面，缩短电器使用寿象。电弧的存在既烧蚀触头的金属表面，缩短电器使用寿命，又延长了切断电路的时间，还容易形成飞弧造成电源命，又延长了切断电路的时间，还容易形成飞弧造成电源短路事故，所以必须迅速将电弧熄灭。短路事故，所以必须迅速将电弧熄灭。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l5.2常用的灭弧方法常用的灭弧方法l（1）电动力灭弧）电动力灭弧(双断口灭弧双断口灭弧)。如图。如图1-8(

45、a)所示，这是桥式双断所示，这是桥式双断口触头系统，在触点分断时，将电弧分成两段以提高电弧的起弧口触头系统，在触点分断时，将电弧分成两段以提高电弧的起弧电压；同时利用两段电弧相互间产生的电动力将电弧向外侧拉长电压；同时利用两段电弧相互间产生的电动力将电弧向外侧拉长，以增大电弧与冷空气的接触面，从而迅速散热而灭弧。，以增大电弧与冷空气的接触面，从而迅速散热而灭弧。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（2）灭弧柵片灭弧。灭弧栅片是一组镀铜的薄铜片，它们彼此间相互）灭弧柵片灭弧。灭弧栅片是一组镀铜的薄铜片，它们彼此间相互绝缘，如图绝缘，如图1-8(b)所示。电弧在电动力的作用

46、下被推入栅片中分割成数所示。电弧在电动力的作用下被推入栅片中分割成数段，而栅片就是这些电弧的电极。每两片栅片间都有段，而栅片就是这些电弧的电极。每两片栅片间都有150250V的绝缘的绝缘强度，使整个灭弧栅片的绝缘强度大大提高，以致外加电压无法维持强度，使整个灭弧栅片的绝缘强度大大提高，以致外加电压无法维持，电弧迅速熄灭。此外，栅片还能吸收电弧热量，使电弧冷却。，电弧迅速熄灭。此外，栅片还能吸收电弧热量，使电弧冷却。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（3）磁吹灭弧。如图）磁吹灭弧。如图1-8(c)所示，在触头电路中串入一个磁吹线圈，所示，在触头电路中串入一个磁吹线圈，该

47、线圈产生的磁场由导磁板引向触头周围，其方向由右手定则确定。该线圈产生的磁场由导磁板引向触头周围，其方向由右手定则确定。触头间的电弧所产生的磁场，其方向为触头间的电弧所产生的磁场，其方向为 +所示。这两个磁场在电弧下所示。这两个磁场在电弧下方方向相同方方向相同(叠加叠加)，在电弧上方方向相反，在电弧上方方向相反(相减相减)，所以电弧下方的磁场，所以电弧下方的磁场强于上方的磁场。在下方磁场作用下，电弧受力的方向为强于上方的磁场。在下方磁场作用下，电弧受力的方向为F所指的方向所指的方向。在。在F的作用下，电弧被吹离触头，经熄弧角引进灭弧罩，使电弧熄灭的作用下，电弧被吹离触头，经熄弧角引进灭弧罩，使电

48、弧熄灭。任务一任务一 电磁式电器的认识和选用电磁式电器的认识和选用l（4）灭弧罩灭弧。在电弧所形成的磁场电动力的作用下，）灭弧罩灭弧。在电弧所形成的磁场电动力的作用下，可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄可使电弧拉长并进入灭弧罩的窄(纵纵)缝中。几条纵缝可将电缝中。几条纵缝可将电弧分割成数段，并且与固体介质相接触时，还能吸收电弧弧分割成数段，并且与固体介质相接触时，还能吸收电弧热量使电弧冷却，从而使电弧迅速熄灭。热量使电弧冷却，从而使电弧迅速熄灭。三、拓展知识三、拓展知识1.电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性三、拓展知识三、拓展知识1.电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性任务一任务一 电磁式电器的认

49、识和选用电磁式电器的认识和选用l习题与思考题习题与思考题l1、什么是低压电器、什么是低压电器?低压电器的分类有哪些？低压电器的分类有哪些？l2、简述电磁机构的吸力特性和反力特性。两者之间应满足、简述电磁机构的吸力特性和反力特性。两者之间应满足怎样的配合关系怎样的配合关系?l3、常用的灭弧方法有哪些、常用的灭弧方法有哪些?三、拓展知识三、拓展知识1.电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性三、拓展知识三、拓展知识1.电磁机构的继电特性电磁机构的继电特性项目一项目一 常用低压电器的认识和选用常用低压电器的认识和选用l学习目标学习目标l1、了解接触器的概念及分类；、了解接触器的概念及分类；l2、掌握接触

50、器的工作原理、符号及技术参数；、掌握接触器的工作原理、符号及技术参数；l3、能够根据工程实际需要选择合适的接触器。、能够根据工程实际需要选择合适的接触器。任务二任务二 接触器的的认识和选用接触器的的认识和选用l一、任务导入一、任务导入l接触器主要用于电力拖动控制系统，用来控制电路的通断。对这接触器主要用于电力拖动控制系统，用来控制电路的通断。对这类电器的技术要求是：有一定通断能力，操作频率要高，电器和类电器的技术要求是：有一定通断能力，操作频率要高，电器和机械寿命长。它不同于低压断路器，虽有一定的过载能力，但却机械寿命长。它不同于低压断路器，虽有一定的过载能力，但却不能切断短路电流，也不具备过