电工电子技术教案

1、电工与电子技术教案第一章 直流电路【教学目标与要求】1掌握电压、电流的概念；理解电压、电流的参考方向；2了解电路的基本组成及各部分的作用；3理解电动势、电位、电功率的概念； 培养学生的观察能力和理论联系实际的能力【教学重点与难点】重点：电压、电流和电功率的定义、方向的理解和掌握 难点：电流和电压的参考方向【教学方法】讲授法、对比法、实验法、讨论法【教学课时】2学时【教学过程】1.1电路及其基本物理量1.1.1电路的组成和作用电流流通的通路，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成。1.1.2电路的组成组成部分：电源、负载、导线、控制装置。 状态：通路、开路（断路）、短路1.1.3电

2、路的作用 （1）实现电能的传输、分配与转换 （2）实现信号的传递与处理1.1.4电流 1、电流的形成：电荷有规则的定向移动形成电流。 2、电流的大小：是指单位时间内通过导体横截面的电荷，即I=Q/t，电流用符号I表示，单位是安培（A）。 3、电流的方向：正电荷移动的方向。 4、电流的换算关系：1.1.5电压、电位和电动势1、电压（1）概念：电场力将单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为a、b两点的电压，用Uab表示。电压单位是伏特（V）。（2）方向：高电位 ® 低电位，电位降低的方向。（3）换算关系：2、电动势（1）概念：在电源内部外力将单位正电荷从电源的负极移动到电源正极所做的功，

3、是衡量电源移动正电荷的能力的物理量，符号为E，单位为伏特（V）。（2）方向：在电源内部由负极指向正极。3、电位（1）概念：电路中某点与参考点之间的电压称为该点的电位。选定参考点电位为零，电位的单位也是伏特（V）。（2）电压与电位的关系：电路中任意两点之间的电压等于这两点之间的电位差，即Uab=Ua-Ub，故电压又称电位差。举例：已知Ua=10V，Ub=-10V，Uc=5V 。求 Uab和Ubc 各为多少？解：根据电位差与电位的关系可知：Uab=Ua-Ub=10-（-10）=20V；Ubc=Ub-Uc=-10-5=-15V本课主要学习了电路及其物理量，要求了解电路的组成和状态，理解有关基本物理量

4、的定义，熟记它们的单位和符号。1.2电阻的连接1.2.1电阻的串联将两个或两个以上的电阻顺次连接成一行的连接方式称为电阻的串联。1.2.2电阻的并联将两个或两个以上的电阻并列连接的方式称为电阻的并联。1.2.3电阻的混联在一个电路中，机油在相互串联的电阻，又有相互并联的电阻，这样的电路成为混联电路。通过各电阻的电流为同一电流；外加电压等于各电阻电压之和；总电阻为各个电阻之和，在上述电路中；各个电阻两端的电压与它们的阻值成正比；各个电阻消耗的功率跟阻值成正比。两个电阻串联时分压公式为 各并联电阻承受同一电压；各电阻电流之和等于总电流；等效电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和；通过各电阻的电流与其阻

5、值成反比；各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比。两个电阻并联时分流公式为 1.3电路的工作状态电路处于有载、开路、短路时，其输出电压、工作电流、输出功率呈现不同的特征。1.3.1负载状态通路时电源产生的电功率等于负载从电源得到的功率和电源内部消耗的功率之和，即功率是平衡的，1.3.2空载（开路、断路）状态空载状态电路的特征是：I=0 Uoc=E1.3.3短路状态电源功率全部转换为热能，使温度迅速上升以致使电源烧毁，也会使连接导线发热起火，引起电火灾。1.3.4电气设备的额定值电路处于负载状态时，若加在电路中的电气设备上的电压为额定电压，流过电气设备的电流为额定电流，该设备消耗的电功率为额定功率，

6、则称该电器设备处于额定工作状态，又称满载状态。1.4克希荷夫定律简单电路用欧姆定律即可求解，但在生产实践中，常会遇到一些不能用串并联公式进行简化的电路，即复杂点了，要解决这类问题就需要克希荷夫定律与欧姆定律配合使用。1.4.1克希荷夫电流定律（节点电流定律、KGL）在分支电路中，各支路电流不一定相等。克希荷夫电流定律就是确定电路中各部分电流之间相互关系的定律。对电路中的任一节点，流入流出该节点的电流的代数和恒等于零。1.4.2克希荷夫电压定律（回路电压定律、KVL）任一回路中，环形回路一周，所有电压的代数和等于零。U=0克希荷夫电压定律的实质是反映了典韦的单一性，即沿回路环绕一周，电场力所做的

7、功为零。1.4.3支路电流法分别对节点和回路列出所需的方程来求解各支路电流的方法称为支路电流法。【小结】电路有电源、负载和中间环节组成。通常用多个理想与案件的组合来模拟实际电路，称为电路模型。电路的基本物理量有电流、电压、电位、电能、电功率、电动势等。复杂电路中默写之路电流的实际方向难以判断，所以参考正方向的概念。含有电源和负载的电路称为全电路。电路的工作状态有负载、空载、短路等。【作业】1.电源的开路电压为120V，短路电流为2A，问负载从该电源中能获得的最大功率是多少？2.电路是有哪几部分组成的？第二章 正弦交流电路【教学目标与要求】1.掌握正弦交流电的周期频率、表示方法。2.了解电流与电

8、压的关系。3.通过学习知道电路的基本理论及应用。【教学重点与难点】重点：正弦交流电的周期频率 难点：电压与电流的关系【教学方法】讲授法、举例法【教学课时】1课时【教学过程】大小和方向都随时间变化的电流，成为交流电流。大小和方向随时间按正弦规律变化的电动势、电压、电流统称为正弦交流电。2.1正弦交流电的基本物理量2.1.1 周期与频率1.周期与频率周期和频率是描述正弦量变化快慢的物理量。正弦交流电完整变化一周所需的时间叫周期，用字母T表示，单位是秒（s）每秒时间内正弦交流电重复变化的次数成为频率，用字母f表示，频率的单位是赫兹，更高的频率单位是千赫或兆赫。2.角频率正弦交流电变化一个周期，相当于

9、正弦函数变化2弧度。正弦量每秒钟所经历的弧度数，成为角频率。2.1.2 相位2.1.3 交流电的大小1.瞬时值交流电莫伊时刻所对应的数值成为瞬时值，用小写英文字母如u、i、e等表示，它是时间的函数，不用时刻交流电大小和方向各不相同。2.最大值交流电一个周期内所出现的最大瞬间值成为最大值，有成振幅，用大写字母并加下标“m”。通常把正弦交流电的频率、最大值。初相位称为正弦量的三要素。一个正弦量要由它的三要素唯一确定。3.有效值正弦交流电的瞬时值和振幅只是交流电某一瞬时的数值，不能fanyingjiaoliudian在电路中的做功的实际效果，而且测量和计算都不方便。2.2正弦量的表示1.用波形图形表

10、示正弦量用波形图表示正弦量时最为直观。2.用解析式表示正弦量正弦量的解析式即为改正先交流电对应的正弦函数表达式。3.用旋转矢量表示正弦量一个正弦交流电流，可以用一个旋转矢量来表示。通常只用起始位置的矢量来表示一个正弦量，它随时间而改变方向。旋转矢量不仅能表示正弦量的三要素，也能说明任意时刻的瞬时值。2.3 单一参数的交流电路各种事迹电工、电子元器件及电气设备在进行电路分析时均可用电阻、电感、电容三种电路元件来等效。在交流电路中，同时有电阻R、电感L及电容C三种参数的作用。2.3.1 纯电阻电路1.电压与电流的关系在电阻R的两端加上正弦交流电压，则电路中就有交流电流流过。2.功率关系（1）瞬时功

11、率在交流电路中，电压与电流都是随时间而变化的，因此，电阻所消耗的功率也是随时间变化的，瞬时功率就是任意瞬间的电压与电流瞬时值的乘积。（2）平均功率触电感电路中，没有电能的消耗，即平均功率为零。P=0(3)无功功率电感线圈与电源之间进行能量的交换的规模用瞬时功率的最大只表示，成为无功功率。2.3.3 纯电容电路电容器具有通交流、隔直流的作用，在电子线路中常用来滤波、隔直及旁路交流。与其他原件配合用来选频；在电力系统中常用来提高系统的功率因数。1.电流与电压的关系由于电压的不断变化，电容上电荷量随电压而变化，电路中产生电流。2.功率关系（1）瞬时功率电容在一个完整周期内两次为正，两次为负，说明他吸

12、收电能两次。吸收与释放的电能相等，说明电容用在交流电路中时不能消耗电能，只能与电源之间进行电能的相互交换。（2）平均功率纯电容电路中，没有电能的消耗，即平均功率为零。P=0（3）无功功率在纯电容电路中，电容与电源之间进行能量交换的规模也用无功功率来表示。2.4 电阻与电感串联电路2.4.1电流与电压的关系1.电流、电压有效值关系串联电路，选电流作为参考正弦量。2.电流、电压的相位关系2.4.2 功率关系1.瞬时功率RL串联电路的瞬时功率仍为电流、电压瞬时值的乘积。2.有功功率有电压三角形没变各诚意电流I得功率三角形。其中三角形的水平直角边为有功功率，数值指教边为无功功率，斜边为电路的视在功率。

13、3.无功功率无功功率即为电杆上的功率，它是电感和电源之间进行能量交换的功率4.视在功率在多参数交流电路中，总电压与总电流有效值的乘积，虽然有功率的形式，但它即不是电路实际消耗的有功功率，也不是电感与电路进行能量交换的无功功率，成为视在功率。用S表示，单位是伏安（V.A）2.5 线圈和电容并联的交流电路实际应用中的大多数负载为感性负载，如日光腚镇流器、电动机、变压器、交流接触器等，这类负载与电容并联，在使用上有很重要的意义。1.提高功率因数的意义（1）电路功率因数低时，电源设备的容量得不到充分利用。（2）电路功率因数低时，输电线路的功率损失和电压损失大。2.提高功率因数的方法提高因数功率要保证两

14、点：对负载的工作状态没有任何影响；不增加额外的功率损耗。3.并联电容值的计算【小结】正弦交流电的大小和方向都随时间按正弦规律变化。正弦交流电的基本物理量有周期、频率、角频率、相位、初相角、瞬时值、最大值、有效值等，其中频率、最大值、初相角成为正弦量的三要素。正弦量的表示方法有：波形图、解析式和旋转矢量法等。单一参数交流电路的基本性质和相互关系。【作业】1.正弦交流电的基本物理量的三要素？2.什么是平均功率？3.试述电压与电流的关系。第三章 三相交流电路【教学目标与要求】1.掌握三相电源的连接方法及其他的连接方法。2.了解各个连接方法之间的关系。3.通过学习掌握三相交流电路的原理。【教学重点与难

15、点】重点：三相电源的连接方法。难点：负载星形联结的过程。【教学方法】讲解法、试验法【教学课时】1课时【教学过程】3.1 三相电源3.1.1 三相对称电动势电能的产生、输送、分配和应用等许多环节构成一个完整的电力系统。电力系统目前普遍采用三相交流电源供电，成为三相交流电路。三相交流电路是有三个频率相同、最大值相等、相位互差120°的单项交流电动势组成的电路，这样的三个电动势称为三相对称电动势。3.1.2 三相电源三相电源供电时，其三相绕组可以有两种连接方法，即星形联结和三角形联结，连接方法不同，所提供的电压也不同。1.星形（Y）联结作为三相电源的三相发电机或是三相变压器，都有三个独立绕

16、组，每相绕组都有它相应的电动势。2.三角形（）联结在生产实际中，发电机的三相绕组很少接成三角形，通常都接成星形；对三相变压器来说，则两种接法都有。3.2 负载的星形联结交流电器设备种类繁多，按期需要配用的电源分为两类。一类为三相负载，需要配用三相电源。另一类是单相负载，需配用单相电源。三相负载中，若每相阻抗相等，且性质相同，则称为对称三相负载，否则成为不对称负载。3.2.1 不对称负载的星形联结由于有中线，各相负载与电源构成各自的回路，负载不对称时，各相均可按单相电路的方法来计算。3.2.2 对称负载的星形联结三相负载对称时，由于相电压对称，所以各线电流和相电流也对称。3.3 负载的三角形联结

17、负载的额定电压定于电源的线电压时，应采用三角形联结，不论负载对称与否，各相负载所承受的电压均为对称的电源线电压。3.3.1 不对称负载的三角形联结由于电源电压对称，而三相负载不对称，所以三相相电流也不对称，线电流一般也不对称。3.3.2对称负载的三角形联结若三相负载对称，由于电源电压对称，所以三个相电流对称。对称负载三角形联结时，线电流和相电流和相电流之间的关系是：线电流有效值为相电流有效值的3倍，相位滞后相应的相电流30°。3.4 三相电功率三相电路中各项电功率的计算与单相电路相同。不论富在用哪种连接方式，三相总有功功率和无功功率均为各项有功功率和无功功率之和。负载不对称时，应分贝

18、求出各项有功功率、无功功率，之后再相加。【小结】三相对称电动势的特点是：三相电动势频率相同。幅值相同、相位互差120°。由于三相电动势的对称性，它们的瞬时值之和与矢量和都等于零。三相电源有两种接法：星形联结和三角形联结。将三相电源的三相绕组的末端接在一点的连接方法称为星形联结，末端的联结点称为中点；从中点引出的线称为中线；从绕组的首端引出的线称为相线；相线与中线之间的电压称为相电压；相线与相线之间的电压称为线电压称为线电压。三相电源的三相绕组首端和末端依次相连的方式称为三角形联结。三相对称电源的三相绕组星形联结时，线电压有效值为相电压有效值的3倍，相位较相应的线电压超前30°

19、;。三相电源星形联结时，若从中点引出一根导线，则为三相四线制，若中点不引出导线，则为三相三线制。三相四线制联结可以为负载提供两种电压，且中线不能断开。【作业】1.三相对称电动势的特点有哪些？2.什么是三角形联结？3.简述线电流和相电流之间的关系。第四章 变压器【教学目标与要求】1.掌握变压器的基本构造以及原理。2.了解磁路的基本知识。3.通过学习培养学员分析问题、解决问题的能力。【教学重点与难点】重点：变压器的原理。难点：变压器的构造【教学方法】讲授法、实验法【教学课时】2课时【教学过程】4.1.1 磁导率磁导率u表示物质的导磁能力。物质的真空磁导率是一常量，又称次常熟。物质的磁导率u与真空磁

20、导率uo的比值ur称为该介质的相对磁导率 。Ur的大小反映了物质导磁能力的高低。ur接近于1的物质，导磁能力很小，称为非铁磁性物质。4.1.2 铁磁性物质的磁化1.磁化铁磁性物质的内部存在着大量磁畴，即磁性小区域。在没有外磁场作用时，磁畴的排列极不规则，因此宏观对外不显磁性；如果把它放在通电的线圈内，则在通电线圈产生的磁场的作用下，磁畴做定向排列，与外磁场方向一致，产生很强的附加磁场。2.磁饱和性初始磁化时，随电流的增加，磁通也增大，磁场与磁通近似呈线性关系。随后，随电流的增加，磁通增加的速度逐渐变慢，电流增加至一定值时，全部磁畴均已转向外磁场方向，随电流的增加磁通几乎不再增加，铁磁性物质的这

21、种性质陈伟磁饱和性。3.磁滞损耗当铁芯线圈中通入交流电时，铁心在大小和方向周期性变化的外磁场作用下受到反复磁化。在反复磁化的过程中，西安是磁场强度从零开始增大，磁感应强度随之增大，知道达到饱和值。铁磁性物质的磁感应强度随磁场强而变化的曲线成为磁化曲线。4.涡流铁磁性物质也是导体。当狡辩的磁通穿过铁芯时，铁心中就会产生感应电动势，从而引起感应电流，它围绕磁感线自称回路呈漩涡性流动，成为涡流。在交流电器设备中，铁心中产生的涡流会使铁心发热而消耗电功率，成为涡流损耗。涡流在点击和变压器等电气设备中使设备发热，造成能量损耗，是不利的，应尽量减少，因此交流电机、变压器的铁心一般都用硅钢片叠成。但在另外一

22、些场合，涡流也可以有效的利用。4.1.3 磁路的基本知识因铁磁性材料具有较强的导磁能力，所以，很多电气设备都以铁磁性材料为铁心。线圈中通入电流后，绝大部分磁通镜贴心形成闭合路径，这种为磁通集中通过的闭合路径成为磁路。在点击、电器中既有电路部分又有磁路部分。通过铁心形成闭合磁路的磁通成为主磁通；极少部分磁通公国其他介质如空气形成闭合磁路，成为漏磁通。4.2 变压器的基本构造4.2.1 概述变压器是通常的一种静止电器，它可以利用电磁感应原理，把抹一点呀的交流电 变换成同频率的另一电压的交流电。变压器在电力系统、电子线路、测量系统、控制系统和焊接系统等领域等到了广泛的应用。变压器主要用在输、配电系统

23、中，当输送一定功率的电能是，线路上的电压越高，流过输电线路的电流就越小，这样就可以减少线路上的功率损耗，并减小线截面，节约导线材料。4.2.2 变压器的基本结构构成变压器的主要部件是铁心和绕组。1.铁心忒新是变压器的磁路部分，并作为变压器的骨架，要求导磁性能好，磁滞损耗和涡流损耗小。按绕组和铁心的安装位置，变压器可分为心式和壳式两种。2.绕组变压器的绕组即其线圈。绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘漆包铜线绕制而成，容量较大的变压器采用扁绝缘铜线或铝线绕制而成。变压器工作时与电源连接的绕组称为一次绕组；与副宰相连接的绕组称为二次绕组；与高压电网相连接的又称为高压绕组，其导线匝数多、直径较小；接低

24、压电网或负载的又称为低压绕组，其导线匝数少、直径较大。4.3 变压器的工作原理单项变压器有两个匝数不等而又彼此绝缘的绕组和一个闭合铁芯，两个绕组在电路上是分开的，但却处在同一个磁路上。4.3.1 变压器的空载运行变压器的空载运行是原绕组加额定电压而副绕组开路时的情况。在空载电流的作用下，副边绕组两端将感应出电动势。4.3.2 变压器的负载运行变压器的负载运行是指原绕组加额定电压，副绕组与负载接通时的运行状态。这就是说，变压器负载时，原、副绕组的电流近似地与绕组匝数成反比，这就是变压器的变电流作用。4.3.3 变压器的损耗与效率变压器输入与输出功率只差是变压器本身消耗的功率，成为变压器的损耗。它

25、包括两部分：可变损耗和不变损耗。【小结】磁导率用来表示物质的导磁能力。相对磁导率的大小反映了物质导磁能力的高低。磁畴是铁磁性物质磁性的内在根据，外磁场是磁化的外部条件。铁心在交变的磁场作用下反复磁化的过程，会产生磁滞损耗，引起铁心发热。变化的磁通穿过整块导体时，因导体中产生感应电动势而引起自成回路的涡流，产生涡流损耗，使铁心发热。【作业】1.常用的特殊变压器的种类。2.变压器的部件有哪几种？3.什么是磁导率？第五章 交流电动机【教学目标与要求】1.掌握三相异步电动机的工作原理以及异步电动机的机械特性2.了解转矩与功率的关系3.通过学习交流电动机，使学员了解电动机的种类及各个构造功能。【教学重点

26、与难点】重点：异步电动机的工作原理及机械特性。难点：电磁转矩与电源电压的关系【教学方法】讲授法、举例法。【教学课时】1课时【教学过程】5.1概述电机是根据电磁原理进行机械能和点恩能够相互转换的设备，包括发电机和电动机。从能量转换的角度来说它们是可逆的，发电机把机械能转换为电能，电动机把电能转换为机械能。电动机在生产和生活中的应用十分广泛。在工农业生产中，很多生产设备的动力是有电动机提供的；电动机种类繁多，分类方法也有很多种。按电流种类的不同，电动机可分为交流电动机和直流电动机两类。直流电动机将直流电能转换为机械能，它具有调速性能好、起动转矩大、过载能力大等优点，但其构造复杂、成本高、运行维护困

27、难，所以应用受到限制。5.2 三相异步电动机的基本构造三相异步电动机由两个基本部分组成：不动部分定子；转动部分转子。5.2.1 定子异步电动机的定子抓哟由机座、定子铁心、定子绕组组成。另外，还有端盖、接线盒等部件。机座由铸铁支撑，起固定和支撑的作用。它的表面有散热筋，以增加散热面积。三相定子绕组是定子的电路部分，用高强度漆面线绕制而成，没想绕组的几何尺寸、匝数完全一样，在空间位置上彼此相差120°，对称均匀地嵌放在定子铁心的线槽中。定子绕组可以接成星形或三角形，视供电系统的线电压和个性绕组的额定电压而定。5.2.2 转子异步电动机的转子主要由转轴、转子铁心、转子绕组组成，另外还有风扇

28、等。转轴用来支撑转子铁心和输出机械转矩。转子有两种：鼠笼型和绕线型。5.3 三相异步电动机的工作原理5.3.1 旋转磁场1.旋转磁场的产生三相异步电动机是利用三相对称交流电流通入三相对称定子绕组产生的旋转磁场来使转子绕组旋转的。2.旋转磁场的方向从以上的分析可知，当三相电流的相序为ABC时，旋转磁场沿顺时针方向旋转；若把相序改变为ACB，旋转磁场将会沿逆时针方向旋转。因袭，若将三相异步电动机的单根电源线中的任意两相对调，就可使电动机反转。3.旋转磁场的转速根据上面的分析，电流变化一周，二极磁场在空间旋转一周，若改变定子绕组的接法，使磁极对数为2，则电流变化一周，四极磁场在空间旋转半周。5.3.

29、2 异步电动机的工作原理1.工作原理定子绕组通以三相对称交流电流后，在空间产生旋转磁场，则精致的转子与旋转磁场间就有了相对运动。假设旋转磁场以速度沿顺时针方向旋转，即相当于转子绕组沿逆时针方向切割磁力线，转子绕组中产生感应电动势，其方向可用又瘦定则来判定。由于转子绕组自成回路，所以在此感应电动势的作用下，转子绕组中产生感应电流，感应电流又与旋转磁场相互作用而产生电磁力，其方向用左手定则判定，与旋转磁场的旋转方向是一致的。2.转速和转差率由于转动时转子与转轴之间有摩擦力及空气阻力，因此，转子转速即点送机的转速总是小于旋转磁场的转速。5.4 异步电动机的机械特性在电源电压不变的情况下，电动机的转速

30、和电磁转矩之间的关系称为电动机的机械特性。电磁转矩海域电源电压有关。当电源频率与电动机的转速一定是，转矩的大小与加载定子绕组上的电源电压的平方成正比，可见，电源电压对电磁转矩的影响是很大的。5.4.1 稳定区域不稳定区1.稳定区当由于某种原因而引起负载转矩增加时，电动机的转速下降，转矩将增加，可自动适应负载转矩的增加，使之达到平衡。若负载转矩由于没肿原因而减小时，电动机的转速增大，转矩减小，亦可自动适应负载转矩的减小。2.不稳定区域在曲线CD部分，电动机的转速较低，转差率及哦啊大，电磁转矩随着转速的下降而减小。当负载转矩增加时，电动机转速下降，电磁转矩随之减小，又使转速下降，直至转速为零，电动

31、机停转。5.4.2 硬特性与软特性1.硬特性电动机在稳定区工作，当电磁转矩从零到 最大变化时，转速的变化较小，这种机械特性成为硬特性。2.软特性转子电路传入电阻后，并不影响最大电磁转矩，但此时电磁转矩变化时，转速变化较大。在转子电路中串入的电阻越大，转速的变化就越大，这种机械特性成为软特性。绕线式点送机的转子电路中串入电阻后所得到的机械特性属于软特性。异步电动机还有两种转矩：最大转矩和额定转矩。5.4.3 转矩与功率的关系5.4.4 电磁转矩与电源电压的关系电磁转矩与加载电动机定子绕组上的电压的平方成正比。当电动机的负载阻力矩一定时，若电压降低，则电磁转矩随之迅速降低，会使电动机带不动原有的负

32、载，转速下降，电流增大。5.5 单相异步电动机单相异步电动机由电箱电源供电。它由定子和转子两部分组成。1.结构单行一步电动机的定子绕组是单相的，转子多为鼠笼式。通常其定子上有两个绕组：一个是工作绕组，另一个是起动绕组，它们在空间上相差90°。在起动绕组的线路上串接了离心开关。2.工作原理当定子绕组通入正玄交流电流时，就会产生一个交变的脉动磁通，这个磁通的方向总是垂直向上或垂直向下的，也就是说它是一个位置固定、大小和方向随时间按正弦规律变化的脉动磁场，可分解为两个大小相等、方向相反的旋转磁场。两个旋转的磁场磁感应强度的最大值均等于脉动磁场感应强度最大值的一半。除了电容分相之外，还可以在

33、起动绕组上串接适当电阻，实现电阻分相。但采用电阻分相法起动时，起动转矩较小，适用于比较容易起动的场合。5.6 异步电动机的起动异步电动机从接入电源开始转动稳定运转的过程为起动。异步电动机的气动性能主要是启动转矩、启动电流、还有起动时间、启动可靠性等。5.6.1 鼠笼式异步电动机的起动鼠笼式异步电动机的起动方法有直接起动和降压启动两种。1.直接起动直接将电动机接入供电线路，在定子绕组上加额定电压的起动方法成为直接起动。直接起动的有点是设备简单、操作便利、起动过程短、起动电流大。一般起动不太频繁的、中小容量的、起动时电网电压降不大的电动机可以直接起动。2.降压起动异步电动机在起动频繁或容量较大的情

34、况下通常采用降压起动。在起动时降低定子绕组的电压，起动完毕，再加上额定电压使电动机正常运转。降低定子绕组的电压，也就减小了启动电流，但起动转矩也水质大大减小。因此，降压起动只能用于轻载或空载的情况下。5.6.2 绕线型异步电动机的起动绕线型异步电动机是在转子绕组中串接入可变电阻。起动时，现将可变电阻调至最大，闭合开关，电动机开始转动，随着转速的升高，逐步减小变阻器的阻值，转速达到稳定时，短接变阻器，电动机便正常运行。转子绕组中接入变阻器，不仅减小了起动电流，还增大了起动转矩，这事降压起动所不具备的优点。5.7 异步电动机的调速1.变极调速变极调速是将定子绕组的接线端引出，利用转换开关改变定子绕

35、组的接线方式，改变磁极对数，从而改变同步转速，也就改变了转子的转速。因电子绕组的磁极对数只能成对的改变，所以转速只能一级一级的改变，转速变化不平稳，是一种有级调速。变极调速操作简单、成本低、效率高、机械特性硬，适用于对调速要求不高的场合。2.变频调速变频调速是通过改变电动机供电电源的频率来实现调速。改变频率需用专用的变频设备，所以价格较高，但调节范围大而且调速平滑，能适应各种负载的不同要求，是交流电动机调速的发展方向。3.转子绕组串接电阻调速这种方法只适用于绕线型异步电动机。不同的只是起动变阻器是按时间运行设计的，不能长时间通过电流，否则会因过热而烧坏。串接电阻调速能平滑的调节转速，但消耗的电

36、能较多，不太经济。常用于起重设备及矿井运输所用的绞车等机械中。【小结】电动机是把带你能转换为机械能的设备。三相异步点送机在生产和生活中应用最为广泛。三相异步电动机由定子和转子两部分组成。定子由机座、定子铁心、定子绕组、端盖、接线盒等部分组成。转子由转轴。转子绕组、转子铁心。、风扇等部分组成，转子绕组有鼠笼式和绕线式两种。电动机的转速即转子转速总是小于旋转磁场的转速，异步电动机因此而得名。转速差与旋转磁场转速之比为转差率，它是分析电动机运转特性的重要参数。【作业】1.简述异步电动机的起动方法？2.什么是机械性能？3.简述三相异步电动机。4.简述鼠笼式异步电动机的起送方法。第六章电动机控制电路【教

37、学目标与要求】1.掌握低压控制电器的种类以及异步电动机控制电路。2.了解低压控制电器的保护措施。3.通过学习将掌握的电动机控制方面的理论能过灵活运用。【教学重点与难点】重点：常用的控制和保护电器。难点：两地或多地控制同一台电动机电路【教学方法】讲授法、实验法【教学课时】一课时【教学过程】6.1 常用低压控制电器在生产实际中常要求电动机能自动完成起动。正反转。调速与制动灯各种动作，这样就需要用各种电器组成各种正确、可靠、合理的电动机控制电路。控制线路中还必须有对过载、线路短路及失压、欠压等现象的自动保护措施。6.1.1 常用的控制和保护电器1.刀开关刀开关一般用在操作不频繁的低压电路中，切断或接

38、通电路，常用来隔离电路与电源，有时也用来控制小容量电动机的直接起动和制动，在照明电路中用作控制开关，也可用作分支电路的配电开关。2.转换开关转换开关又叫组合开关，它是一种手动电器，主要用于俺通和切断电路，小容量电动机的正反转控制、变极调速等。转转开关的特点是结构紧凑、安装面积小，接线方式多、操作方便。3.按钮按钮是一种手动电器，通常用于接通和断开电路。在按钮接通电路后，将手松开时，弹簧力会立刻将它恢复到原来的状态，电流不再通过它的触点，所以它只起发出“接通”、“断开”信号的作用。按钮与接触器、继电器的吸引线圈结合使用，可实现电动机的远距离控制或电气连锁。4.熔断器熔断器俗称保险丝，是最简便有效

39、、价格低廉的短路保护电器，种类有瓷插式、管式、螺旋式等，主要组成是熔体和安祖昂固定熔体的绝缘管或底座。5.低压空气断路器空气断路器又称自动开关，它具有短路、过载、失压与欠压等多重保护功能，还可以作为电源开关用来不频繁地启动电动机或接通、断开电路，是低压配电系统中应用最多的保护电器之一。自动开关按结构形式可分为框架式和塑料外壳式两大类，操作方式有手动和自动两种。自动开关的特点是运用后不需更换元件，工作安全可靠，操作方便，断流能力大。6.交流接触器交流接触器是一种自动控制电器，用来频繁地远距离接触和切断主电路或大容量控制电路，是电力拖动中最主要的自动控制电器。但它本身不能切断短路电流和过载电流。交

40、流接触器主要由触电系统、点此操作机构和灭弧装置等三部分组成。触点系统用来接通、切断电路、它由主触点、辅助触点和反作用弹簧组成。点此操作机构实际上就是一个电磁铁，它包括吸引线圈、山字形的静铁心和动铁心。7.热继电器热继电器是一种过载保护电器，有发热元件、双金属片、传动机构和触点组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝，绕在双金属片上，串接在电动机的主电路中；双金属片用两种线膨胀系数不同的金属制成。电动机过载时，主电路电流过大，双金属片受热弯曲，导板推动杠杆动作，使接在控制电路中的常闭触点断开，切断控制电路，接触器断电，切断主电路，达到了保护电动机的目的。6.2 异步电动机控制电路6.2.1 点动控制

41、电路点动就是按钮按下时电动机运转，按钮松开，电动机停转。点动控制器电路常用于电动葫芦的起重电机控制和机床的刀架调整、试车等。6.2.2 长动控制电路长动就是连续运动。电路中的熔断器祈祷短路保护作用，热继电器祈祷过载保护作用，交流接触器起到欠压和失压保护作用，过载时，热继电器的动段触点断开，切断控制电路，电动机停转。6.2.3 两地或多地控制同一台电动机电路有时为了生产方便，需要在两地或多地对同一台点送机进行控制，在每个控制地点分别设起动按钮和停止按钮各一个，起动按钮并联，停止按钮串联，接入同一控制电路。6.2.4 正、反转控制电器生产中常要强求电动机能同时进行正反两个方向的运转。只要任意对调电

42、动机上的两根相线，就可以改变电动机的转动方向。【小结】为使三相异步电动正常运转，电路中必须采用短路保护、过载保护和欠压、失压保护等措施。常用的控制电器有刀开关、转换开关、按钮等。常用的保护电器有熔断器、低压空气断路器、交流接触器、热继电器等。常用的异步电动机控制电路有点动控制、长动控制、两地或多地控制一台电动机、正反转控制电路等。【作业】1.转换开关的有哪几部分组成？2.转换开关的特点有哪些？3.简述自动开关的工作原理。4.交流接触器有哪几部分组成？第七章 供电与安全用电【教学目标与要求】1.掌握典礼系统的组成及安全用电的常识。2.了解如何保护接地与接零。3.通过学习让学员们认识如何安全使用电

43、器以及节约用电。【教学重点与难点】重点：电力系统的组成以及触电的危害。难点：保护接地与保护接零。【教学方法】讲授法、案例分析法【教学课时】1课时【教学过程】7.1城市电力网概述电能是由发电厂产生的，发电厂与用电户之间通常有一定的距离，因此，需通过输电线路来传输。电能不能大量储存，其产生、输送、分配和使用过程是同时完成的。将发电厂到用电户之间的各个环节统称为电力系统。7.1.1 电力系统的组成由发电厂、电力网和用电户三部分组成。1.发电厂发电厂是电力系统的核心，它的种类有很多，按发电所使用电源的不同，可分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂和电力发电厂等。我国的煤矿资源

44、和水力资源十分丰富，所以，多为火力发电和水力发电，但由于核能发电的耗煤量和成本比火力发电低得多，所以其比例在逐步增加。2.电力网电力网的作用是输送、交换和分配电能，它由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成，将发电厂和用电户联系起来。发电厂生产的电能经过升压变电器升为高压电，用高压电进行电力传输。输电线路的电压越高，则输送距离越远。提高输电电压还可以相应见识奥输电线路的电流、电压损失和电能损失，并可减小掉线的截面二节约有色金属。3.变电所是连接电力网的枢纽，它由电力变压器和高低压配电装置组成，作用是变换电压、汇集和分配电力。4.用电户用电户通常是指各种用电设备及其用电量。7.1.2 额定电压分

45、类国家电压标准规定的额定电压有三类：第一类：额定电压为100V一下，主要用于安全照明、蓄电池及设备的直流操作电流。第二类：额定电压大于100V、小于1000V，主要用于电力及照明设备。第三类：额定电压在1000V及以上，主要用于发电机、输电线路、变压器及用电器。7.2 电力负荷用电设备所取用的电功率成为电力负荷。在电力系统中，根据用电设备在生产和生活中的重要性的不同以及供电中断后造成的不同影响，将用电户分为三个等级。不同的等级，对供电的要求不同。1.一级负荷一级负荷是指中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失的用电户。如主要交通枢纽、重要大型企业、重要通讯设施、国宾馆、监狱、医院、国

46、家级实验室、电视电信中心等。一级负荷要求采用两个独立的电源，一备一用，保证一级负荷供电的连续性。2.二级负荷二级负荷是指中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混论的用电户。如大型体育馆、大型影剧院、大商场、某些化工厂等。二级负荷要求采用双回路供电，即有两条线路，一备一用。3.三级负荷三级负荷指对供电无特殊要求，较长时间中断供电不会造成太大的损失的用电户，如一般民用建筑、普通多层教学楼等。一般为单回路供电，但也应尽可能提高供电的可靠性。7.3 安全用电7.3.1 触电、急救与防护1.触电原因人体是导体，当人体接触带电梯而构成电流回路时，就会有电流流过人体，引起对人的伤害或致人死亡

47、，这种现象成为触电。触电发生的原因一般是由于人们粗心大意、不遵守电器操作规程，电器设备安装不合格和不规范用电等。2.触电的危害触电对人体的伤害程度与通过体内的电流的大小、时间长短及电路的频率、途径及人体的健康状况有关。电流流过人体时，人体承受的电压越低，触电伤害就越轻。3.触电方式（1）单相触电单相触电就是人体的某一部位接触带电设备的一相，而另一部位与大地或零线接触引起触电。（2）两相触电两相触电就是人体的不同部位同时接触两相带电体而引起的触电，加在人体上的电压为电源线电压，电流直接以人体为回路，触电电流远大于人体所能承受得住极限电流值。（3）跨步电压触电当外壳接地的电气设备绝缘损坏而使外壳带

48、电，或导线这段落地发生单项接地故障时，电流流入大地，向周围扩散，在接地点周围的土壤中产生电压降，接地点的单位很好，距接地点越远，电位越低。4.触电急救触电急救可以有效地减小触电伤亡，所以，掌握触电急救常识非常重要。触电者脱离电源后，应采取争取正确的救护方法。首先迅速拨打急救电话，请医院救治。若触电者已失去知觉，但有呼吸、心跳，则应解开其衣领、裤带，让触发器者平铺在阴凉通风的地方。如触电者出现痉挛呼吸衰弱或心脏停跳、无呼吸等假死现象时，应实施人工呼吸。7.3.2 保护接地与保护接零在日常生产和生活中，对供电系统和用电设备通常采取各种各样的接地或接零措施，以保障电力系统的安全运行、保证人身安全，保

49、证设备正常运行。1.保护接地在正常情况下，将电气设备的金属外壳与埋人地下的接地体可靠连接，成为保护接地。2.保护接零保护接零就是在电源中性点直接接地地三相四线制低压供电系统中，将电器设备的外壳与领先相连接。这时电源中性点的接地是为了保证电气设备可靠地工作。3.重复接地在保护接零的系统中，若零线断开，而设备绝缘又损坏时，会使用电设备外壳带电，造成触电事故。因此，除将电源中性点接地外，将领先每隔一定距离在此接地，称为重复接地。【小结】电力系统有发电长，电力网和用电户组成。我国以火力发电和水力发电为主，核能发电也越来越多。用电设备取用的电功率成为用电负荷，按重要性的不同，及供电中断造成影响的不同，将

50、用电负荷分为三级。电流流入人体，引起人身伤害或死亡的现象称为触电。触电的原因有不按规程操作、不规范用电荷电气设备安装【作业】1.简述触电的原因及危害。2.典礼系统由哪三部分组成？3.额定电压的分类。第八章 常用半导体原件【教学目标与要求】1.掌握半导体的导电方式以及二、三极管的特性。2.了解晶闸管的结构。3.培养学员观察及解决问题的能力。【教学重点与难点】重点：半导体的导电方式。难点：二三极管的特性曲线。【教学方法】讲授法、实验法、举例法【教学课时】1课时【教学过程】8.1半导体二极管8.1.1半导体的基本知识半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。半导体材料中用得最多的是硅、锗、硒等。1.半导

51、体的导电方式制造半导体器件时，将硅、锗等提纯成单晶体。温度升高时，半导体中产生自由电子，同时留下一个“空位”，称为“空穴”。在纯净的半导体中，由于受到热激发而产生的自由电子和空穴总是成对出现的，称为电子空穴对，这种技法称为本征激发。纯净的半导体又称为本征半导体。自由电子和空穴是半导体中参与导电的两种载流子，两者在一定条件下达到动态平衡。2.N型半导体和P型半导体为了提高导体的导电能力，在纯净的半导体中以一定的工艺过程掺入微量的五价或三价元素，成为掺杂。掺杂对半导体的导电能力影响极大。不论是N型半导体还是P型半导体，虽然都有一种载流子占多数，但整个晶体仍呈电中性，这是因为本征元素和杂质元素的每一

52、个原子是电中性的，所以从宏观上看，掺杂半导体不带电。8.1.2 PN结虽然N型半导体和P型半导体的导电能力比本征半导体大大增强，但若将它接入电路中，则只起到电阻的作用，不能成为半导体器件。通常是采取一定的工艺措施，将一块N型半导体和一块P型半导体结合在一起，在结合处会形成PN结，PN结是构成各种半导体器件的基础。8.1.3 半导体二极管1.二极管的结构将PN结装上电极引线及管壳，就制成了半导体二极管。从P区引出的电极成为正极，从N区引出的电极成为负极。二极管按结构可分为点接触型和面接触型两种。点接触型PN结的面积小，不能通过较大的电流，但高频性能好，故适用于高频工作。面接触型PN结面积较大，可

53、通过较大的电流，通常只用于100kHZ以下的电路。2.伏安特性二极管是一个PN结，所以它具有单向导电性，但是要正确使用它，还必须知道加在管子两端的电压和通过管子的电流的关系，即伏安特性。二极管加反向电压时，电路中有很小的反向电流。反向电流有两个特点，一是水温度的上升而迅速增大；二是在反向电压不超过一定值时，它基本上维持一定的大小，即使在增加反向电压，反向电流也不会在增加，因此又称为反向饱和电流。3.二极管的主要参数在实际使用中，必须根据二极管的参数，合理地选择和使用管子，才能使二极管充分发挥作用，安全地工作。（1）最大整流电流最大整流电流是指二极管长时间使用时循序通过的最大正向平均电流，不同型

54、号的二极管的最大整流电流差别很大。使用时，流过二极管的正向平均电流不允许超过规定的最大整流电流值。否则会导致二极管因过热而永久性损坏。（2）最高反向工作电压最高反向工作电压是二极管工作室所允许加的最高反向电压，通常是反向击穿电压的一半或三分之二。（3）最大反向电流最大反向电流是指给二极管加最高返乡工作电压时的反向电流值。反向电流越小，说明二极管的单向导电性越好。反向电流受温度影响大。8.2 半导体三极管半导体三极管又称晶体管，按材料分为硅管和锗管两种。它是放大电路中最基本的组成元件之一，由它组成的放大电路广泛应用于各种电子设备。8.2.1 半导体三极管的结构三极管是在一块半导体上支撑两个PN结

55、，按PN结的组合方式分为NPN型和PNP型两类。其中NPN型应用较多，目前我国生产的硅管多为NPN型，锗管多为PNP型。三极管有基区、发射区、集电区组成，每个区分别引出一个电极，即：基极b、发射极e、集电极c。发射极的作用是向基区发射载流子；集电极的作用是手机载流子。基区和发射区之间的PN结成为发射结；基区和集电区之间的PN结称为集电结。使用时，发射极与集电极不能互换。三极管在制造工艺上有如下的要求：一是基区必须做得很薄，且掺杂浓度低；二是发射区的掺杂浓度高，载流子的浓度要高于集电区；三是集电结的面积要大，以便于收集发射极发射过来的载流子以便于散热。8.2.2 三极管的电流放大作用三极管的电流放大实验中所用三极管是NPN型，基极电源、基极电阻和发射极组成输入回路。集电极电源、集电极电阻、集电极和发射极组成输出回路。发射极是