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文档简介
1、一.电工基础知识1.直流电路电路电路的定义:就是电流通过的途径电路的组成:电路由电源、负载、导线、开关组成内电路:负载、导线、开关外电路:电源内部的一段电路负载:所有电器电源:能将其它形式的能量转换成电能的设备基本物理量1.2.1 电流1.2.1.1 电流的形成:导体中的自由电子在电场力的作用下作有规则的定向运动就形成电流.1.2.1.2 电流具备的条件:一是有电位差,二是电路一定要闭合.1.2.1.3 电流强度:电流的大小用电流强度来表示,基数值等于单位时间内通过导体截面的电荷量,计算公式为IQt其中Q为电荷量(库仑);t为时间(秒/s);I为电流强度1.2.1.4 电流强度的单位是安”用字
2、母“展示.常用单位有:千安(KA)、安(A)、毫安(mA)、微安(uA)1KA=103A1A=103mA1mA=103uA1.2.1.5 直流电流(恒定电流)的大小和方向不随时间的变化而变化,用大写字母“展示,简称直流电.1.2.2 电压1.2.2.1 电压的形成:物体带电后具有一定的电位,在电路中任意两点之间的电位差,称为该两点的电压.1.2.2.2 电压的方向:一是高电位指向低电位;二是电位随参考点不同而改变.1.2.2.3 电压的单位是伏特”用字母U”表示.常用单位有:千伏(KV)、伏(V)、毫伏(mV)、微伏(uV)1KV=103V1V=103mV1mV=103uV1.2.3 电动势1
3、.2.3.1 电动势的定义:一个电源能够使电流持续不断沿电路流动,就是因为它能使电路两端维持一定的电位差.这种电路两端产生和维持电位差的能力就叫电源电动势.A1.2.3.2 电动势的单位是伏”用字母"续示.计算公式为EQ(该公式表明电源将其它形式的能转化成电能的能力)其中A为外力所作的功,Q为电荷量,E为电动势.1.2.3.3 电源内电动势的方向:由低电位移向高电位1.2.4 电阻1.2.4.1 电阻的定义:自由电子在物体中移动受到其它电子的阻碍,对于这种导电所表现的能力就叫电阻.1.2.4.2 电阻的单位是欧姆”用字母“昧示.1.2.4.3 电阻的计算方式为:R-S其中l为导体长度
4、,s为截面积,P为材料电阻率铜的0.017铝尸0.028欧姆定律1.3.1 欧姆定律是表示电压、电流、电阻三者关系的基本定律1.3.2 部分电路欧姆定律:电路中通过电阻的电流,与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,称为部分欧姆定律.计算公式为IURRUU=IRI1.3.3全电路欧姆定律:在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比 ,称全电路I3 + In;电路总电阻R的倒数等于各支路电阻倒数之和,即欧姆定律.计算公式为IER ro1 。RR1R2R3流愈大,负荷愈重.1Rn.并联负载愈多,总电阻愈小,供应电其中R为外电阻,ro为内电阻,
5、E为电动势电路的连接(串连、并连、混连)1.4.1 串联电路1.4.1.1 电阻串联将电阻首尾依次相连,但电流只有一条通路的连接方法.1.4.1.2 电路串联的特点为电流与总电流相等,即I=Ii=I2=I3"总电压等于各电阻上电压之和,即U=U1+U2+U3-总电阻等于负载电阻之和,即R=R1+R2+R3-各电阻上电压降之比等于其电阻比,即U1反,U2R2U1R1,.U3R31.4.1.3 电源串联:将前一个电源的负极和后一个电源的正极依次连接起来.特点:可以获得较大的电压与电源.计算公式为E=E1+E2+E3+,+Enro=ro1+ro2+ro3+,+ronIE1E2E3Enro1
6、ro2r03.ron1.4.2 并联电路1.4.2.1 电阻的并联:将电路中若干个电阻并列连接起来的接法,称为电阻并联.1.4.2.2 并联电路的特点:各电阻两端的电压均相等,即U1=U2=U3=Un;电路的总电流等于电路中各支路电流之总和,即I=I1+I2+1.4.2.3通过各支路的电流与各自电阻成反比,即L巴I2 R21.4.2.4 电源的并联:把所有电源的正极连接起来作为电源的正极,把所有电源的负极连接起来作为电源的负极,然后接到电路中,称为电源并联.1.4.2.5 并联电源的条件:一是电源的电势相等;二是每个电源的内电阻相同.1.4.2.6 并联电源的特点:能获得较大的电流,即外电路的
7、电流等于流过各电源的电流之和.1.4.3 混联电路1.4.3.1 定义:电路中即有元件的串联又有元件的并联称为混联电路1.4.3.2 混联电路的计算:先求出各元件串联和并联的电阻值,再计算电路的点电阻值;由电路总电阻值和电路的端电压,根据欧姆定律计算出电路的总电流;根据元件串联的分压关系和元件并联的分流关系,逐步推算出各部分的电流和电压.电功和电功率电功电流所作的功叫做电功,用符号电压及通电时间成正比,计算公式为电功及电能量的单位名称是焦耳“KWHgt示.1KWH=3.6MJA”表示.电功的大小与电路中的电流、A = U I T = I 2RT,用符号 了”表示;也称千瓦/时,用符号电功率电流
8、在单位时间内所作的功叫电功率,用符号“陈示.计算公式为P-UII2RtR电功率单位名称为瓦”或干瓦”用符号"W或"KW表示;也可称马力.单相交流电的产生:线圈在磁场中运动旋转,旋转方向切割磁力线,产生感应电动势.单相交流发电机:只有一个线圈在磁场中运动旋转,电路里只能产生一个交变电动势,叫单相交流发电机.由单相交流发电机发出的电简称为单相交流电.交流电与直流电的比较:输送方便、使用安全,价格便宜。1马力=736W1KW=1.36马力电流的热效应、短路电流的热效应定义:电流通过导体时,由于自由电子的碰撞,电能不断的转变为热能.这种电流通过导体时会发生热的现象,称为电流的热效应
9、.一一,,2u2电与热的转化关系其计算公式为QI2RTW-tR其中Q为导体产生的热量W为消耗的电能.交流电的基本物理量瞬时值与最大值电动势、电流、电压每瞬时的值称为瞬时值.符号分别是:电动势“E;电压"U'电流"I瞬时值中最大值,叫做交流电动最大值.也叫振幅.符号分别是:Em,Im,Um.周期、频率和角频率周期:交流电每交变一次(或一周)所需时间.用符号“基示;单位为秒”,用字母“喔示;T=0.02s短路定义:电源通向负载的两根导线,不以过负载而相互直接接通.该现象称之为短路.短路分析:电阻(R)变小,电流(I)加大,用公式表示为IERr0短路的危害:温度升高,烧毁
10、设备,发生火灾;产生很大的动力,烧毁电源,电网破裂.保护措施:安装自动开关;安装熔断器.T = 0.02s(China 中国)频率:交流电每秒交变的次数或周期叫做频率.用符号"表示,单位是Hz.50Hz(China中国)角频率:单位时间内的变化角度,用rad/s”(每秒的角度)表示,单位力3.2 .交流电路;单相交流电路定义:所谓交流电即指其电动势、电压及电流的大小和方向都随时间按定规律作周期性的变化,又叫正磁交流电.相位、初相位、相位差相位:两个正弦电动势的最大值是不是在同一时间出现就叫相位,也可称相角.初相位:不同的相位对应不同的瞬时值,也叫初相角.相位差:在任一瞬时,两个同频率
11、正弦交流电的相位之差叫相位差.有效值:正弦交流电的大小和方向随时在变.用与热效应相等的直流电流值来表示交流电流的大小.这个值就叫做交流电的有效值.纯电阻电路:负载的电路,其电感和电容略去不计称为纯电阻电路.纯电感电路:由电感组成的电路称为纯电感电路.纯电容电路:将电容器接在交流电源上组成的电路并略去电路中的一切电阻和电感.这种电路称为纯电容电路.三相交流电路三相交流电的定义:在磁场里有三个互成角度的线圈同时转动,电路里就产生三个交变电动势.这样的发电机叫三相交流发电机,发出的电叫三相交流电.每一单相称为一相.三相交流电的特点转速相同,电动势相同;线圈形状、匝数均相同,电动势的最大值(有效值)相
12、等;三个电动势之间互存相位差;eA、eB、ec为三相对称电动势.计算公式为eA=EmSinnteB=EmSin(wt-1200)ec=EmSin(wt-2400)电源的连接(在实际连接中)星形连接"Y"A 相电压:每个线圈两端的电压.相电压为220V0 线电压:两条相线之间的电压.线电压为380VUC(三相四线输出)UB相电压与线电压的关系如下:BU线=<3U相;U相=220V;U线=380VC相电流:流过每一相线圈的电流.用I相表示线电流:流过端成的电流.用I线表示.相电流等于线电流.三角形连接"A"令二耳I线=<31相;U线=U相C-广,
13、(三线三相输出)示例:有一三相发电机,其每相电动势为127V,分别求出三相绕组作星形连接和三角形连接时的线电压和相电压解:作星形连接时,Uy相=127V,Uy线=丁3相=127Vx33作三角形连接时,U=127V三相电路的功率计算单相有功功率:P=IU(纯电阻电路)功率因数:衡量电器设备效率高低的一个系数.用Cos?表示.对于纯电阻电路,Cos?=1对于非纯电阻电路,Cos?<1单相有功功率的计算公式为(将公式一般化)P=IUCos?三相有功功率:不论Y”或u接法,总的功率等于各相功率之和三相总功率计算公式为P=IaUaCos?+IbUbCos?+IcUcCos=3对于Y”接法,因U线=
14、V3U相I线=I相,则P =3 x I相x二73 i 线u线Cos?对于久”接法,因因I线=J3I U线=U相,则P =3 x U线x33 I 线U线Cos?示例一:某单相电焊机,用钳表测出电流为 7.5A,用万能表测出 电压为380V,设有功系数为0.5,求有功功率.解:根据公式 P = IUCos ?,已知 I = 7.5A , U = 380V,Cos?= 0.5则 P = IUCos ? = 7.5 x 380 x 0.5 = 1425W示例二:某单相电焊机,额定耗电量为2.5KW,额定电压为380V,Cos?为0.6,求额定电流.解:根据公式P = IUCos ?,贝也=250038
15、0 0.6M1.0A定义:载流导体周围存在着磁场,即电流产生磁场(电能生磁)称电流的磁 效应.磁效应白作用:能够容易的控制磁场的产生和消失 ,电动机和测量磁电 式仪表的工作原理就是磁效应的作用 .通电导线(或线圈)周围磁场(磁力线)的方向判别,可用右手定则来判断:通电直导线磁场方向的判断方法:用右手握住导线,大拇指指向电流方向,则其余四指所指的方向就是磁场的方向 .线圈磁场方向的判断方法:将右手大拇指伸直,其余四指沿着电流方向 围绕线圈,则大拇指所指的方向就是磁场方向.通电导线在磁场中受力的方向,用电动机左手定则确定:伸出左手使掌 心迎着磁力线,即磁力线透直穿过掌心,伸直的四指与导线中的电流方
16、向一致 则与四指成直角的大拇指所指方向就是导线受力的方向 .电磁感应感应电动势的产生:当导体与磁线之间有相对切割运动时 ,这个导体就 有电动势产生.磁场的磁通变化时,回路中就有电势产生,以上现象称为电磁感应现象.由 电磁感应现象产生的电动势叫感应电动势 .由感应电动势产生的电流叫感应 电流.自感:由于线圈(或回路)本身电流的变化而引起线圈(回路)内产生电磁 感应的现象,叫自感现象.由自感现象而产生的感应电动势叫做自感电动势.互感:在同一导体内设有两组线圈,电流通过一组线圈时,线圈内产生磁通并穿越线圈,而另一组则能产生感应电动势.这种现象叫做互感3 .电磁和电磁感应;磁的基本知识任一磁铁均有两个
17、磁极,即N极(北极)和5极(南极).同性磁极相斥,异性磁极相吸.磁场:受到磁性影响的区域,显示出穿越区域的电荷或置于该区域中的磁极会受到机械力的作用;也可称磁铁能吸铁的空间,称为磁场.磁材料:硬磁材料一永久磁铁;软磁材料一电机和电磁铁的铁芯.电流的磁效应二常用电工仪表和测试的认识及应用1.电工仪表的基本原理磁电式仪表用符号g圾示.其工作原理为:可动线圈通电时,线圈和永久磁铁的磁场磁场相互作用的结果产生电磁力,从而形成转动力矩,使指针偏转.电磁式仪表用符号表示,分为吸引型和排斥型两种.吸引型电磁式仪表工作原理:线圈通电后,铁片被磁化,无论在那种情况线圈有电流通过时受到安培力作用,使指针顺日t针转
18、动.2.常用的测量仪表电工测量项目:电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、功率因素等电流表和电压表电流测量电流测量的条件:电流表须与被测电路串联;电流流量不超过量程.电压测量电压测量条件:电压表必须与被测电流并联,电压值不得超出量程电流测量的方法:a图 不不UE负载电流表直接接入式适用:交直流小电流测量电压测量方法:直接接入法适用:交直流低压测量b图直流电流表与分流器接入 适用:扩大仪表量程RfL的确定:1.测出R表;2.定出量程范围通过电流互感器接入 适用:交流高电压测量通过附加电阻加入适用:扩大仪表量程,一般不超过2000V例:假定A表的量程为Ai(1A,1m)解:因 U 表=RfL,则
19、Ai x R 表=(A2 Ai) x RfL1 x 0.1 = (10 - 1) x RfL用 0.11即 RfL = mc图工交流电流表通过电流互感器接入R 广|适用:交流大电流测量m字电功率测量功率表的选用:功率表大都采用电动式 .因为要反映电压、电流要素,要 使实际电压小于电压线圈耐压,实际电流小于电流线圈额定电流.接线守则:符号* “,端接电源.电流端钮与电路串联,电压端钮与电路并联接线图:下都能使时钟顺时方向转动.排斥型电磁式仪表工作原理:线圈通电后,动定铁片被磁化,动定铁片的同极相对,互相排斥,使动铁片转动.电动式仪表用符号表示.其工作原理为:固定线圈产生磁场,可动互感器的选用:1
20、)选用穿互感器的匝数必须满足母线电流,小于允许电流;2)购买配套仪表:例如选用1匝150/5,则选用150/5仪表I2I1J*R .Ai aR负载单相功率及三相功率测量接线:r*W接线方式:(三相四线直接式)负载A B C NRA y量出Za的功率ZaZcZb常用测量仪表的使用(万能表、钳形表、兆欧表)b图适用于三相三线制UacPRUac JW测出三相的Za、Zb、Zc用电总功率=Pi + P2ZaBZCBC万用表的使用万用表的外形及结构: 壳组成.万用表常用符号说明:V:直流电压V:交流电压万用表由表头、测量线路、转换开关、面板及表(DCV) (ACV)?、?:直流电流 万用表的技术数据Q:
21、电阻,欧姆K: 10008:无穷大*W1R(*W3B R C -:r Za 1Zb7r ZC三相总功率:P总=Pi+P2+P3适用于三相三线、三相四线制N-注:直流电P=UI,交流电P=UICos?电能有单相与三相两种电能测量。电压线圈与电流线圈产单相电度表的结构大都属于感应式,原理为:磁通分别穿过铝盘,铝盘产生感应涡流,涡流与磁通互相作用,产生一个转动力矩MP各数据说明一A:1.5直流准确度;B:2.5交流准确度;C:N2KV表示2KV耐压试验;D:45-1000Hz交流频率的范围;E:直20000Q/V-交5000Q/V表示灵敏度.万用表的使用使用前的准备工作:检查表笔的安装,红笔装+
22、176;字孔,黑笔装-'字孔;如果有较大的电流、电压的测量日t接成孔,一般黑笔不动,红笔装入对角接线孔;机械调零旋钮,测量前调零作用;电调零,测电阻时调零用.如果不能调零,就表示万用表内电池即将耗尽,应将电池更换;电阻的测量,选量程X1、X10、X100、X1K、X10K、X100K;短接两表笔调零;把表笔接于两测电阻两端读数:电阻值二刻度数值X倍率;测量电流、电压根据被测对象,将转换开关旋至所需位置;电压测量用并联接入方式,电流测量用串联接入方式测直流时红笔接+二黑笔接-''读数:实际数值二刻度数值X.广拓毛q=.例如量程为500V,刻刻度数值最大值度数彳t为200V
23、,则实际数值=200X500.=400V250注意事项万用表用完后应将转换开关打在交流电压档或将其打在标有OFF”的位置上,以免下次用时将表针打坏或将表烧坏.万用表的电池应根据使用频率的多少及时检查,以免没电后电液流出出腐蚀电极或元件,导致万用表损坏.应将电池取出保管.钳形表的使用钳形表的构造:可看成电流互感器与电流表合二为一的仪表测量方法:选用适当的量程,把导线放入钳口,读出读数;当被测电流太小时,可把导线多绕钳口几圈进行测量;电流值必须用下式读出,即电流值读数=注意事项测量前不知道电流的大小,必须选用最大量程测试;测量时只能放入一条导线时,不能多线同时测量;防止触电或短路事故.兆欧表的使用
24、兆欧表应接电气设备的电压等级选用,不要使用测量范围过多地起出被测绝缘的数值,以保证读数准确.特别注意,不要用输出电压太高的兆欧表测低压电气设备,否则就有把设备绝缘击穿的危险.兆欧表上有三个接线柱,浅'接线柱L在测量时与被测物和大地绝缘的导体部分相接;地'接线柱与被测物外壳或其它部分相接;第三接线柱保护(G)或者屏:只有被测物表面漏电很严重的情况下使用.在测量前就将被测物断电并放电,而兆欧表应作一次开路和短路的试验,旋到额定转速时,指针应指到8,短接浅路和接地网极,指针应指到0.使用兆欧表时,应注意远离大电流的导体和有外磁场的场合,同时放平勿摇动兆欧表本身,以免影响读数.摇动手柄
25、,应将转速保持在规定的范围内,一般每分钟120转左右,手柄应摇到指针稳定.如被测设备短路,表针指表0旧1应立即停止摇动手柄,以免兆欧表过热烧坏.测试完毕,应将被测物放电,未放电时不可用手触及被测部分和进行拆线工作.三低压电器及成套装置的认识1.低压电器分类定义:交流1200V或直流1500V以下的电力线路中起控制调节及保护作用的电气元件称为低压电器.低压电器可分为低压配电电器和低压控制器两类:低压配电电器:此类电器包括刀开关、转换开关、熔断器、自动开关和保护继电器,主要用于低压配电系统中,要求在系统发生故障的情况下动作准确、工作可靠、有足够的热稳定性和动稳定性。低压控制电器包括控制继电器、接触
26、器、起动器、控制器、调压器、主令电器、变阻器和电磁铁,主要用于电力传流中,要求寿命长、体积小、重量轻和工作可靠。低压电器的正确选用:安全原则:使用安全可靠是对任何开关电器的基本要求;保证电路和用电设备的可靠运行是使生产和生活得以正常运行的重要保障。经济原则:经济性考虑可分开关电器本身的经济价值和使用开关电器产生的价值。前者要求选择的合理、适用;后者则考虑在运行中必须可靠,不因故障造成停产或损坏设备、危及人身安全等构成的经济损失。低压电器通用种类的分类:刀开关作用:用于设备配电中隔离电源,也可用于不频繁的接通与分断额定电流以下负载。特性:不能切断故障电流,只能承受故障电流引起的电功力。转换开关作
27、用:是供两种或两种以上电源或负载转换用的电器。特性:可使控制回路或测量线路简化,并避免操作上的失误。熔断器定义及作用:借熔体在电流超出限定值而熔化,分断电路的一种用于过载或短路保护的电器。特性:熔断器的熔断时间与熔断电流的大小有关,其规律是与电流平方成反比。主令器定义及作用:用于切换控电路,通过它来发出指令或信号以便控制电力拖动系统及其它控制对象的起动、运转、停止或状态的改变,它是一种专门发送动作命令的电器。特性:主要用来控制电磁开关(继电器、接触器等)电磁线圈与电源的接通和分断。种类:按其功能可分为控制按钮(按钮开关)、万能转换开关、行程开关、主令控制器、其它主令器(如脚踏开关、倒顺开关等)
28、。接触器接触器的定义:是可以远距离频繁地自动控制电动机的起动、运转与停止的一种电器。分类:接触器按其所控制的电流种类分交流接触器与直流接触器两种。结构组成:触头系统、灭弧系统、磁系统、外壳、辅助触头(通常两对以上,常开和常闭)工作原理:铁芯上的线圈通过电流产生磁势吸引活动的衔铁,通过杠杆使动触头与静角头接触以接通电路。热继电器作用:用以保护电动机的过载及对其它电气设备发热状态的控制。分类:双金属片式和热敏电阻式结构组成:双金属片、加热元件、导板、常开或常闭静触头、复位调节螺钉、调节旋钮、压簧、推杆等工作原理:利用电流热效应,使触点动作。自动开关(空气断路器)作用:当电路发生过载、短路和欠压等不
29、正常情况时,能自动分断电路的电器。结构组成:感觉元件、传递元件、执行元件工作原理:当电路发生短路、过载、欠压时,磁线圈在超出规定值范围后产生吸力使衔铁动作,使锁扣脱扣,从而分断主电路。漏电保护器(电磁式漏电开关)作用:用来保护人身电击伤亡及防止因电气设备或线路而引起的火灾事故。结构组成:零序电流互感器、漏电脱扣器、主开关、绝缘外壳工作原理:检测元件。将检测到的漏电或漏电电流变换成二次回路的电压或电流,使驱动脱扣器动作,发出触电或漏电信号,以致将电源切断。四低压配电导线的认识与选择1 .导线类别:裸导线、绝缘导线裸导线:用铝、铜或钢制成,外面没有包覆层,导电部分能触摸或看到.绝缘导线:由导电的线
30、芯和绝缘外皮两部分组成;线芯用铜或铅制成,外皮用塑料或橡胶制成,导电部分看不见、摸不着.2 .绝缘导线绝缘导线的种类:绝缘导线品种繁多,按绝缘材料主要有塑料绝缘导线和橡胶绝缘导线;按线芯材料分有铜芯导线和铅芯导线;按线芯形式分有单股和多股较合导线;按用途分有布线和连接两种.绝缘导线的结构组成:主导电线芯、橡皮绝缘、橡皮填芯、接地线芯、橡皮护套常用绝缘导线的型号、名称及主要用途如下:型号名称主要用途铜芯铝芯BXBLX棉纱编织橡胶绝缘电线固定敷设,可明敷、暗敷BXFBLXF氯橡胶绝缘电线固定敷设,可明敷、暗敷,尤其适用室外BXHFBLXHF橡胶绝缘氯橡月父护套电线固定敷设,适用于干燥或潮湿场所BV
31、BLV聚氯乙烯绝缘电线室内、外固定敷设BVVBLVV聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电线室内、外固定敷设BVR聚氯乙烯绝缘软电线同BV型,安装要求较柔软时用RV聚氯乙烯绝缘软线交流额定电压250V以下日用电器,照明灯头接线,无线电设备等RVB聚氯乙烯绝缘平型软线RVS聚氯乙烯绝缘较型软线3 .导线选择的规定与条件导线选择须满足发热条件:在最高环境温度和最大负荷的情况下,保证导线不被烧坏,即导线中通过的持续电流始终是允许电流.导线选择须满足电压损失条件:以保证线路的电压损失不超过允许值.导线选择须满足机械强度条件:在任何恶劣的环境条件下,应保证线路在电气安装和正常运行过程中不被拉断.导线选择须满足保护条
32、件:以保证自动开关或熔断器能对导线起到保护作用.五.电气安全技术1 .常用电气设备安全色及安全标志发电机和电动机上应有设备的名称、容量和编号.变压器上应有名称、容量和顺序编号;单相变压器组成的三相变压器除标有以上内容外,还应有相位的标志;变压器室的门上,应标注变压器的名称、容量、编号,有周围的遮栏上挂有止步、高压危险!警告类标志牌.蓄电池的总引出端子上,就有极性标志,蓄电池室的门上应挂有禁止烟火'等禁止类标志.电源母线Li(A)相黄色,L2(B)相绿色,L3(C)相红色;明设的接地母线、零线母线均为黑色;中性点接于接地网的明设接地线,为紫色带黑色条纹;直流母线正极为赭色,负极为蓝色.照
33、明配电箱为浅驼色,动力配电箱为灰色或浅绿色,普通配电屏为浅驼色或浅绿色,消防或事故电源配电屏为红色,高压配电柜为浅驼色或浅绿色.电气仪表玻璃表门上应在极限参数的位置上画有红线明设的电气管路一般为深灰色.高压线路的杆塔上用黄、绿、红三个圆点标出相序.2 .电力的危害及预防触电的基本措施;触电的危害电击(触电):是指电源通过人体内部,影响到心脏、肺部和神经系统的正常功能.电击可分为直接接触电击和间接接触电击.直接接触电击:是触及设备和线路正常运行时的带电体发生的电击(如误触接线端子发生的电击).间接接触电击:是触及正常状态下不带电而当设备或线路故障时意外带电的金属导体发生的电击(如触及漏电设备的外
34、壳发生的电击).按照人体触及带电体的方式和电流流过人体的途径,电击又可分为:单线电击、两线电击、跨步电压电击三类.电伤(烧伤):是通过人体的电流可导致人体皮肤、肌肉、或身体内部的器官烧伤.电伤可分为以下几种类型一电烧伤:是由电流的热效应造成的伤害,可分为电流灼伤和电烧伤.皮肤金属化:是在电弧高温的作用下,金属熔化、气化、金属微粒渗入皮肤,使皮肤粗糙而张紧的伤害.电烙印:是人体与带电体接触的部位留下的永久性的斑痕机械性损伤:是电流作用于人体时导致的机体组织断裂、骨折等伤害.电光眼:是发生弧光放电时,由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害.火警与爆炸:电流在不正常或有故障的情况下产生高温,足以燃点附
35、近的物件,导致有火警及爆炸意外.一般导致产生高温的原因包括一电力超出负荷;绝缘体损坏、短路;电器或电线保养不足;通风欠佳.预防触电的基本措施在低压设备上工作的基本措施将需停电设备的各方面电源彻底断开,包括中性线,并取下可熔保险器在刀闸或开关的操作把手上挂禁止合闸,有人工作的标示牌;如需要可在刀闸或开关两侧装设接地线或现场派人看护.工作前必须用合格的验电笔对停电设备及周围设备验电工作中要采用防止误触、误碰临近带电设备的措施和防止短路带电设备的措施.采取防止误入临近的带电间隔和误登临近带电杆、塔上的措施禁止用喊话、约时等方式进行停送电.根据现场需要安排指挥和监护人.根据工作需要和现场情况采取其它的
36、安全措施.使用触电危险性较大的电气设备(主要是指手持动工具、手提照明灯、各种移动式电气设备等)的安全要求:手持式电动工具必须完好,电源线不得任意加长;与电源连接应用插头连接,不得随意搭接;必须采用高灵敏的漏电保护器进行保护;严禁将I类工具的三芯电源线并为二芯使用.手提行灯必须采用安全电压并采用合格的灯具和电源线使用潜水泵、水磨石机、电风扇等移动式电气设备时,必须检查其绝缘情况,使用中要防止电源线的绝缘好坏,要安装漏电保护,操作者应穿戴好防护用品.3 .带电作业的基本措施;带电作业应则经验丰富的电工进行.至少两人以上同时工作,设有专责监护人进行监护.带电作业应使用合格的绝缘工具,工作时应站在干燥
37、的绝缘物上进行.带电作业时应采取防止相间短路和三单相接地的绝缘措施.采取防止误触、误碰周围低压带电体的措施.工作时先分清火线、零线,选好工彳位置.断开线时,先断开火线,后断开地线;搭接导线时,顺序相反.人体不得同时接触两根线头.4 .电气安全用具安全用具的种类.安全用具可分为基本绝缘安全辅助绝缘安全用具两种.基本绝缘安全用具:指绝缘程度足以抵抗电气设备运行电压并直接接触电源的安全用具.高压基本绝缘安全用具有:绝缘杆、绝缘夹钳、高压验电器(高压试电笔)低压基本绝缘安全用具有:绝缘手套、装有绝缘柄的工具、低压试电笔辅助绝缘安全用具:指绝缘强度不足以抵抗电气设备运行电压,并不直接接触电源的安全用具.
38、高压辅助绝缘安全用具有:绝缘靴、绝缘手套、绝缘垫及绝缘台等低压辅助绝缘安全用具有:绝缘靴、绝缘鞋、绝缘垫、绝缘台安全用具的正确使用使用基本绝缘安全用具时,必须使用辅助绝缘安全用具.高压绝缘安全用具应经耐压试验合格,在有效期内使用.安全用具使用前应进行外观检查,其表面应清洁、干燥、无断裂、戈旺人毛刺、孔洞等外伤.验电器使用前应在已知带电体上试验,检查其是否良好.绝缘手套除耐压试验合格、外观清洁、干燥、在有效期内使用外,还应做充气实验,检查其是否有孔洞.安全用具的保管安全用具应存放于干燥、通风场所.绝缘拉杆应悬挂或放在支架上,不应与地面、墙面接触,以防受潮.绝缘手套应存放在封闭的橱内,并应与其它工
39、具、仪表分别存放.高压验电器应放在防潮匣内,存放在干燥场所.绝缘靴应存放在橱内,不应代替一月如W鞋使用.安全用具不得当作一般工作使用.5 .接零接地保护直接接地:电气设备的外壳接地,其主要目的是当有漏电情形下,提供低阻抗通路予故障电流在接地后放电.即当触电时,电流以地线流走而避免进入人体造成伤害.接零:设备金属外壳与保护零线连接的方式,当某一相线直接连接到设备金属外壳时,即形成单相短路,短路电流促使线路上的短路保护装置迅速动作在规定时间内将故P1设备断开电源,消除电击危险。按单元电路的功能可以把它们分成若干类,每一类又有好多种,全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。
40、让我们从电源电路开始。一、电源电路的功能和组成每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换(蓄电池则要经常充电)的缺点,因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。电子电路中的电源一般是低压直流电,所以要想从220伏市电变换成直流电,应该先把220伏交流变成低压交流电,再用整流电路变成脉动的直流电,最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高,所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分
41、,见图1。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器,需要介绍的只是后面三种单元电路。二如何看懂电路图2电源电路单元前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器件,它们的连线纵横交叉,形式变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始,怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性,不管多复杂的电路,经过分析可以发现,它是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的积木,虽然只有十来种或二三十种块块,可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理,再复杂的电路,经过分析就可发现,它也是由少数几个单元电路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路,再学会分
42、析和分解电路的本领,看懂一般的电路图应该是不难的。二、整流电路整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。(1)半波整流半波整流电路只需一个二极管,见图2(a)。在交流电正半周时VD导通,负半周时VD截止,负载R上得到的是脉动的直流电把电容器和负载并联,如图 3 ( a ),正半周时电容被充电,负半周 时电容放电,就可使负载上得到平滑的直流电。(2)全波整流全波整流要用两个二极管,而且要求变压器有带中心抽头的两个圈数相同的次级线圈,见图2(b)。负载RL上得到的是脉动的全波整流电流,输出电压比半波整流电路高。(3)全波桥式整流用4个二极管组成的桥式整流电路可以使用
43、只有单个次级线圈的变压器,见图2(c)。负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。(4)倍压整流用多个二极管和电容器可以获得较高的直流电压。图2(d)是一个二倍压整流电路。当U2为负半周时VD1导通,C1被充电,C1上最高电压可接近1.4U2;当U2正半周时VD2导通,C1上的电压和U2叠加在一起对C2充电,使C2上电压接近2.8U2,是C1上电压的2倍,所以叫倍压整流电路。三、滤波电路整流后得到的是脉动直流电,如果加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分,就可得到平滑的直流电。(2)电感滤波把电感和负载串联起来,如图3(b),也能滤除脉动电流中的交流成分。(3)L、C滤波用1个电感和1个
44、电容组成的滤波电路因为象一个倒写的字母“L”,被称为L型,见图3(c)。用1个电感和2个电容的滤波电路因为象字母“兀”,被称为兀型,见图3(d),这是滤波效果较好的电路。(4)RC滤波电感器的成本高、体积大,所以在电流不太大的电子电路中常用电阻器(1 )电容滤波取代电感器而组成RC滤波电路。同样,它也有L型,见图3(e);兀型,见图3(f)。四、稳压电路交流电网电压的波动和负载电流的变化都会使整流电源的输出电压和电流随之变动,因此要求较高的电子电路必须使用稳压电源。(1)稳压管并联稳压电路用一个稳压管和负载并联的电路是最简单的稳压电路,见图4(a)。图中R是限流电阻。这个电路的输出电流很小,它
45、的输出电压等于稳压管的稳定电压值VZ。(2)串联型稳压电路有放大和负反馈作用的串联型稳压电路是最常用的稳压电路。它的电路和框图见图4(b)、(c)。它是从取样电路(R3、R4)中检测出输出电压的变动,与基准电压(VZ)比较并经放大器(VT2)放大后加到调整管(VT1)上,使调整管两端的电压随着变化。如果输出电压下降,就使调整管管压降也降低,于是输出电压被提升;如果输出电压上升,就使调整管管压降也上升,于是输出电压被压低,结果就使输出电压基本不变。在这个电路的基础上发展成很多变型电路或增加一些辅助电路,如用复合管作调整管,输出电压可调的电路,用运算放大器作比较放大的电路,以及增加辅助电源和过流保
46、护电路等。(3)开关型稳压电路近年来广泛应用的新型稳压电源是开关型稳压电源。它的调整管工作在开关状态,本身功耗很小,所以有效率高、体积小等优点,但电路比较复杂。开关稳压电源从原理上分有很多种。它的基本原理框图见图4(d)。图中电感L和电容C是储能和滤波元件,二极管VD是调整管在关断状态时为L、C滤波器提供电流通路的续流二极管。开关稳压电源的开关频率都很高,一般为几几十千赫,所以电感器的体积不很大,输出电压中的高次谐波也不多。它的基本工作原理是:从取样电路(R3、R4)中检测出取样电压经比较放大后去控制一个矩形波发生器。矩形波发生器的输出脉冲是控制调整管(VT)的导通和截止时间的。如果输出电压U
47、0因为电网电压或负载电流的变动而降低,就会使矩形波发生器的输出脉冲变宽,于是调整管导通时间增大,使L、C储能电路得到更多的能量,结果是使输出电压U0被提升,达到了稳定输出电压的目的。(4)集成化稳压电路近年来已有大量集成稳压器产品问世,品种很多,结构也各不相同。目前用得较多的有三端集成稳压器,有输出正电压的CW7800系列和输出负电压的CW7900系列等产品。输出电流从0.1A3A,输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等多种。这种集成稳压器只有三个端子,稳压电路的所有部分包括大功率调整管以及保护电路等都已集成在芯片内。使用时只要加上散热片后接到整流滤波电路后面就行了。外围
48、元件少,稳压精度高,工作可靠,一般不需调试。图4(e)是一个三端稳压器电路。图中C是主滤波电容,C1、C2是消除寄生振荡的电容,VD是为防止输入短路烧坏集成块而使用的保护二极管。五、电源电路读图要点和举例电源电路是电子电路中比较简单然而却是应用最广的电路。拿到一张电源电路图时,应该:先按“整流一滤波一稳压”的次序把整个电源电路分解开来,逐级细细分析。逐级分析时要分清主电路和辅助电路、主要元件和次要元件,弄清它们的作用和参数要求等。例如开关稳压电源中,电感电容和续流二极管就是它的关键元件。因为晶体管有NPN和PNP型两类,某些集成电路要求双电源供电,所以一个电源电路往往包括有不同极性不同电压值和
49、好几组输出。读图时必须分清各组输出电压的数值和极性。在组装和维修时也要仔细分清晶体管和电解电容的极性,防止出错。熟悉某些习惯画法和简化画法。最后把整个电源电路从前到后全面综合贯通起来。这张电源电路图也就读懂了。例1电热毯控温电路图5是一个电热毯电路。开关在“1”的位置是低温档。220伏市电经二极管后接到电热毯,因为是半波整流,电热毯两端所加的是约100伏的脉动直流电,发热不高,所以是保温或低温状态。开关扳到“2”的位置,220伏市电直接接到电热毯上,所以是高温档。例2高压电子灭蚊蝇器图6是利用倍压整流原理得到小电流直流高压电的灭蚊蝇器。220伏交流经过四倍压整流后输出电压可达1100伏,把这个
50、直流高压加到平行的金属丝网上。网下放诱饵,当苍蝇停在网上时造成短路,电容器上的高压通过苍蝇身体放电把蝇击毙。苍蝇尸体落下后,电容器又被充电,电网又恢复高压。这个高压电网电流很小,因此对人无害。由于昆虫夜间有趋光性,因此如在这电网后面放一个3瓦荧光灯或小型黑光灯,就可以诱杀蚊虫和有害昆虫。例3实用稳压电源图7是一个实用的稳压电源。输出电压39伏可调,输出电流最大100毫安。这个电路就是串联型稳压电源电路。要注意的是:整流桥的画法和图2(c)不同,实际上它就是桥式整流电路。这个电路使用PNP型错管,所以输出是负电压,正极接地。用两个普通二极管代替稳压管。任何二极管的正向压降都是基本不变的,因此可用
51、二极管代替稳压管。2AP型二极管的正向压降约是0.3伏,2CP型约是0.7伏,2CZ型约是1伏。图中用了两个2CZ二极管作基准电压。取样电阻是一个电位器,所以输出电压是可调的。出逐级分开,然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。放大电路有它本身的特点:一是有静态和动态两种工作状态,所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈,这种反馈有时在本级内,有时是从后级反馈到前级,所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。卜面我们介绍几种常见的放大电路低频电压放大器Tnu能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。例如
52、助听器里的关键部件就是一个放大器。放大电路的用途和组成放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输低频电压放大器是指工作频率在20赫20千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。(1)共发射极放大电路图1(a)是共发射极放大电路。C1是输入电容,C2是输出电容,三极
53、管VT就是起放大作用的器件,RB是基极偏置更fi,RC是集电极负载电阻。1、3端是输入,2、3端是输出。3端是公共点,通常是接地的,也称“地”端。静态时的直流通路见图1(b),动态时交流通路见图1(c)。电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多,输出电压的相位和输入电压是相反的,性能不够稳定,可用于一般场合。(2 )分压式偏置共发射极放大电路(3)射极输出器图3(a)是一个射极输出器。它的输出电压是从射极输出的。图3(b)是它的交流通路图,可以看到它是共集电极放大电路。图2比图1多用3个元件。基极电压是由RB1和RB2分压取得的,所以称为分压偏置。发射极中增加电阻RE和电容CE,CE称交流旁路电
54、容,对交流是短路的;RE则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端,作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的,就是负反馈。图中基极真正的输入电压是RB2上电压和RE上电压的差值,所以是负反馈。由于采取了上面两个措施,使电路工作稳定性能提高,是应用最广的放大电路。这个图中,晶体管真正的输入是Vi和Vo的差值,所以这是一个交流负反馈很深的电路。由于很深的负反馈,这个电路的特点是:电压放大倍数小于1而接近1,输出电压和输入电压同相,输入阻抗高输出阻抗低,失真小,频带宽,工作稳定。它经常被用作放大器的输入级、输出级或作阻抗匹配之用(4)低频放大器的耦合图5是单管功
55、率放大器,C1是输入电容,T是输出变压 器。它的集电极负载电阻 Ri'是将负载电阻R L通过变压器匝数 比折算过来的:RC = ( N1 N2 ) 2 RL=N 2 RL负载电阻是低阻抗的扬声器,用变压器可以起阻抗变换作用, 使负载得到较大的功率。这个电路不管有没有输入信号,晶体管始终处于导通状态, 静态电流比较大,困此集电极损耗较大,效率不高,大约只有35 % 这种工作状态被称为甲类工作状态。这种电路一般用在功率不太大的 场合,它的输入方式可以是变压器耦合也可以是RC耦合。(2 )乙类推挽功率放大器一个放大器通常有好几级,级与级之间的联系就称为耦合。放大器的级间耦合方式有三种:RC耦合,见图4(a)。优点是简单、成本低。但性能不是最佳。变压器耦合,见图4(b)。优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高,但变压器制作比较麻烦。直接耦合,见图4(c)。优点是频带宽,可作直流放大器使
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