电工学教案资料

PAGEword文档可自由复制编辑前言一、概述我国对电磁现象发现比较早，古籍中就有记载用磁石来指示方向和校正时间。到18世纪末特别是19世纪初，随着生产技术的不断发展，电在世界范围的发展更迅速。从1785年法国物理学家库仑，用实验确定静止电荷间相互作用力建立库仑定律开始，到1946年第一台计算机部世，它是德国数学家莱布尼兹根据我国八卦图发明的计算机二进制。到1958年研制大面积集成电路，在一块6平方毫米的硅片上制造出完整计算机止。人类从发现电磁现象到计算机从电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路进入第四代产品，特别是19世纪到20世纪初是电发展的高峰。二、电能的应用（1）、用于工农业生产中。如机械设备（2）、现代国防中。如雷达、导弹、军舰等（3）、交通运输中。如电气机车、电车、飞机（4）、日常生活中。如电灯、电话、电视机（5）、电子计算机。三、电能的优点电能的特点：转换容易；输送经济；控制便利。转换容易：在此应当较详细的介绍一下火力发电和水力发电的知识，尤其是火力发电的流程：煤→锅炉→高压蒸汽→汽轮机→发电机，而核能发电与此类似。与此同时，介绍一下:为把用过的蒸汽冷凝成水，要有循环的冷却水和晾水塔。学生乘火车时经常在铁路两边远处看到电厂的晾水塔，告诉他们塔的这种特殊形状是为了可以使水喷洒的距离最长，他们会很感兴趣。同时介绍我国电力生产发展的情况。在这里还有一个问题可以讲一下。常有人问：在深夜，很多工厂都不用电了，人们都睡觉也不开电灯了，可发电机还照常运转，多余的电跑到那里去了？白白浪费掉了？（根据能量守恒原理，能量不可能自行消失）？还是储存起来了（也没有那么大的储能设备）？提出这一问题，大多数学生会不清楚，并且会很感兴趣。因为发电机是应用导线在磁场中运动感应电动势的原理来发电的，绕成线圈的导线称为绕组。而发电机向外供电时绕组中有电流，通电导线在磁场中将受到与旋转方向相反的力（学生在高中物理电磁学里都学过，一提即可），用户用电越多，发电机绕组电流越大，反力也越大，汽轮机就要开大汽门才能拖动它，锅炉就要多供汽，相应的也就要多烧煤。反之，用户用电很少时，用煤也少。能量是守恒的。这一概念很重要，但往往被忽视，因为没有哪个章节会讲到它。当然，即使能量并未失去，深夜发电设备没有得到充分利用，也是我们不希望的，所以供电部门经常用深夜降低电价的方法，鼓励一些原来在高峰时间用电的用户转向深夜用电，叫做“削峰填谷”。输送经济：可以和热能相比，电能在输送时损耗要小得多，这大家都能想到。同时介绍我国高压输电技术的发展情况。控制便利：微弱的电能可以作为“信号”，最早用于通信，称为“弱电”，现代已经把弱电和强电结合到一起，以弱控强，形成了自动控制系统，使生产过程实现自动化。四、电工学研究的内容1、研究电路功能和电磁现象的基本规律及分析方法，是一门技术基础课。2、电力拖动的一些基本知识。电力拖动是生产机械中一些部件的运动，需要原动力来拖动。我们把电动机来拖动生产机械，称为电力拖动。例：电梯、生产机械、交通灯3、电子技术:电路板、电视机、计算机五、怎样学好本课程1、理解各主要物理量及基本公式的含义。2、要弄清各定律的内容。3、要充分重视实验和对电气设备的正确作用。4、练习。第一章直流电路§1-1电路及基本物理量课前导入：前面物理课中已学过电路的一些基本物理量，如电流、电压、电阻等。本节内容是物理课中相应内容的复习与深化，起承前启后的作用。教学过程：一、电路和电路图1、电路的组成由电源、负载、开关和连接导线组成。2、电路的三种状态通路：构成闭合回路开路：断开短路：电源未经负载而直接由导体构成闭合回路。二、电路中几个基本物理量1、电流——电荷的定向移动形成电流。I=Q/t单位：A1KA=103A=106mA=109测量电流可用安培表，测量时注意事项：1）、交、直流应分开；2）、电流表串接到被测电路中；3）注意直流表的正、负极；4）、合理选择量程。电流的方向：规定以正电荷移动的方向为电流的方向。可先设定参考方向，I>0时，实际方向与参考方向相同；I<0时，实际方向与参考方向相反。2、电流密度——指电流在导体截面上均匀分布时，该电流与导体横截面积的比值。用J表示。J=I/S单位：A/mm23、电压（衡量电场力作功本领大小的物理量）UAB=WAB/Q单位：伏特（v）1KV=103V=106mV=109μV测量电压注意事项：1）、区分交、直流；2）、电压表必须并联在被测电路的两端；3）、区分正、负极；4）、合理选择量程。电压的方向：对负载，电流流进为正，流出为负；电压方向由正指向负。4、电动势（衡量电源力做功本领的大小的物理量）E=W外/Q方向：在电源内部，由负载指向正极。注意：应着重强调电压与电动势的不同点。5、电位——指电路中某点与参考点之间的电压。参考点电位规定为0电位。电位的符号：“”表示接大地。“”或“”表示接机壳或公共接点。UAB=UA-UB电位是相对值（如山的海拔，相对海平面的高度）三、电阻和电阻率电阻：导体对电流的阻碍作用，用R表示，单位：Ω1MΩ=103KΩ=106ΩR=ρL/Sρ为电阻率：单位，ΩmL：代表导体的长度S：代表导体横截面积例1-3：S=πd2/4=7.85×10-7※一般金属的电阻随温度的升高而增大。导体电阻的大小可用电阻计测量。测量时要注意：切断电路上的电源。使被测电阻的一端断开。避免把人体的电阻量入。（图1-10）小结：名称意义符号单位单位符号电流1S内通过导体横截面的电量I安培A电压衡量电场做功本领大小U伏特V电位电路中某点对参考点的电压U伏特V电动势衡量非电场力做功E伏特V电阻导体对电流的阻碍作用R欧姆Ω作业：P223、4§1-2欧姆定律及其应用复习旧课：电路的组成及几个基本物理量（电流、电压、电阻）新课导入：前面着重强调一些基本概念及定义，特别是电压和电动势的区别，电压存在电源外部，方向由正极指向负极；电动势存在电源内部，方向由负极指向正极。同时还要强调它们与电流方向的关系：与电流方向一致的电压降为正，对于电阻来说电流流进端为正极、流出端为负极。这是它们方向的关系，本节课主要是讲它们的大小关系。教学过程：一、部分电路欧姆定律内容：在不包含电源的电路中，流过导体的电流与这段导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。I=U/R注意：不考虑温度时，电阻的阻值与外加电压及电流大小无关。所以“电阻值与外加电压成正比，与电阻电流成反比”结论错误。例1-4：解：R=U/I=484Ω例1-5：解：当电压最大时，电流也最大。所以：I=U/R=300/40×103=7.5mA二、全电路欧姆定律全电路：指由内电路和外电路组成的闭合电路的整体。定律内容：在全电路中电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路的内、外电阻之和成反比。即I=E/（R+r）E=I（R+r）=U外+U内三、电路的三种状态1、通路电路中的电流为：I=E/（R+r）电路的端电压：U外=E-U内=E-Ir上式表明，电源具有内阻时，端电压总小于电动势。2、开路（断路）R→∞、I=0、U内=Ir=0所以：U外=E3、短路I=E/r（一般不允许短路）例1-6解：开关打到“1”时，电路处于短路状态，I短=E/r=10A开关打到“2”U=E=2VI断=0开关打到“3”I=E/（R+r）=0.2A电压表读数：U=IR=1.96V小结：本节主要掌握欧姆定律及其应用。作业：P236、9题§1-3电阻的串联、并联及其应用复习旧课：欧姆定律及其应用。I=U/R（部分电路）I=E/（R+r）（全电路）新课导入：在实际应用中，当我们原有的电阻阻值不能满足需要时，可以利用现有的电阻经串、并联变化从而得到相应的阻值满足我们的需要。教学过程：一、电阻的串联电路串联电路的性质：（1）、I=I1=I2=…In（2）、U=U1+U2+…Un（3）、R=R1+R2+…Rn若n个阻值相等的电阻串联，则R=nR0，U1=U/n=U2根据欧姆定律：U=IR、U1=I1R1，可得，U1/U=R1/R如果两电阻串联，可得U1=UR1/（R1+R2）U2=UR2/（R1+R2）串联电路的应用：（1）、可得到较大的电阻；（2）、可构成分压器；（3）、当负载电压低于电源电压时，可串电阻将负载接入电源；（4）、限制和调节电路电流大小；（5）、扩大电压表量程。例：1-7解：串联电阻所承受电压：U2=100-40=60V根据欧姆定律U=IR，需串联电阻为R=U2/I=6Ω例：1-8解：满刻度时，Ua=IaRa=0.5V串联电阻的电压：UX=U-Ua=10-0.5=9.5V则RX=UX/Ia=9.5/(50×10-6)=190KΩ二、电阻的并联电路电阻并联的性质：（1）、U=U1=U2=…Un（2）、I=I1+I2+…In（3）、1/R=1/R1+1/R2+…1/Rnn个阻值为R0并联，则I1=I2=In=I/n，R=R0/n根据U=I1R1、U=I2R2、U=IR则I1/I2=R2/R1或I1/I=R/R1两电阻并联分流：因为R=R1R2/（R1+R2）则I1=IR2/（R1+R2）I2=IR1（R1+R2）电阻并联的应用：（1）、凡是额定工作电压相同的负载都采用并联的工作方式；（2）、获得较小的电阻；（3）、扩大电流表的量程。例1-9解：等效电阻RAB=R1//R2=R1R2/（R1+R2）=2Ω总电流I=U/RAB=12/2=6A各负载上电压U1=U2=U=12V各负载中电流I1=IR2/（R1+R2）=2AI2=I-I1=4A例1-10解：并联电阻分的电流为I-Ia则IaRa=（I-Ia）RX=Ua所以RX=IaRa/（I-Ia）=0.3Ω三、电阻的混联电路例1-11解：RAB=R1//[R2+R5//（R3+R4）]=5/8Ω求较复杂混联电路等效电阻方法如下：1）、在原图上各电阻连接点上标注不同的字母，但同一导线的各连接点只用一字母。2）、在同一直线上依次标出各点。3）、将电阻依次填入相应的连接点间。4）、按电阻串、并联定义进行计算。例1-12解：图1-29RAD=R1//R2//R3=R/3例1-13解：RAB=（R1//R2//R3+R4）//R5=（120+120）//240=120Ω小结：1、电阻串联、并联、混联的性质及等效电阻的求法。2、串联、并联电路的应用。作业：P2310、16§1-4电功与电功率复习旧课：电阻串联、并联和混联电路的性质及应用。新课导入：用电量的单位用的是度，度与电功率的关系是什么？以前有时几家人合用一个电表，电费又是根据什么来计算的？这都涉及到所用的电器的功率问题。教学过程：一、电功与电功率1、电功——负载将电能转化成其他形式的能量，称之为电流做功，简称电功，用W表示。根据：I=Q/t、U=W/Q、I=U/R可得W=UQ=IUt=U2t/R单位：J2、电功率——电流在单位时间内所做的功，称为电功率，简称功率。P=W/t单位：瓦特（W）1KW=103W=106mW电功率的常见公式为：P=IU=I2R=U2/R可知：（1）、R一定时，电功率与电流或电压平方成正比；（2）、I一定时，P与电阻成正比，串联电阻功率与各电阻成正比；（3）、U一定时，P与电阻成反比，并联电阻功率与各电阻成反比。例：40W灯泡和25W灯泡并接到220V电源上，由P=U2/R可知，功率大电阻小，在并联电路中，电阻小，电流大，所以40W灯泡比较亮。如果串联，则由P=I2R可知，电阻大，电压也大，所以25W灯泡较亮。1度电=3.6×106J=1KWh例：1-13解：W=Pt=133.59KWh=133.59度电费:133.59×0.61=81.49元3、负载获得最大功率的条件∵P=I2R=[E/（R+R0）]2×R=E2R/（R2+R02+2RR0）=E2R/[（R-R0）2+4RR0]∴P=E2/[（R-R0）2/R+4R0]当分母最小时，P最大，即R=R0时，P最大。条件：负载电阻等于电源内阻，即R=R0时，Pm=E2/4R0二、焦耳—楞次定律热效应：电流通过导体，使导体发热的现象。实验证明：Q=I2RtQ—热量，单位：J例1-14解：Q=U2t/R=8712KJW=Q=8.712×106/(3.6×106)=2.42度三、负载的额定值——把电器元件和设备安全工作时所允许的最大电流、电压和功率分别叫额定电流、额定电压、额定功率。满载：额定工作状态轻载：低于额定工作状态超载：高于额定工作状态例1-15解：∵P=U2/R∴U=PR=10VI=P/R=0.1A小结：1、电功与电功率，P=IU=I2R=U2/R2、负载获得最大功率的条件，R=R0。3、负载额定值。作业：P2419、20§1-5基尔霍夫定律复习旧课：电功与电功率，P=IU=I2R=U2/R；负载获得最大功率的条件，R=R0。新课导入：前面所学的能运用欧姆定律、电阻串、并联进行化简、计算的直流电路，叫简单直流电路。但实际工作中，经常会碰到电阻之间不存在串并联关系的，这种不能用电阻串、并联化简的直流电路，叫复杂直流电路。教学过程：几个基本术语：（1）、支路：电路中的每一个分支有源支路无源支路（2）、节点：三条或三条以上支路所汇成的支点。（3）、回路：电路中任一闭合路径，最简单的回路叫网孔。一、基尔霍夫第一定律ΣI进=ΣI出分析未知电流时，可先假设参考方向，列出节点电流方程。例1-16，解：I1-I2+I3-I4=0解得I4=3A可推广应用到任一假设的闭合面。（图1-33）IA+IB+IC=0或ΣI=0二、基尔霍夫第二定律ΣU=0I1R1-I2R2+E2-E1=0或E1-E2=I1R1-I2R2即ΣE=ΣIR三、支路电流法解题步骤如下：（1）、先标出支路的电流参考方向和独立回路的循环方向。（2）、列出节点电流方程和回路电压方程。如有n条支路、m个节点，需列（m-1）个电流方程和n-(m-1)个电压方程。（3）、解方程。例1-17解：I1+I2=I3I1R1+I3R3-E1=0I2R2+I3R3-E2=0代入参数得：I1+I2-I3=0解得：I1=6AI1+4I3=18I2=-I2+4I3=9I3=3A小结：1、基尔霍夫定律；2、支路电流法的应用。作业：P2424、27有关物理量小结名称符号单位物理意义方向有关公式电荷Q库仑（C）带电体所带电荷的数量电流I安培（A）1S内通过导体横截面的电量由电源正极流出I=Q/tI=U/RI=E/(R+r)电压U伏特（V）衡量电场做功本领大小的物理量由高电位→低电位U=IR电位V伏特（V）电路中某点对参考点的电压由某点→参考点UAB=VA-VB电动势E伏特（V）衡量非电场力做功本领大小的物理量电源内部由负极→正极E=I(R+r)电阻R欧姆（Ω）导体对电流的阻碍作用R=U/I电阻率ρ欧姆·米（Ω·m）由导体的材料决定R=ρL/S长度L米（m）导体的长度横截面积S平方毫米（mm2）导体的横截面积S=πr2电功W焦耳（J）电能转换成的其它形式能量W=IUt电功率P瓦特（W）电流在1S内所做的功P=IU=I2R=U2/R实验一万用表的使用实验目的掌握万用表测量电压、电流和电阻的操作方法。万用表的使用说明万用表使用前先要机械调零。查看表针是否指在电压刻度的零点上，如果表针指零，则调节机械调零螺钉，使指针指零。实验器材万用表1只直流电源1台电阻若干实验内容与步骤直流电源（电池）开路电压的测量测量原理如图所示。将万用表的量程转换开关置于“V”（直流电压测量）挡。注意选用合适的量程挡。测量直流电压时，将红表棒接电源正极；黑表棒接电源负极。如果两表棒接错，指针将反偏。记录所测电源开路电压的数值，E=V。负载电压的测量测量原理如右图所示接通稳压电源开关，调节稳压电源的输出旋钮，将输出电压调节到3V。用万用表合适的电压量程挡测量负载电阻R1两端的电压U，记录在下表。将输出电压分别调节到：4，10V。重复上述实验操作，并作记录。负载电流的测量测量原理如下图所示。将万用表量程转换开关置于“A”挡。注意选用合适的量程挡。在不知被测电流大小时，应先选择最大电流量程。将万用表通过表棒串入被测电路中。将直流输出电压调到5V。记录被测电路中的电流数值，I=A。电阻的测量将万用表量程转换开关置于“Ω”挡，并选用合适的电阻测量挡。先将两表棒短接，调节表头下的“Ω”旋钮，将指针调整到电阻值刻度的零点。（以后测量电阻时，每转换一次电阻测量挡，都要先调零）分别测四种不同阻值的电阻。实验报告根据实验操作步骤1，2，3，说明用万用表测量直流电流、直流电压的基本方法。根据实验操作步骤4，说明用万用表测量电阻的方法。实验二、基尔霍夫定律的验证一、实验目的1、掌握用万用表测量电压、电流和电阻的操作方法；2、验证基尔霍夫定律的正确性，从而加深对基尔霍夫定律的理解。二、实验器材1、实验线路板；2、稳压电源（0~15V）双路；3、万用表一块；4、电阻：R1为100Ω、0.25W；R2为200Ω、0.25W；R3为300Ω、0.25W；三、实验内容1、用万用表测量电阻的阻值。万用表先选好挡位，然后进行欧姆调零。2、按图接线。3、检查电路连接无误后，接通稳压电源开关。调节稳压电源的输出旋钮，将输出电压调节到下表中的要求值。4、把万用表置于电流挡，注意选用合适的量程挡。在不知被测电流大小时，应先选择最大电流量程挡。将万用表通过表棒串入被测电路中。测出各支路电流值。5、把万用表置于电压挡，注意选用合适量程挡。测量直流电压时，将红表棒接电源正极、黑表棒接电源负极，测出各电阻的电压值。6、调整E1、E2，重复测量，并将测量数据记入下表。四、实验报告1、根据电路图，先从理论上计算各支路电流I1、I2、I3数值，再与实验中电流表的读数进行比较，检查实验的准确性，然后用实测值核对在节点B上是否满足基尔霍夫定律，验证基尔霍夫定律的正确性。2、根据回路电压定律，对回路BADB和回路BCDB进行计算，并与实测值比较，验证基尔霍夫第二定律的正确性。3、上述验证中若有误差，试分析误码差产生原因。第二章磁与电磁复习旧课：直流电路的模型、基本物理量和基本定律。新课导入：目前，继电器、接触器、各类仪表、变压器和电动机等电气设备已广泛地应用于电信、电力和机床等设备中。在分析这些设备的构造、工作原理以及它们的应用时，除了电路问题外，还会遇到磁场和磁路及电与磁之间的关系问题。因此，本章为后面章节做了一些必要的理论准备。（电生磁，磁生电）教学过程：§2-1电流的磁场一、磁的基本知识1、磁铁及其性质磁性：能够吸引铁、镍、钴等金属及其合金的性质。（日常生活中，继电器、接触器、变压器、电动机等）磁体天然磁体人造磁体磁极：N极、S极（南）2、磁场与磁感应线磁场：磁铁周围的空间中存在着一种特殊的物质。磁感应线的特点：（1）、互不交叉的闭合曲线。磁感应线方向：外部：N→S，内部：S→N（2）、线上任一点的切线方向，就是该点的磁场方向。（3）、磁感应线越密，磁场越强。二、电流的磁场电流与其产生磁场的方向可用安培定则（又称右手螺旋法则）判断。直线电流产生的磁场。2、环形电流产生的磁场。§2-2磁场对电流的作用一、磁场对通电直导体的作用图2-6电磁力的大小：F=BILSinα单位：Β-磁感应强度α-电流方向与磁感应线的夹角α=900时，F最大，α=00时，F最小方向：引用左手定则来判断（平伸左手，使拇指垂直其四指，手心正对磁场方向，四指指向电流方向，则拇指的指向就是通电导体的受力方向）掌握定则的目的：为了学习第四章交、直流电动机的工作原理的准备二、磁感应强度——描述磁场中各点的磁场强弱和方向的物理量B=F/IL单位：特（T）方向：B的方向就是该点的磁场方向均匀磁场：B大小相等，方向相同×：表示垂直穿进·：表示垂直穿出三、磁通Ø=BS单位：韦（wb）四、磁场对通电线圈的作用§2-3磁化与磁性材料复习旧课：磁的基本知识和磁场对电流的作用。新课导入：电流能够产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？事实上，电和磁同属电磁过程中的两个方面，它们相互依存，共处于“电磁”这一统一体中，而在一定条件下，又相互转化。教学过程：一、物质的磁化磁化——原来没有磁性，在外磁场作用下而产生磁性的现象叫做磁化，凡铁磁物质都能被磁化。二、磁导率——一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用μ表示。三、铁磁材料的分类和用途1、分类软磁材料：特点是磁导率很大，容易磁化，也容易去磁，硅钢片主要用于电动机、变压器、电磁铁中，坡莫合金常用来做小型元件，如高精度的交流仪表铁淦氧磁体用在高频电路中。硬磁材料：必须采用较强的外磁场才能使它们磁化，但一经磁化，取消磁场后磁性不易消失，主要用途是制造各种形状的永久磁铁。矩磁材料：特点是在很小的外磁场作用下就能磁化，并达饱和，去掉外磁场后，磁性仍然保持与饱和时一样，主要用来做记忆元件。§2-4电磁感应定律一、电磁感应现象及其产生条件电磁感应：变动磁场在导体中产生电动势的现象。1、直导体切割磁感应线产生感应电动势图2-10所示，导体在磁场中切割磁感应线是，检流计指针会向左或向右偏转，产生感应电动势。直导体中感应电动势的大小为：E=BLvsinα当α=900时，sin900=1，感应电动势最大。方向：可用右手定则来判断。（平伸右手，拇指与其余四指垂直，让掌心正对磁场方向，以拇指指向表示导体运动方向，则其余四指的指向就是感应电动势的方向。）2、线圈中磁通变化产生感应电动势当条形磁铁的N极插入或拔出线圈时，检流计指针都会偏转。原因是由于磁铁的插入或拔出导致线圈中的磁通发生了变化。二、楞次定律内容：当线圈中的磁通要增加时，感应电流就要产生一个磁通去阻碍它的增加；当线圈中的磁通要减少时，感应电流所产生的磁通将阻碍它减少。（即电流产生的磁通总要阻碍原磁通的变化）三、法拉第电磁感应定律内容：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。四、自感现象与自感系数（图2-13）当开关SA合上瞬间，灯泡HL1立即正常发光，此后灯的亮度不发生变化；但灯泡HL2的亮度却是由暗逐渐变亮，然后正常发光。图B中，当SA打开瞬间，SA的刀口处会产生火花。上述现象是由于线圈电路在接通和断开的瞬间，电流发生着从无到有和从有到无的突然变化，线圈产生了较高的感应电动势。自感——这种由于流过线圈本身的电流发生变化，而引起的电磁感应叫自感现象。自感系数——线圈中通过每单位电流所产生的自感磁通数。用L表示。小结：1、磁场的基本知识；2、电流产生的磁场和磁场中通电导体受电磁力作用的知识；3、铁磁材料的磁性能、分类和用途；4、电磁感应定律5、自感和互感的有关性质。作业：练习册第三章正弦交流电路复习旧课：三个定则（安培定则、左手定则、右手定则）的应用、楞次定律、电磁感应定律。新课导入：直流电路与正弦交流电路是本课程的重点内容之一。直流电路的分析计算方法前面已经讲过。但是，由于所加信号的不同，不能把直流电路的规律和分析方法直接运用到正弦交流电路中去，而必须根据正弦交流信号的特性，对电路进行分析，找出正弦交流电路的规律和分析方法。由于正弦交流电具有产生容易、成本低廉、便于输送和控制、易于转换和测量等优点，从而得到了广泛的应用。即使是使用直流电的场合，大多数也是由交流电经过整流滤波后获得的。因此，学习正弦交流电路具有很大的实际意义。教学过程：§3-1交流电的基本概念一、交流电交流电：大小和方向随时间作周期性变化的电流和电压。交流电机构造简单，成本低，工作可靠。电动机、照明器具，家电使用交流电直流电：方向不随时变化二、正弦交流电的产生由交流发电机产生，发电机由转子和定子组成，利用电磁感应原理产生感应电动势e=Emsinwtu=Umsinwti=Imsinwt三、表征正弦交流电的物理量1、最大值与有效值（1）最大值（瞬时值：交流电某一瞬间的数值，用e、u、i表示）——支流电在一个周期所能达到的最大瞬时值，又振幅，峰值，用Em、Im、Um（2）有效值——使交流电和直流电加在同样阻值的电阻上，相同时间内产生的热量相等，则这一直流电的大小叫交流电有效值。用E、U、I表示。*电工仪表测出为有效值有效值=×最大值或Em=EUm=UIm=I2、周期与频率（1）周期T——交流电每重复变化一次所需的时间。单位：S1S=103ms=106μs=109ns（2）、频率f——交流电在1S内重复的次数。单位：HZf=1/T1KHz=103Hz1MHz=106Hz我国工频：50Hz周期：0.02S（3）角频率——支弦交流电每秒内变化的电角度，用W表示，单位：rad/sW=2πf=2π/T我国供电系统中，W=314rad/s3、相位与相位差（1）相位t=0时，e不为0，已过了φ1、φ2角，（图3-4）则e1=Emsin(wt+φ1)E2=Emsin(wt+φ2)Wt+φ1和wt+φ2称为交流电的相位与相角t=0时的相位叫初相位或初相（2）相位差Φ=（wt+φ1）-（wt+φ2）=φ1-φ2如：φ1-φ2>0则e1超前于e2或e2滞后于e1Φ1-φ2=0同相Φ1-φ2=π/2正交Φ1-φ2=π反相正弦量三要素：最大值（有效值）、角频率（或频率）、初相位例3-1（略）小结：正弦量的三要素作业：P702、3§3-2正弦交流电的三种表示法复习旧课：正弦量的三要素。新课导入：正弦交流电的三种表示方法可以互相转换，其转换的核心是三要素。教学过程：一、解析法e=Emsin(wt+φe)u=Umsin(wt+φu)i=Imsin(wt+φi)二、波形图用正弦曲线来表示。三、矢量图表示法最大值OA，OA与OX的夹角为初相位φ，逆时针旋转。用矢量图进行加减运算。例3-2解：①U=U12+U22=5Vφ=arctan(U2/U1)=53o∴φu=φ1-φ=-23o∴u=52sin(314t-23o)v②由U’=U1-U2=U1+(-U2)U’=U12+U22=5Vφ‘=arctan(U2/U1)=53oφu=53o+30o=83o∴u=52sin(314t+83o)v小结：正弦量的三种表示法及其应用。作业：P717§3-3单相交流电路复习旧课：正弦交流电的三种表示法及应用。新课导入：交流电的分析与直流电不同，分析各种交流电路不但要确定电路中电压与电流之间的大小关系，而且要确定它们之间的相位关系，同时还要讨论电路中的功率问题。教学过程：一、纯电阻电路1、电流与电压的相位关系设uR=URmsinwt则i=u/R=URmsinwt/R∴电流与电压同相位2、电流与电压的数量关系Im=URm/R有效值I=UR/R3、功率瞬时功率：在任一瞬间，电阻中电流瞬时值与同一瞬间的电阻两端电压的瞬时值的乘积。用pR表示，即pR=uRi=(U2Rm/R)sin2wt平均功率P=URI=I2R=UR2/R例3-3解：（1）、R=U2/P=2202/100=484Ω（2）、由u=311sin314tV可知，电压有效值U=Um/2=220VI=U/R=0.455Ai=0.4552sin314tA二、电感与纯电感电路1、电流与电压的相位关系纯电感电路中有交变电流i通过时，e=-LΔi/Δt设流过电流i=Imsinwt则uL=wLImsin(wt+π/2)2、电流与电压的频率关系频率相同3、电流与电压的数量关系uLm=wLIm或uL=wLI感抗XL=Wl=2πfL单位：Ω∵f越高，XL越大，对高频电流起阻碍作用。对直流电，因f=0，相当于短路。4、功率pL=uLi=ULmsin(wt+π/2)×Imsinwt=ULmImcoswtsinwt=ULIsin2wt在第一和第三个1/4周期内，功率为正，储能；第二和第四个1/4周期内，功率为负，磁能转化成电能。因此，电感元件是一种储能元件。把瞬时功率的最大值叫无功功率：QL=ULI=I2XL=UL2/XL无功的含义是“交换”，而不是消耗。例3-4解：（1）、XL=wL=314×0.7=220Ω（2）、I=U/XL=1A∵φu=30o∴φi=φu-90o=-60o∴i=2sin(314t-60o)A（3）、QL=ULI=220var小结：1、纯电阻电路、纯电感电路的电流与电压的数量关系、相位关系。2、各种纯电路的功率。作业：P718、10§3-3单相交流电路复习旧课：纯电阻和纯电感电路的大小关系和相位关系。新课导入：交流电的分析与直流电不同，分析各种交流电路不但要确定电路中电压与电流之间的大小关系，而且要确定它们之间的相位关系，同时还要讨论电路中的功率问题。教学过程：三、电容与纯电容电路实验现象：开关拨到“1”时，指示灯亮了一下就慢慢变暗，电流表指针向右偏转，然后慢慢回到“0开关拨到“2”时，指示灯亮了一下变变暗，电流表向左偏，然后慢慢回到“0电压表由电源电压减小到“0”。把开关迅速在“1”和“2实验说明：开关拨向“1”开关拨向“2”结论：（1）、电容在储存和释放电荷过程中，电路中产生电流。（2）、电压随电荷变化。（3）、充电结束后，电容两端有直流电压，但电流为零，说明电容隔直流，若电容不断充放电，电路中始终有电流，说明电容“隔直通交”。1、电流与电压的相位关系设uC=UCmsinwt∵C=Q/UQ=Iti=wCUCmsin(wt+π/2)2、电流与电压的频率关系同频3、电流与电压的数量关系Im=wCUCm或I=wCUC=UC/XC容抗：XC=1/wC=1/2πfC电容一定时，f↑，Xc↓，直流电路中，f=0，Xc→∞，相当于断路。4、功率Pc=uci=UcIsin2wtQc=UcI=I2Xc=Uc2/Xc例3-5解：（1）、Xc=1/wC=1/314×15.9×10-6=200ΩI=U/Xc=1.1A∵φu=30o,得φi=φu+90o=120o∴i=1.12sin(314t+120o)（2）、电路的无功功率为Qc=UcI=242var（3）、电流电压矢量图在含有线圈的交流电路中，当线圈的电阻不能被忽略时，就构成了由电阻R和电感L串联的交流电路，简称R-L串联电路。工厂里常见的电动机、变压器及日常生活中的日光灯等都可看成是R-L串联电路。四、电阻与电感的串联电路1、电流与电压的频率关系同频2、电流与电压的相位关系U=UR2+UL2代入UR=IR,UL=IXL，可得U=（IR）2+（IXL）2=IR2+XL2令Z=R2+XL2（阻抗，单位：Ώ）I=U/Z把电压三角形各边同时缩小I倍，可得阻抗三角形。φ=arctan(UL/UR)=arctanXL/R4、功率和功率因数把三角形三边同时增加I倍，可得功率三角形。有功功率P=URI=I2R无功功率QL=ULI=I2XL视在功率S=UI单位：VAS=P2+QL2P=ScosφQL=Ssinφ电源功率存在利用的问题，用功率因数表示Cosφ=P/S提高功率因数的方法：并联补偿法（并联电容）例3-6解：（1）、XL=wL=8ΩZ=R2+XL2=10Ω（2）、I=U/Z=22Ai=222sin(314t-23o)A（3）、P=I2RQL=I2XLS=UI典型应用：日光灯小结：1、纯电容电路中电压与电流的数量关系、相位关系。2、RL串联电路的数量、相位关系。3、典型应用电路。作业：P7213、17§3-4三相交流电的基本概念复习旧课：1、三种纯电路中电流与电压的大小关系、相位关系。2、RL串联电路中电流与电压的大小关系、相位关系。新课导入：前面所讲的单相交流电路中的电源只有两根输出线，即电源只有一个交变电动势。如果在交流电路中有几个电动势同时供电，每个电动势的最大值相等，频率相同，只有初相位不同，那么就称这种电路为多相制电路。教学过程：一、三相交流电三相交流电的优点：1、输出功率大；2、结构简单，使用、维护方便，运转振动小；3、远距离输电时，可节约材料。二、三相电动势的产生三相电动势是由三相交流发电机产生的。三相绕组始端分别用U1，V1，W1表示，末端用U1，V2，W2表示，分别称为U相，V相，W相，颜色一般用黄、绿、红色表示。三个绕组在空间彼此相隔120O的电角度。eu=Emsin(wt+0o)ev=Emsin(wt-120o)ew=Emsin(wt+120o)eu,ev,ew的波形图和矢量图如下图所示：三、三相四线制中线：从中性点引出的输电线称为中线，中线通常与大地相接，称为零线。（用黄绿相间色表示）端线：从三个线圈始端引出的输电线叫端线或相线，俗称火线。线电压：端线与端线之间的电压。U线=Uuv=Uvw=Uwu相电压：端线与中线之间的电压。U相=Uu=Uv=Uw作Uu、Uv、Uw的的矢量图，可得Uuv/2=Uucos30o=3Uu/2Uuv=3Uu即线电压和相电压数量关系为U线=3U相从图可看出，线电压和相电压的相位不同，线电压总是超前与之对应的相电压30o。小结：三相交流电的产生；三相电源的连接方式。作业：P7221、22四、三相负载的连接方式三相对称负载：各相负载完全相同的三相负载。1、三相负载的星形连接——把三相负载分别接在三相电源的一根相线和中线之间的接法。UY线=3UY相IY相=IY线对于三相电路的每一相来说，就是一个单相电路。I相=U相/Z相对于感性负载来说，各相电流滞后对应电压的角度，φ=arctanXL/R例3-72、三相负载的三角形连接——把三相负载分别接在三相电源每两根相线之间的接法。U△线=U△相I△线=3I△相3、三相负载的功率P=3U相I相cosφ相=3P相P=3U线I线cosφQ=3U线I线sinφ=3U相I相sinφS=3U线I线=3U相I相例3-8书P62小结：1、三相交流电的优点及产生；2、三相负载的两种连接及特点。课堂练习：练习册作业：P7223§3-6变压器复习旧课：1、三相交流电的优点及产生；2、三相负载的连接方法及特点。新课导入：一个完整的电力系统是由发电设备、输电设备和用电设备三部分组成。从安全角度考虑，用电设备的工作电压越低越安全。从输电角度考虑，输电电压越高越经济，如目前远距离输电多用110KV或110KV以上的电压。发电机输出端电压通常为10KV左右。由于电压等级不同，发电、输电和用电三者间发生了矛盾。为解决这个矛盾，必须使用变压器。教学过程：一、变压器的用途及其基本结构1、变压器的用途变压器——是改变交流电压而保持交流电频率不变的电气设备。用途：除用于改变电压以外，还可用于改变电流、变换阻抗及产生脉冲。2、变压器的基本结构结构：是由一个闭合的软磁铁心和两个套在铁心上相互绝缘的绕组所构成。与交流电源相接的绕组叫一次绕组，与负载相接的绕组叫一次绕组。二、变压器的工作原理1、变压原理U1/U2=N1/N2=n例3-9（略）2、变流原理变压器在变压过程中只起能量传递的作用，无论变换后的电压是升高还是降低，电能都不会增加。根据能量守恒定律：I1U1=I2U2或I1/I2=U2/U1=N2/N1=1/n例3-10阻抗变换原理变压器的这种特性常用于电子电路中的阻抗匹配，使负载获得最大功率。如广播喇叭。3、变压器的几个参数（1）、额定电压U1N和U2N（2）、额定容量SN小结：1、变压器的作用及工作原理；2、变压器的应用。作业：P7326、29实验单相交流电路（R-L串联电路、日光灯）一、实验目的1、验证R-L串联电路中总电压与各分电压之间的数值关系及相位关系。2、熟悉交流电压表、电流表的使用。3、熟悉日光灯电路的工作原理，验证其电压与各分电压之间的关系。二、实验器材1、实验线路板2、白炽灯（220V，25W）1只3、线圈（40W日光灯镇流器）1只4、日光灯管、灯座、启辉器5、万用表一个6、交流电流表1只三、日光灯电路的工作原理日光灯电路如下图所示，在开关接通的瞬间，线路上的电压全部加在启辉器的两端，迫使启辉器辉光放电。辉光放电所产生的热量使启辉器中双金属片变形，并与静触片接触，使电路接通，电流通过镇流器与灯丝，灯丝经加热后发射电子。启辉器停止放电，双金属片恢复断开状态。而在启辉器断开瞬间，镇流器两端产生一个自感电势，与电压叠加，形成一个高压脉冲，使日光灯灯管内的氩气电离放电。放电时辐射出的紫外线激励管壁上的荧光粉，发出像日光一样的光线。四、实验内容与步骤1、按图1接好电路，检查接线无误后接通电源。2、把万用表调到交流电压挡，用万用表分别测量电源电压U、白炽灯泡电压UR、线圈电压UL，并将测量数据记入下表3、由电流表读出数据，记入下表。4、按图2接好电路，检查线路无误码后接通电源。5、测出电源电压U、日光灯电压UR、镇流器两端电压UL，读出电流表读数，记入下表。电源电压U/V电阻电压UR/V电感电压UL/V电路电流I/A测量值计算值R-L日光灯五、实验报告1、将表中记录的数据UR，UL代入公式U=UR2+UL2中，计算出电源电压U的大小并与测量值比较。若有误差，试分析误差原因。2、用测量数据作有效值电压矢量图。第四章工作机械的基本电气控制线路复习旧课：1、单相交流电的产生、特点；2、单相交流电路的分析和简单计算。3、三相交流电路中对称负载两种接法的有关性质。新课导入：用电动机来拖动工作机械运动的这种方式称为电力拖动。它通常由电动机、控制电器、保护电器及生产机械的传动装置组成。由于各行业的生产机械动作各不相同，因此对电动机的运转要求也有所不同，但不管怎样复杂，其电力拖动部分均由一些基本控制线路所组成。教学过程：§4-1三相笼型异步电动机一、电动机的用途和分类用途：把电能转换成机械能分类：一般可分为直流电动机和交流电动机两大类。按使用电源的相数可分为单相电动机和三相电动机两种，而三相电动机又可分为同步式和异步式两种。特点：结构简单、维修方便、运行可靠。二、三相笼型异步电动机的基本结构主要由定子和转子两个部分组成。机座定子定子铁心：由互相绝缘的硅钢片叠制而成定子绕组：是电动机的电路部分转子铁心转子转子绕组转轴Δ定子的作用是产生旋转磁场，转子的作用是产生电磁转矩。三、三相笼型异步电动机的工作原理工作原理：1、两极定子绕组的旋转磁场三相绕组中通过正弦交流电，则每个绕组都会产生一个按正弦规律变化的磁场，如果磁场只有一对磁极（一个N极和一个S极），叫做两极旋转磁场。对两极旋转磁场来说，当三相交流电变化一周时，磁场在空间旋转一周，磁场的转速n1=f(r/s)。折合成每分钟多少转，则n1=60f(r/min)具有P对磁极的磁场转速n1=60f2、旋转磁场对转子的作用定子中产生的旋转磁场将切割转子铜条，在转子铜条中产生感应电动势和感应电流，方向可用右手定则确定。转子中产生的感应电流同时与旋转磁场作用，产生电磁力，这两个力大小相等，方向相反，形成电磁转矩。于是转子就跟随旋转磁场方向转动。四、三相笼型异步电动机的铭牌1、型号2、额定功率3、额定频率4、额定电压5、额定电流6、额定转速7、绝缘等级8、接法9、定额10、防护等级§4-2常用低压电器一、电器的基本知识低压电器是指在交流50HZ（或60HZ）、额定电压为1200V及以下，直流额定电压为1500以下的电路中起通断、保护或调节作用的电器。二、控制电器和保护电器1、开关开关主要用于分断和接通电路。（1）、刀开关——刀开关是一种结构简单且应用广泛的低压电器。1）、开启式负荷开关——刀极数有二极和三极两种，广泛用于照明电路和功率小于5.5KW电动机的控制电路。安装注意事项：第一，必须垂直安装，不能倒装，通电源时，手柄应朝上；第二，电源的进线应接入进线座，不能接反，否则在更换熔丝时会发生触电事故。2）、封闭式负荷开关——可用于不频繁地接通和分断带负荷的电路，也可用于15KW以下电动机不频繁启动的控制。（2）、组合开关——组合开关又叫转换开关。其体积小、寿命长、结构简单、操作方便，多用于机床电气中的电源隔离开关，也可用于5KW以下电动机的直接启动、停止、反转控制。使用注意事项：第一，组合开关本身不带过载和短路保护装置，因此在它所控制的电路中，必须另外加装保护设备。第二，控制电动机全压启动时，其开关容量应大于电动机额定电流的1.5~2.5倍.第三，接线时要注意倒顺开关的线号和位置。（3）、空气断路器——主要用作供电线路的保护开关、电动机及照明系统的控制开关等，也用于输、配电系统的某些重要环节中。当线路中发生短路、过载、欠压等不正常的现象时，能自动切断故障电路。（4）、模数化组合开关——是一种集总开关、分路开关、熔断器、漏电保护器、各种类型的插座等于一体的综合型组合开关。其最大的特点是根据控制要求可随意进行组合。2、熔断器——熔断器是配电电路及电动机控制电路中用作过载或短路保护的电器。熔断器串损坏之前及时熔断，使设备与电路断开，起保护供电线路的作用。（1）、瓷插式熔断器（2）、螺旋式熔断器熔断器的主要元件是熔体。俗称保险丝。注意：在异步电动机控制线路中，熔断器仅作短路保护，不能用作过载保护。（过载保护可选用热继电器）3、接触器与继电器——接触器是利用电磁吸力及弹簧反作用力配合动作的控制电器，接触器虽然有较强的接通和分断负荷电流能力，但本身不具备短路保护和过载保护能力，因此，在电动机控制线路中，必须与熔断器、热继电器配合使用。（1）、交流接触器——主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置构成。电磁系统：线圈、静铁心、动铁心等组成。工作原理：线圈通电时产生磁场，动铁心被吸向静铁心，带动触头控制电路的接通与分断。动铁心被吸合时会产生衔铁振动，为了消除这一现象，在铁心端面上嵌上一短路环。接触器有三对主触头和四对辅助触头，主触头用于接通和分断主电路，允许通过较大电流；辅助触头用于控制电路，只允许小电流通过。触头有常开和常闭之分，当线圈通电时，所有的常闭触头首先分断，然后所有的常开触头闭合。（2）、热继电器——热继电器是利用电流的热效应对电动机或其他用电设备进行过载保护的控制电器。工作原理：热继电器由热元件、触头、动作机构、复位按钮和整定电流调节装置组成。电路正常工作时，通过的热元件的电流未超过允许值，则热元件温度不高，不会使双金属片产生过大的弯曲，热继电器处于正常的工作状态。一旦电路过载，有较大电流通过热元件上的电阻丝，电阻丝发热并使双金属片弯曲，通过机械联动机构将常闭触头断开，切断控制电路，控制电路分断主电路，从而起到过载保护作用。热继电器在电路中只能作过载保护，不能作短路保护，因双金属片从升温到发生弯曲直至断开常闭触头需要一个时间过程，不可能在短路瞬间迅速分断电路。选取用注意事项：第一、选择热继电器的额定电流等级时应根据电动机或其他用电设备的额定电流来确定。第二、热继电器的热元件有两相和三相两种形式，一般选用两相，当电动机作三角形连接并以熔断器作短路保护时，则选用三相。（3）、中间继电器——中间继电器属电磁继电器的一种。（4）、时间继电器——时间继电器是一种自动控制电器，它能使触头延时闭合或延时断开，从而达到机械运动的某些要求。可分为通电延时与断电延时两种。（5）、速度继电器——它的作用是与接触器配合，实现对电动机的制动，故又称为反接制动继电器。4、按钮——又称按钮开关，有来接通和断开控制电路，是电力拖动中一种发送指令的电器。优点：（1）、能对电动机实现远距离的自动控制。（2）、以小电流控制大电流，操作安全。（3）、减轻劳动强度。按钮可分为常闭的停止按钮、常开的启动按钮和复合按钮三种。5、行程开关——行程开关又称位置开关或限位开关，是一种小电流的控制电器。小结：常用低压电器的作用及使用注意事项。作业：认识常用低压电器的使用。§4-4三相笼型异步电动机的直接启动控制线路复习旧课：常用低压电器的作用及使用注意事项。新课导入：一般情况下，当电动机容量小于10KW或容量不超过电源变压器容量的15%~20%时，都允许直接启动。教学过程：一、点动控制线路——点动控制线路是用按钮和接触器控制电动机的最简单的控制线路，如下图：点动控制线路工作原理如下：启动：按住按钮SB→接触器线圈KM通电→接触器常开主触头KM闭合→主电路接通→电动机M通电启动。停止：松开按钮SB→接触器线圈KM断电→接触器常开主触头KM分断→主电路分断→电动机M通电停转。二、接触器自锁控制线路接触器自锁控制线路工作原理：启动：按下SB2常开触头→线圈KM得电→主触头KM闭合电动机M启动运转→常开辅助触头KM闭合松开SB2，其常开触头恢复分断后，因为接触器的常开辅助触头KM闭合使控制电路仍保持接通状态，所以接触器KM继续通电，电动机作持续运转。这种称为自锁。停止：按下SB1常闭触头→线圈KM失电→主触头KM分断→电动机M断电停转→自锁触头KM分断电路特点：具有失压保护作用。（接触器）失压保护：突然断电时能自动切断电动机电源的保护作用。三、具有过载保护的自锁控制线路（图4-29）该线路由熔断器作短路保护，由接触器作失压保护，由热继电器作过载保护。如果由于过载或启动频繁待原因，电动机电流超过了额定值，热继电器就能自动切断控制电路，进而切断主电路，迫使电动机M停转。小结：点动控制线路的工作原理；自销控制线路的工作原理。作业：练习册P4417书P1023实验四、点动和连续运转控制线路一、实验目的学会安装点动和连续运转控制线路，并能排除简单故障。二、实验器材1、万用表2、螺钉旋具、尖嘴钳、电工刀等。3、常开按钮、常闭按钮、接触器、熔断器隔离开关、电动机及适量导线。4、实验安装板三、实验线路（上图）四、实验内容与步骤1、按实验线路图，清理并检测所需元器件。2、将所需的实验元器件放在实验安装板上，根据实验线路图进行布置，并考虑各元器件所放的位置是否合理，接线是否简单。3、用螺丝钉固定各元器件。4、按实验线路接线。5、经检查，各元器件安装位置合理、接线正确无误后，用万用表检测电路有没短路现象，无误后，通电运行。通电后的线路板上有电，要注意安全。6、观察实验线路是否符合动作要求，能否控制电动机点动、连续运行。五、实验报告1、为什么主电路所用导线与控制电路所用导线其导线截面不同，导线颜色也不同？2、根据下面的故障点写出故障现象。故障点故障现象接触器常开自锁触头不通控制电路熔断器熔丝断小结：1、点控制线路的工作原理；2、接触器自锁控制线路的工作原理；3、具有过载保护的自锁控制线路的特点；4、各控制线路的连接方法。作业：练习册：P418实验报告§4-5三相笼型异步电动机的正反转控制线路复习旧课：三相异步电动机的点动和连续运转控制线路的工作原理。新课导入：很多生产机械的运动部件都需要正反转方向工作。如工作台要求往返运动，磨床的砂轮架要求升降等，这些要求可由电动机的正反转来实现。教学过程：一、接触器联锁的正反转控制线路设计原理：改变输入电动机的三相电源相序，就可改变电动机的旋转方向。电路如图4-30所示：主电路：两个接触器主触头所接通的电源相序不同，KM1按L1-L2-L3相序接线，KM2则按L3-L2-L1相序接线，所以能改变电动机的转向。控制电路：由按钮SB2和线圈KM1等组成正转控制电路；由按钮SB3和线圈KM2等组成反转控制电路。注意：为了避免正转和反转两个接触器同时动作造成相间短路，所以在两接触器所在的控制电路中应加上电气联锁，即把控制正转接触器的常闭辅助触头串接在控制反转接触器线圈的电路中，把控制反转接触器的常闭辅助触头串接在控制正转接触器线圈的电路中。两接触器相互制约，保证不会同时通电。KM1、KM2这两副常闭辅助触头称为联锁触头。工作原理：正转控制：KM1常闭联锁触头分断按SB2按钮→接触器KM1线圈通电KM1主触头闭合电动机M正转KM1常开自锁触头闭合反转控制：KM2常闭联锁触头分断按SB3按钮→接触器KM2线圈通电KM2主触头闭合电动机M反转KM2常开自锁触头闭合按SB1，电动机停转。线路缺点；要改变电动机转向时，必须先按停止按钮SB1，待接触器释放后，才能启动另一转向控制电路，使电动机反转运行。二、双重联锁的正反转控制线路这种线路除了用复合按钮的常闭触头作电气联锁外，还增用接触器常闭辅助触头作电气联锁，组成复合联锁。小结：1、接触器联锁正反转控制线路的工作原理；双重联锁正反转控制线路的工作原理。作业：P1034实验五、接触器联锁正反转控制线路一、实验目的学会安装接触器联锁正反转控制线路，并能排除简单故障。二、实验器材1、万用表2、螺钉旋具、尖嘴钳、电工刀等。3、常开按钮、常闭按钮、接触器、熔断器隔离开关、热继电器、电动机及适量导线。4、实验安装板三、实验线路（上图）四、实验内容与步骤1、按实验线路图，清理并检测所需元器件。2、将所需的实验元器件放在实验安装板上，根据实验线路图进行布置，并考虑各元器件所放的位置是否合理，接线是否简单。3、用螺丝钉固定各元器件。4、按实验线路接线。5、经检查，各元器件安装位置合理、接线正确无误后，用万用表检测电路有没短路现象，无误后，通电运行。通电后的线路板上有电，要注意安全。6、观察实验线路是否符合动作要求，能否控制电动机正反转运行。五、实验报告1、为什么主电路所用导线与控制电路所用导线其导线截面不同，导线颜色也不同？2、接触器联锁正反转控制线路中，为什么要用接触器的常闭触头进行互锁？3、根据下面的故障点写出故障现象。故障点故障现象正转接触器常开自锁触头不通反转接触器主触头有一组不通热继电器动作后不复位正转接触器常闭联锁触头不通反转按钮常开触头不通控制电路熔断器熔丝断§4-6三相笼型异步电动机的制动控制线路复习旧课：三相笼型异步电动机正反转控制线路的安装及其工作原理。新课导入：电动机断电后，由于惯性的作用不会立刻停转，需经一段时间才能完全停下来，这对于某些要求定位准确和限制行程的生产机械是不适合的。给电动机一个与转动方向相反的转矩，使它迅速停转，称为制动。教学过程：机械制动控制线路机械制动：是指电动机切断电源后利用机械装置使其立即停转。目前使用较多的为电磁抱闸。动作原理：电动机通电时，电磁抱闸线圈通电产生磁场吸合衔铁，衔铁克服弹簧的弹力，带动制动杆动作，使闸瓦松开闸轮，对电动机运转没有任何影响；电动机断电时，电磁抱闸线圈失电，衔铁释放，弹簧的弹力使闸瓦紧紧抱住闸轮，使电动机克服惯性立即停止转动。电力制动控制线路电力制动：电动机在断电停转过程中，通过线路的转换或改变供电条件使其产生与实际运转方向相反的电磁转矩——制动转矩，从而使电动机停转的制动方式。1、反接制动——通过改变电动机定子绕组中三相电源相序，使定子绕组中的旋转磁场反向，从而产生与原有转向相反的电磁转矩，迫使电动机迅速停转。书图4-33动作原理如下：2、能耗制动——向定子绕组通入直流电，以获得大小方向不变的恒定磁场扫描，从而产生一个与电动机原转矩方向相反的电磁转矩来实现制动。三、常见故障及简易处理方法1、常见故障电气故障：熔断器熔体熔断、电动机不转、电动机发出嗡嗡声、接触器发出振动声、电动机运行时不能自锁、电动机运行后无法停转、电气控制箱冒烟等。2、采取的措施1）、立即切断生产机械的电源线，确保生产机械不再带电。2）、检查生产机械的安全。3）、在生产机械上挂好警告牌。3、常见的故障隐患1）、电动机温升异常2）、熔断器熔体经常熔断3）、热继电器经常跳开小结：电动机制动的方法有机械制动和电力制动两大类。常见故障的处理方法。作业：练习册P3422第五章输配电、照明电路及安全用电复习旧课：1、行程开关控制的工作台自动往返控制电路的组成及工作原理；2、常见故障的处理方法。新课导入：生产和生活都离不开电，电为人类造福不浅，但是如果使用不当，就会造成人身触电、设备损坏，甚至波及供电系统安全运行，导致大面积停电或引起火灾等事故。因此学习一些供电知识和安全用电知识，认真执行有关各项安全技术规程是十分必要的。教学过程：一、发电、输电和配电概况（提出问题，由学生自己看书，最后再总结点睛）1、电力系统的组成及各部分的作用？电力系统是由发电厂、电力网和用户组成的一个整体系统。2、我国的输配电的方式。根据发电厂所用的能源，可分为哪几种发电？我国输配电线路一般为交流输电方式，根据输电容量和输电距离确定输电线路的电压高低一般原则是：输电容量越大、输电距离越远，输电电压越高。目前我国远距离输电电压等级有3、6、10、35、63、110、220、330、500、750KV十个等级。随着电工电子技术的发展，超高压远距离输电已开始采用直流输电方式。根据发电厂所用能源有：火力、水力、风力、原子能、太阳能等发电。二、安全用电常识1、常见的触电方式1）、单相触电——指人体某一部分触及一相电源或接触到漏电的电气设备，电流通过人体流入大地造成触电。①中性点接地的单相触电：人体承受220V的相电压。②中性点不接地的单相触电：有两个回路的电流通过人体。2）、两相触电——指人体的两个部位分别触及两根相线，这时人体承受380V的线电压。3）、跨步电压电击——高压电网损坏处有电流流入地下时，强大的电流在接地点周围的土壤中产生电压降。当人走近时两脚因站在不同的电位上而受跨步电压。已受跨步电压威胁者应采取单脚或双脚并拢方式迅速跳出危险区域。2、电流对人体的伤害问题：电流对人体的伤害程度与哪些因素有关？1）、通过人体的电流值一般认为30mA以下是安全电流。2）、人体的电阻值人体电阻越小，流经人体的电流越大，触电者就越危险。3）、电流通过人体时间的长短4）、电流流过人体的途径5）、电流的频率6）、触电电压3、常用的安全用电措施1）、安全电压通常称36V以下的电压为安全电压。2）、保护用具3）、保护接地和保护接零4）、注意事项4、触电急救1）、自救2）、互救3）、医务抢救方法：人工呼吸法和胸外心脏挤压法小结：1、发电厂发电的能源。2、触电的方式及其注意事项。3、安全用电的措施。作业：P1023§4-7工作台的限位和自动往返控制线路复习旧课：三相笼型异步电动机正反转控制线路的安装及其工作原理。新课导入：在生产过程中常要控制生产机械运动部件的行程，并使其在一定范围内自动往返循环，例如龙门刨床、导轨磨床的工作台和动力头滑动台等。工作台自动往返控制线路可由行程开关控制。教学过程：一、工作台自动往返控制线路的组成（图4-34）机床床身上装有四个行程开关：SQ1和SQ2行程开关用来实现工作台的自动往返；SQ3和SQ4行程开关用来作两端的终端保护。二、控制电路的工作原理按下SB2→KM1得电并自锁→电动机M正转→工作台右移→对KM2联锁→先常闭触头分断→KM1失电→电动机M停转→工作台停止→触除结KM2的联锁至限定位置挡铁触SQ1→后常开触头闭合→KM2得电并自锁→电M反转→工作台左移→对KM1联锁→先常闭触头分断→KM2失电→电动机M停转→工作台停止→解除对KM1的联锁至限定位置挡铁触SQ2→后常开触头闭合→KM1得电并自锁→电动机M重新正转→工作台右移→对KM2联锁以后重复上述过程，工作台就在一定行程范围内往返运动注意：在工作台自动往返运动中，若SQ1或SQ2失灵，工作台将会越过限定位置向极限位置移动，以致引起意外事故。为此在工作台运动的极限位置前装有SQ3和SQ4。当挡铁碰撞SQ3或SQ4时，自动切断控制电路。第六章常用半导体器件复习旧课：输电、配电和安全用电的一般知识。新课导入：前面所学的交流电路和电力拖动控制线路是属于强电性质的，而接下来所学的电子方面的内容是弱电性质的，电压较低。教学过程：物质的分类：按导电性能来分。导体：（如银、铜、铝）金属导体内的载流子只有一种，就是自由电子，导电性好绝缘体：几乎不能导电的物质（如塑料、橡胶、陶瓷等）载流子数目少一点半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间（如锗、硅、砷化镓等）半导体中载流子有两种：一种是带负电的自由电子，另一种是带正电的空穴。§6-1晶体二极管一、PN结及其特性1、半导体的基本知识半导体中，原子核最外层有四个价电子，根据原子结构理论，原子最外层要有八个价电子才是稳定状态。所以每个硅（或锗）原子必须和四周相邻的四个原子组成四对共用的价电子，才能组成稳定状态。常温下，少数价电子受热或光照激发可挣脱原子核的束缚而成为自由电子，与此同时，共价键上留下一个空位，称为空穴。半导体导电方式的特点既有电子载流子，又有空穴载流子。2、N型和P型半导体常温下电子和空穴数量很小，导电性能很差，必须掺入微量杂质元素，可使导电性增强。P型半导体又称空穴半导体，其内部空穴数量多于自由电子数量，即空穴是多数载流子，掺入三价元素B，这种半导体导电主要靠空穴，称为空穴半导体。 空穴是多数载流子，自由电子是少数载流子。N型半导体掺入五价元素P，这种半导体导电主要靠自由电子，称为电子半导体。自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。两种材料导电特点：纯净半导体→掺入五价杂质元素→出现大量自由电子→产生N型半导体纯净半导体→掺入三价杂质元素→出现大量空穴→产生P型半导体3、PN结及其单向导电性（1）、正向偏置PN结导通P区接电源正极，N区接负极，导通时电阻很小（2）、反偏时PN结截止反偏时，外电场与内电场方向相同，阻挡层变厚，扩散难以进行，只有少数载流子流过PN结，形成反向电流。特点：单向导电性。（正偏导通，反偏截止）二、晶体二极管的结构、符号和类型由一个PN结构成，在P型区和N型区各引出一条线，然后再装在管壳内，就制成一只晶体二极管。符号：“V”类型：有硅二极