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文档简介
认识电路主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电路定义、组成、作用及分类2.理解理想电气元件、电路模型能力目标02会绘制电路(模型)图
思政目标03启迪科技报国热情与使命感学习目标知识引入电的应用非常广泛,每种应用都要构成电路。一、电路定义、组成、作用及分类(一)电路定义电路是由一些电气设备和元器件按一定方式连接而成的整体,并能为电流提供路径。由实际元器件构成的电流的通路称为
电路(二)电路组成电源提供电能的装置负载取用电能的装置中间环节传递、转换、分配电能等的装置一、电路定义、组成、作用及分类(二)电路组成拓展:家用照明电路火线..零线电源
连接导线和其余设备为中间环节负载一、电路定义、组成、作用及分类(二)电路组成电路组成电源负载中间环节干电池&蓄电池锂电池&氧化银电池太阳能电池板发电机常见电源一、电路定义、组成、作用及分类(二)电路组成电路组成电源负载中间环节干电池&蓄电池锂电池&氧化银电池太阳能电池板发电机家用电器工业生产电器信息电器常见负载一、电路定义、组成、作用及分类(二)电路组成电路组成电源负载中间环节干电池&蓄电池锂电池&氧化银电池太阳能电池板发电机家用电器工业生产电器信息电器开关&导线保护装置变配电设备常见中间环节一、电路定义、组成、作用及分类(三)电路作用及分类---能量的转换、传输与分配发电厂一次变电所二次变电所用户发电机升压变压器降压变压器负载输电线非电能(如风能、热能、核能等)转化为电能传输分配电能电能转换为非电能(如光能、机械能等)一、电路定义、组成、作用及分类(三)电路作用及分类---能量的转换、传输与分配一、电路定义、组成、作用及分类引导情感体验我国电工电子技术发展现状,值得我们自豪的是超高压输配电技术、人工智能技术、量子科学、5G技术、北斗全球导航、航空航天技术、大口径望远镜等;唤起危机使命感的是集成电路微电子技术等。(三)电路作用及分类---实现信号的传递和处理直流电源直流电源:
提供能源负载信号源:
提供信息放大器扬声器话筒信号处理:放大、调谐、检波等一、电路定义、组成、作用及分类二、电路模型(一)理想电气元件iRR消耗电能(电阻性)产生磁场储存磁场能量(电感性)忽略LL为了便于分析与计算实际电路,在一定条件下,常忽略实际部件的次要因素而突出其主要电磁性质,把它看成理想电气元件二、电路模型(一)理想电气元件RCLE电阻电容电感电压源电流源US或IS实际电气元器件电气元器件的理想模型符号二、电路模型(一)理想电气元件理想电气元件:在一定条件下,突出其主要电磁性能,忽略次要因素,将实际电路元件理想化、模型化。R+
US–LISC电阻元件只具耗能的电特性电感元件只具有储存磁能的电特性电容元件只具有储存电能的电特性理想电压源输出电压恒定,输出电流由它和负载共同决定理想电流源输出电流恒定,两端电压由它和负载共同决定
二、电路模型为了便于分析和计算,将实际元件理想化(即视为集总元件),由理想化的电气元件组成的电路,称为电路模型(二)电路模型实体电路US+_R0SRLI+
U–电源负载中间环节电路模型HINKINGT课后训练老张的住宅是二层复式楼房,楼梯顶棚照明灯需要在
楼梯上下都可以控制开关,你能根据图中实际电路画出电路(模型)图吗?电路基本物理量主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电流、电压、电功率、电动势、电位各物理量定义及量纲2.认识电流、电压正方向规定,理解参考方向及与正方向关系3理解并掌握电流、电压、电功率、电位计算公式及方法能力目标021.会标电压电流参考方向,并判断正方向2.能计算电流、电压、电功率、电位
思政目标03增强法律法规认同与遵守意识学习目标电路基本物理量电
流知识引入
电流的发现英国牧师格雷发现摩擦产生电,在玻璃和丝绸上可以保存下来而不流动,而用金属不能摩擦产生电,但可以将电传输到别的地方。在图中实验,当人们手拉手与电线相连,莱顿瓶离储存的电荷让人们感觉到了电的威力。--由此科学家们发现了电荷移动形成的电流。一、电流01定义:带电粒子有规则地定向移动形成电流,单位为安培(A),还有kA、mA、μA等02大小:用电流强度来衡量电流强弱,在数值上等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。恒定电流交变电流03正(实际)方向:正电荷定向移动的方向I电流的形成蕴含了哲理,电荷无电场力作用时,无序活动,电场力作用定向移动形成电流,驱动负载工作。就像任何一个国家、单位都需要制定法律法规制度约束人的行为才能确保正常秩序,有效运行。所以我们要建立法律法规认同与遵守意识,并自觉遵守。一、电流05参考方向:问题的提出:在复杂电路中难于判断元件中物理量的实际方向,电路如何求解?电流方向A
B?电流方向B
A?
ABR
IR参考方向:电路中随意假定的方向
实际方向和参考方向的关系为:电流实际方向和参考方向相同,电流为正值,反之取负值I参考方向实际方向(a)I>0实际方向参考方向(b)I<0I电路基本物理量主讲老师:电工电子技术电路基本物理量电
压知识引入
水流在水位差形成的水压作用下由高向低流动;电流在电位差形成的电压作用下由高向低流动水流的启示电压与水压二、电压01定义:电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所做的功,单位为伏特(V)。02大小:03方向:正(实际)方向:电场力推动正电荷移动的方向。参考方向:电路中人为假定电压的方向。U实际方向+-U参考方向+-U>0U参考方向+-U实际方向-+U<0二、电压
提醒:(1)电路图上电流、电压参考方向的标定,原则上任意假定,但一经选定,在整个分析计算过程中,这些参考方向就不允许再变更
(2)
当元件上电压与电流参考方向标为一致时,为关联参考方向,反之为非关联参考方向。而且电源电压实际方向总是由正极指向负极,不需要标参考方向,电阻上的电压、电流方向总是关联的,实际电源如果提供电能其电压、电流方向是非关联的,如果吸收电能就是关联的以电阻为例:Ia元件b+U-关联参考方向I+U-a元件b非关联参考方向U=-IRU=IR电路基本物理量主讲老师:电工电子技术电路基本物理量电动势知识引入
水流在水位差形成的水压作用下由高向低流动,在水泵作用下由低向高流动;电流在电位差形成的电压作用下由高向低流动,在电源电动势作用下由低向高流动水泵的启示电源与水泵三、电动势01定义:电源力将单位正电荷从电源负极移到电源正极所做的功,单位为V03实际方向:从电源负极指向电源正极,即非电场力移动正电荷方向;与电源端电压方向相反,忽略内阻,电动势与电压相等04适用范围:只针对电源内部02大小:电路基本物理量主讲老师:电工电子技术电路基本物理量电
位知识引入
水在不同位置水位不同,水位差形成水压使水自高位流向低位,电荷在不同位置电位不同,电位差形成电压使电荷自高电位流向低电位。水位的启示电位与水位四、电位(一)电位的概念01定义:单位正电荷在电路中某点具备的电位能。根据能与功的关系,
两点电位差等于电压。02
电位确定:根据电压与电位关系,当假设参考点的电位为零,电路中某点电位等于该点至参考点之间的电压。①任选电路中某一点为参考点(常选大地为参考点),设其电位为零。②计算该点至参考点间的电压,即为该点的电位。四、电位(二)电位的计算OI(a)US2VR1=1kΩR2=1kΩBA+–(b)US2VR1=1kΩR2=1kΩBA+–OI(c)US2VR1=1kΩR2=1kΩBA+–OI
VA=UAO=IR1=1VVB=UBO=-IR2=-1VUAB=VA-VB=2V
VA=UAB=I(R1+R2)=2VUAB=VA-VB=2VVB=UBA=-I(R1+R2)=-2VUAB=VA-VB=2V电位是相对的,与参考点选取有关;电压是绝对的,与参考点选取无关。四、电位(二)电位的计算03提醒:电路中某点的电位是该点相对于参考点的电压,与参考点有关;电路中两点之间的电压是两点之间的电位之差,与参考点无关.电路中参考点一旦选定不能再变。电路基本物理量主讲老师:电工电子技术电路基本物理量电功率和电能知识引入电能和电功率是计量用电量的物理量五、电功率和电能(一)电功率
电路元件或设备在单位时间内吸收或发出的电能,简称功率P,单位为瓦特(W)
电路分析时,规定吸收,电功率为正,发出时为负,元件在吸收电功率时电压与电流正方向总是一致的,
在发出电功率时电压与电流正方向总是相反的
关联参考方向P=UI;
非关联参考方向:P=-UIP>0,吸收功率,元件为负载;P<0,发出功率,元件为电源定义大小计算说明五、电功率和电能(一)电功率例1:右下图电路,若已知元件中电流为I=-100A,电压U=10V,求电功率P,并说明元件是电源还是负载。+UI元件
解:UI非关联参考,因此:元件吸收正功率,说明元件是负载。五、电功率和电能(二)电能01定义:在时间t内电荷受电场力作用从A点经负载移到B点,电场力所作功,即t时间内所消耗(或吸收)的电能W,单位为焦耳(J)或千瓦时(俗称度)1kW
h=1000W
3600s
=3.6
106
J02大小:W=QU=UIt03测量:电能表测量电能表表接线图:1、2并联测电压,3、4串联测电流goodbye电
阻主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电阻伏安特性、能量处理特征、作用2.认识电阻主要参数及标注方法能力目标021.会检测电阻2.会读取电阻参数
思政目标03启迪勇于探索、革新创新科学精神学习目标知识引入电阻是电路中应用最多的元件,每个电路都有电阻的身影一、电阻一般知识
1.定义:具有消耗电能性能的元件称为电阻(器)
2.作用:具有分压、分流、滤波、负载、耦合等作用
3.分类:按材料分:薄膜类、合金类、合成类
按功能分:通用型、敏感型
按制作工艺:贴片电阻、插件电阻
按阻值特性:固定电阻、可调电阻
4.电阻物理量:电阻器的物理量参数是电阻,意思是电流的阻碍作用,其量纲为Ω
5.电阻伏安关系:欧姆定律
电压电流参考方向一致电压电流参考方向相反U=IRU=-IR二、电阻器阻值标注直标法470±5%5w阻值470Ω误差±5%功率5w文字符号法4K7Ω22阻值0.22Ω阻值4.7KΩ数码法473阻值47X103=47KΩ二、电阻(器)阻值标注色环法三、电阻(器)检测(1)合理选择量程,先将万用表功能选择置于“Ω”挡,使被测电阻的指示值尽可能位于刻度的0刻度到全程2/3的这一段位置上,这样可提高测量的精度。(2)注意调零,所谓“调零”就是将电表的两只表笔短接,调节“调零”旋钮使表针指向表盘上的“0Ω”位置上。每换一次量程都必须重新调零一次。(3)读数要准确,在观测被测电阻的阻值读数时,两眼应位于电表指针的正上方(万用表应水平放置),同时注意双手不能同时接触被测电阻的两根引线,以免人体电阻的存在影响测量的准确性。四、电阻电桥电路
平衡电桥(惠斯通电桥)测电阻如图所示的电阻网络称为电桥电路。(1)电桥平衡特征:电桥平衡时,检流计G中的电流为0,D、B两点的电位相等。(2)电桥平衡条件:根据平衡电桥的特征,不难分析出平衡条件为,即相对桥臂的电阻乘积相等。
非平衡电桥测压力
电阻应变片直流电桥是利用应变电阻片的“应变效应”特性而制成的,当电阻丝受到外力作用时,应变片的电阻值会发生变化,拉长时电阻增大,压缩时电阻减小,当弹性梁受到压力作用后而弯曲时,梁的上表面受拉力,应变电阻片R1,R3受拉力电阻增大;梁的下表面受压力作用,应变电阻片R2,R4电阻减小,这样外力的作用通过梁的形变而使四个电阻片的电阻值发生变化,最终通过电桥输出电压的变化反应出来。通过对桥路输出微小电压的检测,就可以实现对压力的测量。goodbye电感主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电感伏安特性、能量处理特征、作用能力目标021.会检测电感
思政目标03塑造不计回报甘于奉献的社会主义核心价值观学习目标知识引入日光灯的电感镇流器
西电东送的变压器
汽车点火线圈
一、电感(器)一般知识1.定义:形成磁场把电能转化为磁能而存储起来的元件2.作用:具有滤波、振荡、陷波等作用3.电感(量):磁通链与电流之比,L,又称电感系数,表示形成磁场的能力,电感的单位为亨利,简称亨,用H表示,另有毫亭(mH)和微亨(μH)4.电感元件的伏安关系:
通直阻交或者通低(频)阻高(频)5.电感元件储存的磁场能:ui+-ФLi
u二、电感器检测1.进行外观检查,看线圈有无松散,引脚有无折断、生锈现象2.然后用万用表的欧姆挡测线圈的直流电阻,若为无穷大,说明线圈(或与引出线间)有断路;若比正常值小很多,说明有局部短路;若为零,则线圈被完全短路3.对于有金属屏蔽罩的电感线圈,还需检查它的线圈与屏蔽罩间是否短路4.对于有磁芯的可调电感,螺纹配合要好三、电感(器)启示电感不消耗电能,通过交换电能起到电路所需要的作用,启迪正确对待付出与索取,塑造不计回报甘于奉献的社会主义核心价值观学与悟goodbye电容主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电容伏安特性、能量处理特征、作用能力目标021.会检测电容
思政目标03塑造不计回报甘于奉献的社会主义核心价值观学习目标知识引入
人工耳蜗防静电电容(阻隔直流电(静电),以
防损伤神经细胞)
电动机车超级电容器
(作为辅助能源系统在加速和爬坡时提供短时的辅助动力,快速提供大功率电流)
风力发电中的储能电容
(能瞬间释放大功率,确保桨叶在电网发生故障时迅速恢复到空挡位置,避免发生飞车倒塔的灾难性事故)一、电容一般知识
1.定义:形成电场将电能转换为电场能的储能元件
2.作用:具有滤波、耦合、旁路、调谐等作用
3.分类:钽电解电容器、云母电容器、陶瓷电容器、薄膜电容器等
4.电容物理量:电容器的物理量参数是电容,表示储存电荷
或电场能的能力,量纲:F,
F,pF,nF
5.电容伏安关系:
电流与电压是动态关系,隔直通交或者通高频阻低频6.电容元件储存的电场能:
C++++----+q-qui+-二、电容器检测1.5000pF以上电容器,可用模拟万用表电阻挡最高挡判别,用两表笔分别接触电容的两根引线(注意双手不能同时接触电容的两极),如刚开始指针向右摆动较大,然后逐渐向左回摆,电容器容量越大,指针摆动越大,指针复原的越慢。若指针不摆动,说明电容器已开路;若指针向右摆动后不再向左复原,说明电容器已击穿;若向右摆动后只有少量向左回摆,说明电容器漏电,指针稳定后的读熟即漏电电阻。5000pF以下的电容器,用模拟万用表无法看出充电过程,要用具有测量电容功能的数字万用表进行检测。二、电容器检测2.电解电容检测时要注意极性,黑笔接电容正极,红笔接电容负极。容量为1~47µF的电容器可用RX1K挡检测,大于47µF的电容器可用RX100挡检测。用两表笔分别接触电容的两根引线(注意双手不能同时接触电容的两极),如刚开始指针向右摆动较大,然后逐渐向左回摆,直至停在某个位置,此电阻为电容漏电阻,一般几百K以上,说明电容正常;若表针不动,将表针对调再测,仍不动说明电容容量消失或断路;如所测阻值很小或为0,说明漏电严重或已击穿。对失掉正、负极标志的电解电容器,可先假定某极为“十”,让其与万用表的黑表笔相接,另一个电极与万用表的红表笔相接,同时观察并记住表针向右摆动的幅度;将电容放电后,把两只表笔对调重新进行上述测量。哪一次测量中,表针最后停留的摆动幅度较小,说明该次对其正、负极的假设是对的。电容不消耗电能,通过交换电能起到电路所需要的作用,启迪正确对待付出与索取,塑造不计回报甘于奉献的社会主义核心价值观学与悟
三、电容动态工作过程(一)电容电路的换路定律项目电容电阻电路换路后电压uc在S闭合后,过一段时间达到ES闭合后,UR瞬间达到E结论电容电压换路后不能跃变,在达到另一个稳定状态之前需经历一段时间,尽管这时间一般很短电阻电压换路后,电压可以跃变原因(1)如UC跃变,
这是不可能的。(2)如uC跃变,电容储存电场能,则
跃变,则电源提供电功率为无限大,这也是不可能的。如uR跃变,则
也跃变,这是可以满足的。RSUCCERSUREEUC△tttE1.换路
2.换路定律电容:电压在换路时不能跃变,但电流可以跃变是指电路工作条件改变,比如电路连接与断开,电路联接方式变化,元件参数变化等
电阻与电容元件换路时的特性电感:电流在换路时不能跃变,电压可以跃变E21SCiCuCHL电容无初始电压三、电容动态工作过程(二)电容充放电1.电容充电S合向”1”位置检流计指针先摆向最高值,然后往回摆动,直至为0。灯泡在S合向1瞬间最亮,然后逐渐变暗,直至完全不亮。充电OEuCtOE/RiCtE21SCiCuCHL三、电容动态工作过程(二)电容充放电S合向”2”位置检流计指针反向摆至最大位置,然后逐渐摆向0位置,灯泡开始最亮,然后逐渐变暗,直至完全不亮。
放电OE/RiCttOEuCτ越大充放电越慢,τ越小充放电越快。2.电容充放电快慢与充放电充放电时间常数τ有关在直流电源下,电容经短暂时间充放电后,电流变为0,相当于开路,称“隔直”。在交流电源电压下,电源电压的不断变化,电容不断充放电,电路中一直有电流,称为“通交”。3.电容在稳态时有“隔直通交”作用1.电容充电时电压上升;放电时电压下降结论三、电容动态工作过程(二)电容充放电goodbye电压源与电流源主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电压源、电流源模型、伏安特性2.掌握两种电源变换公式能力目标02会利用压流源变换及合并化简电路、分析电路
思政目标03进一步提升科技报国热情与使命感学习目标知识引入发电供电世界之最---中国
根据最新数据,我国年发电量达到4.8万亿千瓦时,居世界第一位。相当第二名美国、第三名印度和第四俄罗斯三者之和。在能源结构方面,我国正逐步减少对化石能源的依赖,加大清洁能源的开发利用力度。新能源发电装机容量的快速增长,使得风电、太阳能等清洁能源在电力结构中的比重不断提高。此外,核电、生物质能等也在逐步发展,为我国能源结构的多元化和清洁化提供了有力支撑。
国家电网2023年《财富》世界500强排名第3位。供电范围国内占国土面积的88%,国外覆盖菲律宾、巴西、葡萄牙、澳大利亚、意大利、希腊、中国(香港)等国家和地区。拥有专利数全国第一。一、电压源
蓄电池柴油机组任何电源都可以用两种电源模型来表示,输出电压比较稳定的,如发电机、干电池、蓄电池等通常用电压源模型(理想电压源和一个电阻元件相串联的形式)表示;US+_R0ISR0输出电流较稳定的:如光电池或晶体管的输出端等通常用电流源模型(理想电流源和一个内阻相并联的形式)表示。一、电压源
S+
US-R0URL+
U-0UI0UIIUs+_abU理想电压源内阻为零,因此输出电压恒定;如左图所示。输出电流取决于外电路实际电压源总是存在内阻的,因此当负载电流增大时,内阻上必定增加消耗,从而造成输出电压随负载电流的增大而减小。即实际电压源的外特性应是一条稍微向下倾斜的直线,如右图所示r越大斜率越大二、电流源
U+_RLR0IISI0IU0IUuS+_iu+_理想电流源的内阻R0I
∞(相当于开路),因此内部不能分流,输出的电流值恒定输出端电压取决于外电路实际电流源的内阻总是有限值,因此当负载增大时,内阻上分配的电流必定增加,从而造成输出电流随负载的增大而减小。即实际电流源的外特性也是一条稍微向下倾斜的直线。I=IS-U/r三、电压源与电流源等效变换UsRs++
abui+
iuIsR'sab实际电流源模型实际电压源模型同一个实际电源的两种模型对外电路可等效,二者可以相互等效变换
电压源
电流源
内阻不变;
电流源
电压源
内阻不变
变换后电压源与电流源对外提供电压与电流方向必须一致理想电压源与理想电流源不能等效变换Is=UsR0Us=IsR0四、电源串并联与理想电压源并联的其他元件(或电路)不起作用。与理想电流源串联的其他元件(或电路)不起作用。ISUSISUSUSIS四、电源串并联例题:求图(a)、(b)的等效电路。(a)(b)并联在理想电压源两端的元件,可去掉(不起作用)串联在理想电流源支路的元件,可去掉(不起作用)四、电源串并联(一)实际电压源串联等效US2+_-+US1RS1RS2+_USººRS总电动势等于各电动势代数和;总内阻等于各电阻之和四、电源串并联(二)实际电流源并联等效IS1IS2RS1RS2ISRS
总电流等于各电流代数和;总内阻等于各电阻并联之和说明:实际电压源与实际电流源串联,需要将实际电流源等效变换为实际电压源,再按实际电压源串联合并方法合并;实际电压源与实际电流源并联,需要将实际电压源等效变换为实际电流源,再按实际电流源并联合并方法合并五、利用实际电源等效变换与合并计算电路例题:求电路的电流I3,已知参数如下:R3Us2+-R2Us1+-R1I3Is2R3R2Is1R1I3R3IsR12I3R3Us+-R12I3goodbye基尔霍夫定律主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识基尔霍夫定律2.掌握支路电流法能力目标021.会用基尔霍夫定律分析电路
思政目标03启迪脚踏实地,善于发现,建立革新创新意识学习目标知识引入(a)图所示的单一回路电路或可以通过合并方法化为单一回路的电路都称为简单电路,用欧姆定律可求电流和电压。(b)图所示是不能化简的多回路电路,称为复杂电路。由于不能直接确定每个电阻的电压,所以仅用欧姆定律不能求出电路的电流和电压,需要用另一条重要定律——基尔霍夫定律一、名词解释支路:电路中没有分支的一段路径,同一条支路各位置的电流相等。(m)节点:三条或三条以上支路的联接点。(n)回路:电路中的任意闭合路径。(l)网孔:其中不包含其它支路的单一闭合路径。ab112332+_R1US1+_US2R2R3m=3l=3n=2网孔=2二、基尔霍夫电流定律定义:任意时刻,任一电路中任一节点上,流入节点的电流之和,等于流出节点的电流之和,用KCL表示推广:汇集于任一封闭面的电流的代数和也恒等于零。这种假想的封闭面,叫做电路的广义节点解析:电荷移动连续性决定了流入节点电荷必然等于流出节点电荷封闭面二、基尔霍夫电流定律
三、基尔霍夫电压定律定律:在任何时刻,沿着电路中的任一回路绕行方向,回路中各段电压的代数和恒等于零,用KVL表示注意:1)回路绕向一般选顺时针
2)电压参考方向与回路绕行方向一致时取正号,相反时取负号解析:电位单值性决定了沿回路一周,电位差即电压的代数和等于零推广:KVL还可推广应用于任一不闭合回路++-u+-us-ROu1u-u1-us=0三、基尔霍夫电压定律例:列写图中电路的基尔霍夫电压定律方程四、支路电流法定义:以各支路电流为未知量,应用基尔霍夫定律列出节点电流方程和回路电压方程,解出各支路电流。解题步骤:1.确定支路数b,假定各支路电流参考方向2.应用KCL对节点列方程n个节点的电路,只能列(n–1)个独立KCL方程3.应用KVL列写b–(n–1)个方程(一般选网孔)4.联立求解得各支路电流+++Us1-R1Us2-R2Us3-R3I1I2I3①②结点①四、支路电流法例题:牌照灯照明电路模型如图,请计算出牌照灯上的电流I3和功率P,已知参数如下:R3Us2+-R2Us1+-R1I3I2I1goodbye叠加定理主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识叠加定理2.掌握叠加定理分析电路方法能力目标02会用叠加定理分析电路
思政目标03提升团队合作意识,培养团队正能量学习目标知识引入叠加定理多个电源作用,结果有时是相互加强,有时相互抵消,所以团队合作要劲往一处使,培养团队正能量。一、叠加定理定理内容在线性电路中,当有两个或两个以上的独立电源同时作用时,某一支路的电压(电流)等于每个电源单独作用下,在该支路上所产生的电压(电流)分量的代数和。不作用的电压源短路,不作用的电流源开路。IR1+–R2ISUSUS和IS共同作用=US单独作用IS单独作用I
R1+–R2US
I
R1R2ISUS+一、叠加定理解题步骤1)将原电路化为由各个独立电源单独作用的电路;某个独立电源单独作用时,其余独立电源全为零值,电压源用“短路”替代,电流源用“断路”替代2)在各电路中求解各支路电流(或电压):注意方向3)求各分电路的支路电流(或电压)的代数和一、叠加定理注意事项1)该定理只用于线性电路。2)功率不可以叠加3)叠加时,应注意电源单独作用时电路各处电压、电流的参考方向与各电源共同作用时的参考方向是否一致。一、叠加定理例题:用叠加原理求图中I+-I4A20V10
10
10
I′4A10
10
10
+-20V10
10
10
I′′
根据叠加定理可得电流I4A电流源单独作用时20V电压源单独作用时:goodbye主讲老师:电工电子技术戴维南定理
知识目标01
1.认识戴维南定理2.掌握戴维南定理分析电路方法能力目标021.会用戴维南定理分析电路
思政目标03启迪探索、创新改革的科学精神学习目标知识引入莱昂·夏尔·戴维南(LéonCharlesThévenin),1857年3月30日-1926年9月21日。出生于法国莫城,毕业于巴黎综合理工学院,加入了电信工程军团(即法国PTT的前身),最初的任务是架设地底远距离的电报线。在研究了基尔霍夫电路定律以及欧姆定律后,他发现了著名的戴维南定理,成为电信工坊的首席工程师一、戴维南定理理想电压源的电压Uoc等于原二端网络的开路电压串联电阻(内阻)R0等于原二端网络化成无源(电压源短路,电流源开路)网络后,从端口看进去的入端(等效)电阻NoRiNI=0+
Uoc–I+U–+
Uoc–Ri+U–NI开路电压电压源短路、电流源开路的等效电阻任一线性含源的二端网络N,对外而言,都可以用一理想电压源与电阻串联组合的支路等效代替例题:求R分别为3
、8
、18
时R支路的电流。二、戴维南定理应用
+2V–R
+
8V–242AIabRi3、将待求支路接入等效电路2、求等效电阻1、求开路电压[解]
+2V–R
+
8V–242AIababIR+10V-2
+2V–R
+
8V–242AIabR=3R=8R=18总结:解题步骤:1.断开待求支路2.计算开路电压Uoc3.计算等效电阻Ri4.接入待求支路求解goodbye正弦交流电量主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识正弦交流电量表示形式2.理解三要素、有效值、相位差3.认识正弦交流电量的相量表示和运算法能力目标021.会定量表示正弦交流电量2.会用相量法进行交流电量的运算
思政目标03学习科学家的探索创新精神,建立科学发展观,努力学习,成为科技发展的参与者学习目标NOWLEDGEIMPORTK交流电直流电到底谁更好
?这是一场跨越一百多年的世纪之争!直流电:不随时间变化的电流。U(I)Ot交流电:大小和方向都随时间发生周期性变化的电流。正弦交流电:随时间按正弦规律做周期性变化的电流。u(i)Ot“交流电之父”尼古拉·特斯拉“世界发明大王”托马斯·爱迪生交流电:便于远距离传送,便于产生,但有电磁辐射,电压波动直流电:稳定,无电磁辐射,但无法升降压难于远距离输送用哪个,要具体问题具体分析!知识引入一、正弦量的三要素正弦交流电:随时间按正弦规律做周期性变化的电压和电流的统称。又称为正弦量,简称交流电量“i”
的方向是变化的,当正半周取正时与参考方向一致,当负半周取负时与参考方向相反振幅角频率初相角正弦量的三要素i
t0+
解析式波形图一、正弦量的三要素(一)振幅描述正弦量数值大小的参数:wti0T振幅
Im正弦量任意瞬间的值,用小写字母表示:
i、u、e正弦量在一个周期内的最大值,
用带有下标m的大写字母表示:Im、Um、Em
一个交流电流的做功能力相当于某一数值的直流电流的做功能力,这个直流电流的数值就是该交流电流的有效值。用大写字母表示:I、U、E
01瞬时值:03有效值:02振幅(最大值):一、正弦量的三要素(一)振幅有效值与幅值的关系推导如下:以电流为例:设同一个负载电阻R,分别通入周期电流i
和直流电流I。同一时间T内消耗的能量==消耗能量相同=即:则有:RiRI一、正弦量的三要素(一)振幅可见,周期电流有效值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的积分取平均值后再开平方,因此有效值又称为方均根值。整理得:代入同理:小常识:仪表测量的值都是有效值。设
一、正弦量的三要素(二)角频率描述正弦量变化快慢的参数:变化一个循环所需要的时间,单位(s)。单位时间内的周期数,单位(Hz)。每秒钟变化的弧度数,单位(rad/s)。01周期(T):02频率(
f
):03角频率(ω):
t2
ti0TTT/2三者间的关系示为:小常识:我国和大多数国家采用50Hz作为电力工业标准频率(简称工频)。一、正弦量的三要素(三)初相初相:t=0时正弦量经历的电角,称为初相角或初相位。i
t0正弦量:相位:
是从正弦量零点至任意时刻的电角度,称为正弦量的相位角或相位。它表明了正弦量的变化进程。一、正弦量的三要素(三)初相i
t0相位差:同频率正弦量的相位角之差或是初相角之差,称为相位差,用
表示。初相特点:①
用绝对值<180°的角度表示(比如:求得初相位240°,应该表示为?)②
若所取计时时刻(时间零点的选择)不同,则正弦量初相位不同。
思考:相位差如何表示两正弦电量的变化进程的关系呢呢?一、正弦量的三要素0
tiuiu
设正弦量:i和
u的相位差为:如果:称
i超前u
角。如果:称
i滞后u
角(如图示)一、正弦量的三要素几种特殊情况:电压与电流同相。ui
tuiO①②ui
tui90°O电压与电流正交③
tuiuiO
电压与电流反相
tuiuiO思考*比较当两个同频率的正弦量计时起点改变时,它们的初相改变,但相位差不变。二、正弦量的相量运算法已知繁琐相量表示法简化计算
İ=İ1+İ2i=i1+i2求交流电路中涉及到电容电感两种动态元件,电路分析时需要解微积分方程,难度很大,1893年数学家、电学家施泰因梅茨提出了用相量法进行交流电路分析,大大简化了运算,对交流电的普及起到了决定性的作用,推动了电路理论的快速发展。1.相量运算法分析二、正弦量的相量运算法为什么正弦量可以用相量表示呢?uω矢量长度=
矢量与横轴之间夹角=初相位正弦量可以用旋转矢量表示结论:旋转矢量之和所对应的正弦量等于正弦量之和,将正弦量求和转换为旋转矢量求和;初始矢量之和所对应的正弦量等于初始正弦量之和,可求得正弦量最大值(有效值)和初相位二、正弦量的相量运算法复数矢量正弦量表示复数可以表示矢量复数(相量)可以表示正弦量用复数(相量)的模表示正弦量的有效值用复数(相量)的幅角来表示正弦量的初相位
相量法二、正弦量的相量运算法2.正弦量的相量运算法:将正弦量用相量表示,正弦量的初相角作为复数的幅角,正弦量的最大值或有效值作为复数模,将正弦量的运算转换为相量运算表示符号或者提示:正弦电量可用相量来表示,但正弦电量不等于相量(复数)二、正弦量的相量运算法例:
写出下列正弦量的相量,并求出:i=i1+i2
İ1=20∠60°Aİ2=10∠-30°A
解:
İ=İ1+İ2=20∠60°+10∠-30°=20(cos60°+jsin60°)+10[cos(-30°)+jsin(-30°)=10+j17.39+8.66-j5=18.66+j12.39=22.36∠33.4o(A)
步骤1.用相量表示正弦量,进行相量和(差)运算2.相量和(差)的模和幅角分别为和(差)正弦量的有效值和初相位二、正弦量的相量运算法3.正弦量的相量图:相量在复平面上的几何表示称为相量图几个同频率正弦量可以画在同一相量图上例:步骤1.做水平基准线2.以正弦量的有效值和初相位分别作为相量的模和幅角做矢量60°U45°Igoodbye单一参数的交流电路主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电阻、电感、电容在交流电路中电压与电流三要素之间的关系,2.认识感抗、容抗含义及表示形式3.认识有功功率、无功功率含义及公式能力目标021.会计算三个元件电压与电流;有功功率、无功功率2.会分析三个元件在交流电路中作用
思政目标03正确认识付出与索取,塑造社会主义价值观学习目标K知识引入思考R、L、C元件在交流电路中的电压电流关系?单一参数的交流电路电
阻一、电阻---交流电路中的电压电流分析Ri
u+-u=iR解析式:设则相量相量图UI最大值关系有效值关系一、电阻---交流电路中的电压电流分析电阻元件上的电压、电流关系为:1.频率相同;2.相位相同;3.瞬时值、有效值、最大值、相量关系均满足欧姆定律:u=iR归纳一、电阻---交流电路中的功率(一)瞬时功率p瞬时功率用小写!则结论:1.p随时间变化;
2.p≥0,为耗能元件。uipωt一、电阻---交流电路中的功率(二)平均功率(有功功率)P一个周期内的平均值由:可得:P=UI平均功率是由于吸收大于释放,表示消耗,所以又称为有功功率goodbye单一参数的交流电路主讲老师:电工电子技术单一参数的交流电路电
感二、电感---交流电路中的电压电流分析设则解析式:Li
u(1)
频率关系
—频率相同(2)
相位关系
—电感元件上u
超前i90°电角(3)
有效值关系
—有效值之间满足欧姆定律U=
LI=2πfLI=IXL感抗XL:XL=2πfL=ωL反映了电感元件对正弦交流电流的阻碍作用;单位:欧姆【Ω】,频率越高感抗越大,电感有滤波作用。(4)
相量关系—复感抗二、电感---交流电路中的功率(一)瞬时功率p瞬时功率用小写!则iuO储能p<0+p>0+p>0p<0放能储能放能po可逆的能量转换过程结论:纯电感不消耗能量,只和电源进行能量交换(能量的吞吐)所以,电感L是储能元件二、电感---交流电路中的功率(二)无功功率Q电感平均功率为0,故P=0,电感元件不消耗电能,电感与其外部进行能量交换,定义其交换速率最大值为无功功率有功功率的“有功”是指“消耗”,而无功功率的“无功”是指“交换”,一定不能将“无功”理解为“无用”。
无功功率表示元件不消耗电能,通过交换电能起到电路所需要的作用,比如日光灯的镇流器电感,辅助灯管发光稳定,为人们照明,它作为配角不似主角灯管光彩夺目,但却不可缺少,可谓在电路中默默奉献不思索取,对我们日后的工作有很好的启发
goodbye单一参数的交流电路主讲老师:电工电子技术单一参数的交流电路电
容三、电容---交流电路中的电压电流分析(1)
频率关系
—频率相同(2)
相位关系
—电容元件上i
超前u90°电角(3)
有效值关系
—有效值之间满足欧姆定律容抗XC:反映了电容元件对正弦交流电流的阻碍作用;单位:欧姆【Ω】,频率越高容抗越小,电容有滤波作用(4)
相量关系复容抗Cic
u解析式:设则=UωC三、电容---交流电路中的功率(一)瞬时功率p瞬时功率用小写!则iuO储能p<0+p>0+p>0p<0放能储能放能po可逆的能量转换过程结论:纯电容不消耗能量,只和电源进行能量交换(能量的吞吐)所以,电容是储能元件
二、电容---交流电路中的功率(二)无功功率Q电容平均功率为0,故P=0,电容元件不消耗电能,电容与其外部进行能量交换,定义其交换速率最大值为无功功率有功功率的“有功”是指“消耗”,而无功功率的“无功”是指“交换”,一定不能将“无功”理解为“无用”。
Q反映了电容元件与电源之间能量交换的规模。电感线圈具有的是“通直流、阻交流,通低频、阻高频”的特性,而电容器具有是“通交流、阻直流,通高频、阻低频”的特性。goodbyeRLC串联交流电路主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识电阻、电感、电容串联电路在交流电路中电压与电流三要素之间的关系2.认识相量形式的欧姆、基尔霍夫定律3.认识有功功率、无功功率含义及公式能力目标021.会计算RLC电路电压与电流;有功功率、无功功率、视在功率2.会分析交流设备电路
思政目标03学习先辈科学家,培养发现问题、解决问题、求真务实的科研精神学习目标KR、L、C三种元件的交流电路中如何分析电压电流关系?1893年数学家、电学家施泰因梅茨不仅提出了用相量法,还建立了相量形式的欧姆定律、基尔霍夫定律,开创了交流电路分析计算的方法,使得电气工程师可以提前估算电气系统的运行情况,从而降低了电力系统的建造成本,对交流电的普及起到了决定性作用。知识引入LR
Ci
uabuRuLuC一、RLC串联电路中的电压电流分析(一)相量形式基尔霍夫和欧姆定律LR
Ci
uabuRuLuC
瞬时值形式基尔霍夫定律
相量法
相量形式基尔霍夫定律复阻抗
相量形式欧姆定律一、RLC串联电路中的电压电流分析(二)复阻抗阻抗阻抗角1.复阻抗两种表示形式2.复阻抗合并:串联总复阻抗等于各复阻抗之和;并联总复阻抗倒数等于各复阻抗倒数和二、RLC串联电路的相量图分析–
+–
+–
+–
+参考相量(
>0感性)XL
<
XC(
<0容性)XL
>
XC电压三角形三、RLC串联电路的功率SQPR电压三角形各条边同除以电流相量,可得到一个阻抗三角形如右图示:
电压三角形各条边同乘以电流相量,可得到一个功率三角形如图所示:
三、RLC串联电路的功率有功功率P(W:瓦):表示电路消耗性质,等于所有电阻有功功率之和PQS视在功率S(VA:伏安):表示电路总容量S=UI有功功率、无功功率和视在功率及三者之间的数量关系如何?无功功率Q(Var:乏):表示电路交换性质,L、C无功功率代数和功率三角形goodbye功率因数及其提高主讲老师:电工电子技术NOWLEDGEIMPORTK知识引入P=UIcosφ功率因数cosφ越高1.发电容量利用率越高2.输电线路损耗越低知识就是生产力节约用能优化用能如何提高功率因数?
知识目标01
1.认识功率因数及提高意义和方法2.理解感性负载提高功率因数原理能力目标02会计算感性负载提高功率因数并联电容容量
思政目标03珍惜资源,节约用电学习目标一、功率因数及其提高功率因数——电路中有功功率与视在功率的比值。SP视在功率有功功率==阻抗角=电压与电流的相位差角纯阻元件:感性、容性负载:
<二、提高功率因数的意义(一)使电源设备容量得到充分利用视在功率转换成有功功率的程度例:已知某发电机的视在功率为1000KVA。(1)若(2)若能发出(
)KW的有功功率只能发出(
)KW的有功功率1000700所以提高可使发电设备的容量得以充分利用二、提高功率因数的意义(二)降低线路损耗和线路压降交流电的传输与转换升压变压器输电线降压变压器电灯电动机电炉...用户发电机电源U一定I线路损耗r电源负载线路损耗r三、提高功率因数的方法
日常生活中多为感性负载,如电动机、日光灯,其等效电路及相量关系如图。+-+-+-感性等效电路相量图三、提高功率因数的方法(二)提高功率因数的原则必须保证原负载的工作状态不变。即:加至负载上的电压和负载的有功功率不变。三、提高功率因数的方法(三)提高功率因数的措施在感性负载两端并电容!!!并电容讨论加什么元件?是串联还是并联?感性负载+-三、提高功率因数的方法(四)
并联电容值的计算+-+-+-感性等效电路——并C前——并C后即:三、提高功率因数的方法并联电容后,原负载的任何参数都没有改变!!注意思考:是否任意值的电容都可以提高感性电路的功率因数?goodbye交流电路的谐振主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识谐振定义及谐振特征2.理解谐振电路选频性能力目标021.会计算谐振频率2.会分析谐振电路应用
思政目标031.由谐振的双面性,建立一分为二的哲学观2.由谐振的选择性启发中国特色社会主义制度的制度自信和道路自信学习目标NOWLEDGEIMPORTK知识引入谐振是什么?收音机利用谐振进行调谐选频,选出不同电台信号,凡是需要选频的电器都会用到谐振电路,谐振的应用很广泛一、串联谐振条件电路总电压和总电流相位相同,电路呈现电阻特性,这种现象称为谐振jXLR
-jXCI
U
UR
UL
UCab当
时,电路呈电阻性,电压与电流同相,这时电路的状态称为串联谐振。RLC串联电路的复阻抗为(一)谐振定义
(二)谐振条件谐振条件:或:一、串联谐振条件
或(1)电源频率
f
一定,调参数L、C使
fo=f(2)电路参数LC
一定,调电源频率f使
f=fo谐振条件:谐振频率:调谐方法:二、串联谐振特征
阻抗最小:(1)(2)电流最大:(当电源电压一定时)
(3)
无功功率为0谐振曲线:电流随频率变化的关系曲线fQ大Q小
电路具有选择最接近谐振频率附近的电流的能力——称为选择性
R
Q值越大,曲线越尖锐,选择性越好二、串联谐振特征(4)电感电压与电容电压大小相等,相位相反,且都为电路电压的Q倍,Q值越大,谐振电路的频率选择性越好,电路损耗的能量越少提示一般串联谐振电路的Q值可达几十至几百,即UL或UC可达U的几十至几百倍。所以,串联谐振可以在电感或电容两端产生很高的电压。因此串联谐振又称为电压谐振,在电力传输电路中,应采取措施避免谐振,以免损坏电容和电感,这就是任何事物都有两面性,应一分为二看待。。
三、谐振应用
各地的广播电台以不同的频率发射无线电波,那收音机为什么能让我们收听到某一电台的节目呢?这是因为收音机中有一个能够选择无线电波频率的电路——调谐电路。调谐电路实际上就是串联谐振电路,当我们调节电容器的电容量为一定值时,电路就对某一频率的无线电信号发生串联谐振,此时电路呈现的阻抗最小,电流最大,电容器的两端将产生一个高于信号电压Q倍的电压,传输给后级放大电路进行放大,使我们能收听到该频率的电台节目。而对于其它频率的无线电信号,电路不能发生谐振,电路电流很小,其信号被电路抑制掉。因此,通过调节电容,使调谐电路发生谐振,就可以从不同的频率中选择出所需的电台信号。
收音机的调谐电路电路图
+-
等效电路:接收天线:组成谐振电路goodbye三相交流电源主讲老师:电工电子技术K1888年,俄国工程科学家多布罗沃利斯制成了世界上第一台三相交流异步电动机,之后相继发明了三相交流变压器、启动变阻器、多种测量仪、三相交流发电机和电动机的特有的星形和三角形连接方式,并提出了开关电路中最早的灭弧方法。三相交流电诸多技术和应用难关几乎全被他一人攻克了。知识引入
知识目标01
1.认识三相对称交流电源、连接、线电压、相电压能力目标02会判断线、相电压并计算
思政目标03正确看待个人与集体关系,加强相互配合的大局意识学习目标一、三相交流电动势产生原理(一)三相交流电动势的产生定子铁心U1U2V1V2W1W2定子绕组转子铁心转子绕组转轴+-NS2VVu1VVe+_2WWu1WWe+_2UUu1UUe+_三相绕组空间位置各差120o转子逆时针方向以
的角速度旋转。对称三相定子绕组将依次切割磁场线,三个线圈中便分别感应出三个电动势eU、eV、eW二、三相交流电动势振幅,频率,相位大小相等,频率相同,相位互差120º称为对称三相电动势Em
wtWE&UE&VE&120°120°120°°Ð=°-Ð=°Ð=1201200EEEEEEWVU&&&0=++WVUEEE&&&三、三相交流电源的连接1.三相电源绕组的星形连接V2W2U2UVWNU1W1V1+++N(1)中性点:三相绕组的末端U2、V2、W2连接而成的公共端点,接大地的中性点则称为零点。(2)中性线:从中点引出的输电线称为中性线,简称中线。接大地的中线则称为零线或地线。(3)相线:从三相绕组的首端U1、V1、W1引出的三条输电线称为相线,又称端线,俗称火线,分别用大写字母U、V、W表示。工程技术上,相线U、V、W分别用黄、绿、红三种颜色来区别,而中性线则用黑色表示。三、三相交流电源的连接V2W2U2UVWNU1W1V1+++2.相电压
三相四线制供电系统能够提供两种不同的电压,即相电压和线电压。相电压:相线与中线之间的电压,也就是三相绕组的端电压,相电压有效值通常用UP表示,在我国三相四线制低压配电线路中相电压为220V
启发:由三相交流电路的对称性引申正确看待个人与集体关系,加强相互配合的大局意识三、三相交流电源的连接V2W2U2UVWNU1W1V1+++
线电压:相线与相线之间的电压,在三相四线制供电系统中,三相线电压也是对称的,有效值用UL表示,在我国三相四线制低压配电线路中线电压为380V
3.线电压线电压超前对应的相电压30°线、相电压关系:goodbye三相交流电路分析主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.认识三相对称交流负载两种接法2.掌握两种接法的三相交流电路分析方法能力目标021.会选择三相负载正确接法2.会分析计算三相交流电路电压、电流、功率
思政目标03由中线作用引申常规环节的关键时刻作用,培养全面考虑问题防患未然的工程素质学习目标NOWLEDGEIMPORTK知识引入
多布罗沃利斯基(1862~1919),俄国电气工程师,现代电力系统奠基人,发明了三相电力系统,完成了所有关于三相系统的理论,发明了星型和三角形接法.1891年法兰克福将开一个“高科技”展览会,修建一个三相交流的示范工程。于是在劳芬的内卡河,制造了一台由科普兰式立轴水轮机驱动的爪极式三相同步发电机,再由变压器升压至20KV,输电线路一共109英里,在法兰克福点亮1000个白炽灯,并且带动一些电机,完成水景瀑布水泵的拖动,拖动游乐木马等。劳芬~法兰克福输出系统的成功,展现了交流远距离输电的优势,确立了三相系统的地位,人类开始步入电气时代。一、三相负载的Y型连接(一)线、相电流
UWV
N对称三相负载:各相负载复阻抗相同(即阻抗模相等,阻抗角相同),如三相负载如三相电动机、三相变压器、三相电炉等不对称三相负载:各相负载复阻抗不同的三相负载,如照明电路组成的三相负载Y型三相负载线电流等于相电流一、三相负载的Y型连接三相对称负载(一)线、相电流结论:三相负载对称,三相电流对称,求电流、电压时,可以仅算
一相,其余即可直接写出;线电流等于相电流;在三相对称负载电路中,中线电流为0可以省略UWV
N相电流中线电流一、三相负载的Y型连接(一)线、相电流UWV
N负载不对称时,需每相分别计算中线的作用:各相负载电流不对称,中线电流也不为0,如果中线断开,中线电流会分配至三相负载中,使有的负载超载,有的负载欠载,所以中线不能断开,以保证三相负载各自独立工作,不相互发生影响,所以中线上不允许接开关和熔断器启示:中线作用引申常规环节的关键时刻作用,建立全面考虑问题防患未然的工程素质三相负载的连接(二)三相负载的功率总有功功率P:
当三相负载对称时:
为相电压相电流之间的相位差结论有功功率:无功功率:视在功率:在三相负载对称的条件下:UWV
N二、三相负载的∆型连接(一)线、相电流三相∆负载的相电压等于电源的三个对称线电压
三相电流:三线电流:注意:线电流不等于相电流提示:负载额定电压等于电源线电压时应采用∆接法二、三相负载的∆型连接(一)线、相电流三相∆负载对称时:
三相电流对称:三线电流对称:
二、三相负载的∆型连接(二)三相∆负载的功率总有功功率P:
当三相负载对称时,
为相电压相电流之间的相位差结论有功功率:无功功率:视在功率:在三相负载对称的条件下:goodbye安全用电主讲老师:电工电子技术
知识目标01
1.掌握触电类型和方式2.掌握安全用电措施3.掌握触电急救的方法能力目标021.会进行触电急救2.会进行正确防触电操作
思政目标03训练危急情况沉着冷静素质
,锻造舍己救人的英雄担当学习目标NOWLEDGEIMPORTK知识引入案例一上海某厂,配电箱未接地,员工当场触电身亡!事故原因:电线接头从接线柱上松脱,接触到配电箱箱门,同时配电箱的外壳未采取接地保护,造成配电箱金属外壳带电,马某右手接触到配电箱边框时,发生触电事故。案例二常州某厂,设备未接地,车间主任当场触电身亡!事故原因:因塑料粉碎机,无接地线。电源线布设不合理,有一小节电源线被旁边的踏步梯梯脚压到。时间一长导致该电源线绝缘保护皮被梯脚扎破,电线漏电,踏步梯带电。案例
三山东某厂电工未执行操作规程检修,触电身亡!事故原因:某电工违反公司维修管理规定,未办理停电手续擅自进行现场检修,在对重力浇铸机两根模具导热棒电气接线进行检查时,触碰到电源接线带电裸露接头部位,导致触电。案例四大连某厂,电焊机线路漏电,工人触电身亡!事故原因:作业现场电焊机、切割机进出线路陈旧老化多处破损,且没有采用架空方式铺设,平铺在地面上,加之现场浇水,电线大部分被浸湿,导致电线漏电是此次事故发生的直接原因。安全用电,关乎生命财产,切勿疏忽大意!一、人体的电流效应(一)人体对电流反应100-200微安对人体无害反而能治病1毫安左右引起麻痹的感觉不超过10毫安时人尚可摆脱电源超过30毫安时感到剧痛,神经麻痹,呼吸困难,有生命危险达到100毫安时只要很短时间使人心跳停止结论:通过人体的电流越大,时间越长,人的生理反应越明显,伤害越严重,触电死亡的时间越短。一、人体的电流效应(一)人体对电流反应电流通过头部可使人昏迷;通过脊髓可能导致肢体瘫痪;通过心脏可造成心脏停跳、血液循环中断;通过呼吸系统会造成窒息。
注意:电流从左手流经胸部的危险性最大;从手到手、从手到脚也是很危险的电流路径;从脚到脚的危险性较小,但容易造成腿部肌肉痉挛而摔倒,导致二次触电。注意:50~60Hz的交流电对人最危险,随着频率的升高,触电危险程度将下降。在电流相同的条件下,直流电的危险性要低于交流电。一、人体的电流效应(二)人体阻抗
人体阻抗:工频1000-3000欧,接触瞬间500欧皮肤阻抗体内阻抗人体总阻抗结论:通过人体的电压越大,人体阻抗越小,皮肤越潮湿,人体阻抗越小。接触电压(V)人体阻抗(欧)皮肤干燥皮肤润滑皮肤潮湿皮肤浸入水中107000350012006002550002500100050050400020008754401003000150077035025015001000650325人体阻抗变化一、人体的电流效应(三)人体安全电压人体安全用电的电压通常不高于36V,但根据环境不同存在一定差异:(1)有电击危险的干燥环境中使用的手持电动工具,照明,电源电压或其他电气设备应采用42V以下安全电压(2)隧道、人防工程、有高温、导电灰尘或灯具离地面高度低于2.m等场所的,安全电压不大于36V。(3)在潮湿和易触及带电体场所的安全电压不大于24V。(4)在特别潮湿的场所,导电良好的地面、锅炉或金属容器内工作的安全电压不大于12V。(5)水下作业等人体大面积浸水等特别危险的场所应采用6V安全电压。二、触电分类及方式(一)触电分类触电:电流通过人体达到一定程度时引起的伤害,根据触电方式,触电分为电击和电伤电击电流通过人体刺激机体组织,使肌肉非自主地发生痉挛性收缩而造成的伤害,严重时破坏人的心脏肺部神经系统正常工作,危机生命的伤害。电伤电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。(电烧伤、电烙印、皮肤金属化、电光眼等多种伤害)二、触电分类及方式(二)触电方式1.单相触电:当人站在地面上或其他接地体上,人体的某一部位触及一相带电体时,电流通过人体流入大地(或中性线),称为单相触电2.两相触电:人体同时触及两根不同的相线,或者人体同时触及到电气设备中两个不同相的带电部位时而引起的触电。两相触电更危险!二、触电分类及方式(二)触电方式3.跨步电压触电:在高压输电线断线落地时,有强大的电流流入大地,在接地点周围将形成电位分布。当人在接地点周围行走时,其两脚之间的电位差称为跨步电压。在跨步电压作用下,电流通过人体,将会造成跨步电压触电。
离电流接地点越近,两脚跨步距离越大,人体承受的跨步电压就越大;通常认为距离接地点半径20m以外的区域,跨步电压可以近似视为零。当发现跨步电压威胁时,应尽快将双脚并拢或单脚着地跳出危险区。否则,触电时间一长,会导致触电死亡。二、触电分类及方式(二)触电方式4.接触电压触电:电气设备由于绝缘损坏或其他原因造成接地故障时,如人体两个部分(手和脚)同时接触设备外壳和地面时,人体两部分会处于不同的电位,其电位差即为
接触电压。由接触电压造成触电事故称为接触电压触电。5.剩余电荷触电:当人体触及带有剩余电荷的设备时,比如停电后的并联电容器、电力电缆、电力变压器及大容量的交流电动机等设备,由于检修人员在检修前、后没有对停
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