电工电子技术（第3版） 课件 第2章 正弦交流电路

正弦交流电量电工电子技术

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°I单一参数的交流电路田玉主讲老师：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田玉主讲老师：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田玉主讲老师：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串联交流电路田玉主讲老师：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功率因数及其提高田玉主讲老师：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交流电路的谐振田玉主讲老师：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三相交流电源田玉主讲老师：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三相交流电路分析田玉主讲老师：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安全用电田玉主讲老师：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、后没有对停电后的设备充分放电设备带有剩余电荷,带有电荷的设备对人体放电所造成的触电事故称为剩余电荷触电。四、防止触电的保护措施（一）安全电压选用

人体危险电压

＝人体最小电阻☓工频致命电流，

即：（800∼1000Ω）☓（

30∼50mA）＝

24∼50V安全电压等级及选用举例安全电压（交流有效值）选用举例额定值空载上限值42V50V在有触电危险的场所使用的手持电动工具等36V43V在矿井中多导电粉尘等场所使用的行灯等24V29V在某些具有人体可能偶然触及的带电设备上12V15V6V8V四、防止触电的保护措施（二）安全距离工作人员与带电设备的安全距离电压等级/KV安全距离/m无遮拦有遮拦1及以下0.10—100.700.35351.000.601101.501.502203.003.00带电体与地面间、带电体与其他设备间、带电体与带电体间应留有安全距离四、防止触电的保护措施（三）绝缘防护

工具绝缘电工工具手柄上套有耐压500V的绝缘套，带绝缘手套、穿绝缘鞋操作绝缘防护：用绝缘体把可能形成的触电回路隔开，包括外壳绝缘、场地绝缘、工具绝缘

外壳绝缘电气设备的外壳装防护罩

场地绝缘在人体站立的地方用绝缘层垫起来，使人体与大地隔离四、防止触电的保护措施（四）保护接地和保护接零保护接地：是指在电源中性点不接地的供电系统中，将电气设备的金属外壳与埋入地下且与大地接触良好的接地装置进行可靠连接。若设备漏电，外壳和大地之间的电压将通过接地装置将电流导入大地。此时如果有人接触漏电设备外壳，由于人体与漏电设备并联，且人体电阻Rb远大于接地装置的对地电阻Re，即Rb>>Re，通过人体的电流非常微弱，从而消除了触电危险。

电压在100V以上的任何形式的电网，均需采用保护接地作为安保技术措施。接地装置通常采用厚壁钢管或角钢，接地电阻以小于4Ω为宜四、防止触电的保护措施（四）保护接地和保护接零保护接零：是指是指在电源中性点接地系统中，将设备需要接地的金属外壳与电源中性线直接连接。这就相当于设备外露部分与大地进行了电气连接。当电气设备漏电致使其金属外壳带电时，设备外壳将与零线之间形成良好的电流通路。