電工知識(shí)及安全用電 教學(xué)PPT課件

電工知識(shí)及安全用電 教學(xué)PPT課件,電工知識(shí)及安全用電,教學(xué)PPT課件,電工,知識(shí),安全,用電,教學(xué),PPT,課件 電工知識(shí)及用電安全電工知識(shí)及用電安全 項(xiàng)目二項(xiàng)目二 電工基礎(chǔ)知識(shí)電工基礎(chǔ)知識(shí)項(xiàng)目導(dǎo)入在各種形式的能量中，電能占有重要的地位。在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科技以及日常生活中，電力已成為主要的動(dòng)力來源。掌握一定的電工基礎(chǔ)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，不僅是電氣工作人員必須做到的，而且也是每個(gè)人應(yīng)該做到的。電工基礎(chǔ)知識(shí)涉及的內(nèi)容很廣泛，本項(xiàng)目主要的目的和任務(wù)是使學(xué)生獲得電工技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及今后工作打下必要的基礎(chǔ)。電路基礎(chǔ)知識(shí)磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)交流電基礎(chǔ)知識(shí)目錄CONTENT1 12 23 3電路基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)一學(xué)習(xí)目標(biāo)了解電路的組成與電路圖的概念。了解電路的基本物理量。掌握歐姆定律。能夠讀圖和識(shí)圖。正確使用萬用表。任務(wù)描述通過電路基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，知道電路的組成、電路圖、電流、電壓、電能與電功率的概念，認(rèn)識(shí)電阻，學(xué)會(huì)電阻定律與歐姆定律。本任務(wù)通過電工識(shí)圖知識(shí)學(xué)習(xí)和利用萬用表的實(shí)際測(cè)量操作訓(xùn)練，讓學(xué)生掌握電工識(shí)圖的一般規(guī)則和萬用表實(shí)際使用的相關(guān)知識(shí)，獲得正確使用萬用表的技能。電路基礎(chǔ)知識(shí)一、電路及基本物理量一、電路及基本物理量 (一一)電路和電路圖電路和電路圖 1.1.電路電路由電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)等組成的閉合回路，稱為電路。2.2.電路組成電路組成 (1)電源 電源是供給電能的裝置,它把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能。干電池是電路的電源。(2)負(fù)載 也稱用電設(shè)備或用電器,是應(yīng)用電能的裝置,它把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。小燈泡是電路的負(fù)載。(3)連接導(dǎo)線 導(dǎo)線把電源和負(fù)載連接成閉合回路,輸送和分配電能。常用的導(dǎo)線是銅線和鋁線。(4)控制和保護(hù)裝置 電路通常還裝有開關(guān)、熔斷器等器件,對(duì)電路起控制和保護(hù)作用。3.3.電路圖電路圖 用國家規(guī)定的電氣符號(hào)、文字符號(hào)來表示電氣設(shè)備之間連接方式的圖,稱為電路原理圖,簡(jiǎn)稱電路圖（二）電路基本物理量（二）電路基本物理量 1.1.電流電流電荷的定向移動(dòng)形成電流。電流的大小等于單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，即:I=Q/T 或 i=q/t 電流的單位是安培，簡(jiǎn)稱安，符號(hào)是A。電流的常用單位還有毫安（mA）和微安（A）:1A=103 mA=106A直流電流直流電流:電流的大小和方向不隨時(shí)間變化的電流叫直流電流，用大寫字母I表示。直流電的文字符號(hào)用字母“DC”表示，圖形符號(hào)用“”表示。交流電流交流電流:電流的大小和方向都隨時(shí)間周期性變化的電流叫交流電流。用小寫字母i表示。交流電的文字符號(hào)用字母“AC”表示，圖形符號(hào)用“”表示。2.2.電壓電壓電壓又稱電位差,是衡量電場(chǎng)力做功本領(lǐng)大小的物理量。3.3.電阻電阻導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱為電阻,用符號(hào)R表示。其單位為歐姆,簡(jiǎn)稱歐,用符號(hào)表示。電阻元件是對(duì)電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件,例如燈泡、電熱爐等電器。r制成電阻元件的材料電阻率,國際單位制單位為m(歐米);L繞制成電阻的導(dǎo)線長度,國際單位制為m(米);S繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積,國際單位制為m2(平方米);R電阻值,國際單位制為(歐)。經(jīng)常用的電阻單位還有k(千歐)、M(兆歐):4.4.電能和電功率電能和電功率(1)電能 在導(dǎo)體兩端加上電壓,導(dǎo)體內(nèi)就建立了電場(chǎng)。電場(chǎng)力在推動(dòng)電荷定向移動(dòng)中要做功。設(shè)導(dǎo)體兩端電壓為U,通過導(dǎo)體橫截面的電量為q,電場(chǎng)力所做的功即電路所消耗的電能W=qU。由于q=It,所以:W=UIt 電流在一段電路上所做的功,與這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時(shí)間成正比。在國際單位制中,電功的單位是焦耳,簡(jiǎn)稱焦,符號(hào)是J。當(dāng)電路為純電阻電路時(shí),根據(jù)公式U=RI(歐姆定律),上式可寫為:U電路兩端電壓,單位為伏(V);I電路中的電流,單位為安(A);T通電的時(shí)間,單位為秒(s);W電能,單位為焦(J)。在實(shí)際使用中,電能常用千瓦時(shí)(俗稱度)為單位,符號(hào)是kWh。(2)電功率 在一段時(shí)間內(nèi),電路產(chǎn)生或消耗的電能與時(shí)間的比值稱為電功率。電功率是表明負(fù)載消耗電能快慢程度的物理量,用 P 表示,單位是瓦(W)。電功率的計(jì)算公式為:當(dāng)電路為純電阻電路時(shí),根據(jù)歐姆定律,上式可寫為：電功率常用的單位還有千瓦(kW)、毫瓦(mW)等,它們之間的關(guān)系為:二、歐姆定律二、歐姆定律 部分電路歐姆定律的內(nèi)容是:在不包含電源的電路中,流過導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體的兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。U=IR i=u/rI導(dǎo)體中的電流,AU導(dǎo)體兩端的電壓,VR導(dǎo)體的電阻,任務(wù)任務(wù)實(shí)施實(shí)施一、電路識(shí)圖一、電路識(shí)圖請(qǐng)學(xué)生根據(jù)電氣器件實(shí)物畫出它們所對(duì)應(yīng)的電路圖形符號(hào)。二、萬用表的使用二、萬用表的使用 讓學(xué)生熟悉萬用表的操作面板,正確的使用萬用表,學(xué)會(huì)正確測(cè)量電壓、電流、電阻。知識(shí)知識(shí)拓展拓展 一、萬用表的使用一、萬用表的使用萬用表是一種多用途、廣量程、使用方便的測(cè)量?jī)x表,可用來測(cè)量直流電壓、直流電流、交流電壓和電阻,中高檔的萬用表還可以測(cè)量交流電流、電容、電感及三極管的主要參數(shù)等。1.面板認(rèn)識(shí)2.使用前準(zhǔn)備3.用萬用表測(cè)量直流電壓 4.萬用表直流電流測(cè)量5.電阻的測(cè)量 6.使用萬用表的注意事項(xiàng)二、電工識(shí)圖二、電工識(shí)圖1.電路圖電路圖是用圖形符號(hào)、文字符號(hào)并按工作順序排列,詳細(xì)表示電路、設(shè)備控制系統(tǒng)的基本組成和連接關(guān)系,而不考慮其實(shí)際位置的一種簡(jiǎn)圖。2.電氣圖遵循的一般規(guī)則(1)圖形布局原則 通常的布局是從總體到局部,從一次到二次,從主到次,從左到右,從上到下,從圖形到文字。在電路圖中,設(shè)備和元件采用符號(hào)表示,并應(yīng)以適當(dāng)形式標(biāo)注其代號(hào)、名稱、型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量等。注意設(shè)備和元件的工作狀態(tài)。設(shè)備和元件的可動(dòng)部分通常應(yīng)表示在非激勵(lì)或不工作的狀態(tài)或位置。(2)連接線的表示方法3.常用基本電氣圖形符號(hào)4.電氣圖的讀圖知識(shí)磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)任務(wù)二任務(wù)二學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解磁的基礎(chǔ)知識(shí)。理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象。知道磁的基礎(chǔ)知識(shí)與基本概念。能判斷電磁力與分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象。任務(wù)描述通過了解直線電流、環(huán)形電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng),學(xué)會(huì)用安培定則(右手定則)判斷磁場(chǎng)的方向。掌握電流在磁場(chǎng)中受電磁力作用的知識(shí),學(xué)會(huì)用左手定則判斷電磁力的方向。理解電磁感應(yīng)的概念,會(huì)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律。磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)一、電流的磁場(chǎng)(一一)磁的基礎(chǔ)知識(shí)磁的基礎(chǔ)知識(shí)人們把物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等金屬及其合金的性質(zhì)叫做磁性。例如我們稱吸鐵石具 有磁性。把具有磁性的物體叫做磁體,也稱磁鐵。磁體分為天然磁體(磁鐵礦)和人造磁體兩大類。工業(yè)上用的永久磁鐵通常是人造的,一般做成條形、蹄形、圓環(huán)形和針形等。磁體兩端磁性最強(qiáng)的部分叫磁極。任何磁體都具有兩個(gè)磁極,分別是北極(N)和南極(S)。磁極間也存在相互作用力,且同性磁極相互排斥,異性磁極相互吸引。(二二)磁場(chǎng)與磁感線磁場(chǎng)與磁感線兩塊互不接觸的磁體之間存在著相互作用力,這說明在磁體的周圍的空間中存在著一種特殊的物質(zhì)磁場(chǎng)。作用力是通過磁場(chǎng)進(jìn)行傳遞的。磁場(chǎng)具有力和能的特性?？臻g有無磁場(chǎng)的存在,一般可以通過比較輕巧的小磁針來檢驗(yàn)。能使小磁針轉(zhuǎn)動(dòng),并總是使其停留在一個(gè)固定方向的空間存在著磁場(chǎng)。為了形象說明磁場(chǎng)的存在,并描繪出磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向,人們通常用一根根假想的磁感應(yīng)線來表示,如圖2-14所示。磁感線具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)磁感線是互不交叉的閉合曲線;在磁體外部由N極指向S極,在磁體內(nèi)部由S極指向N極。(2)磁感線上任一點(diǎn)的切線方向,就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,即小磁針N極的指向。(3)磁感線越密,磁場(chǎng)越強(qiáng);磁感線越疏,磁場(chǎng)越弱。磁感線均勻分布而又相互平行的區(qū)域,稱為均勻磁場(chǎng);反之則稱為非均勻磁場(chǎng)。(三三)電流的磁場(chǎng)電流的磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明,通電導(dǎo)體周圍與永久磁鐵一樣也存在著磁場(chǎng)。小磁針放在通電導(dǎo)體附近也會(huì)受到磁力作用而偏轉(zhuǎn),由此可知,電流周圍存在著磁場(chǎng),這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。電流與其產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向可用安培定則(又稱右手螺旋法則)來判斷。1 1.直線電流的磁場(chǎng)直線電流的磁場(chǎng)為直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。直線電流磁場(chǎng)的感應(yīng)線是一些以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓,這些同心圓都在與導(dǎo)線垂直的平面上。直線電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向可用安培定則(又稱右手螺旋法則)來判定:用右手握住導(dǎo)線,讓拇指指向電流方向,四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。2.2.環(huán)形電流的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng) 環(huán)形電流的磁感線是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線。在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直。環(huán)形導(dǎo)線電流的方向與它的磁感線方向之間的關(guān)系,也可以用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流方向一致,伸直的拇指所指的方向就是導(dǎo)線環(huán)中心軸線上的磁感線方向。3.3.通電螺線管的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)。螺線管通電以后表現(xiàn)出來的磁性,很像是一根條形磁鐵,一端相當(dāng)于N極,另一端相當(dāng)于S極,改變電流方向,它的兩極就對(duì)調(diào)。通電螺線管外部的磁感線和條形磁鐵外部的磁感線相似,也是從N極出來,進(jìn)入S極的。通電螺線管內(nèi)部具有磁場(chǎng),內(nèi)部的磁感線跟螺線管的軸線平行,方向由S極指向N極,并和外部的磁感線連接,形成一些閉合曲線。螺線管通電后,磁場(chǎng)方向仍可用安培定則來判定:用右手握住螺線管,四指指向電流的方向,拇指所指的就是螺線管內(nèi)部的磁感線方向。也就是說,大拇指指向通電螺線管的N極。二、磁場(chǎng)的主要物理量二、磁場(chǎng)的主要物理量 (一一)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)(B)把一段通電的導(dǎo)體懸掛在磁場(chǎng)中,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體有一定的位置偏移。通過實(shí)驗(yàn)表明,垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,所受電磁力F與電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值稱為通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,用B表示,即：B=F/IL式中:F 通電導(dǎo)體收到的電磁力,N(牛頓);I 導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度,A(安培);L 導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長度,m(米);B 磁感應(yīng)強(qiáng)度,T(特斯拉)。（二）磁通（二）磁通（）磁通是反映磁場(chǎng)在某一范圍內(nèi)的分布及變化情況的物理量。均勻磁場(chǎng)中磁通等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，用表示，即:=BS 式中:B磁感應(yīng)強(qiáng)度，T（特斯拉）;S垂直于磁場(chǎng)方向的面積，m2（平方米）;磁通，Wb（韋伯）。由磁通的定義式可得:B=/S即磁感應(yīng)強(qiáng)度B可看作是通過單位面積的磁通,因此磁感應(yīng)強(qiáng)度B也常稱為磁通密度,并用Wb/m2作單位。（三）磁導(dǎo)率（三）磁導(dǎo)率（）磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不僅與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流和導(dǎo)體有關(guān)，還與磁場(chǎng)內(nèi)媒介質(zhì)（又稱為磁介質(zhì)）的導(dǎo)磁性質(zhì)有關(guān)。在磁場(chǎng)中放入磁介質(zhì)時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B將發(fā)生變化，磁介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響程度取決于它本身的導(dǎo)磁性能。物質(zhì)的導(dǎo)磁性能的強(qiáng)弱用磁導(dǎo)率表示，單位是亨/米（H/m）。不同的物質(zhì)磁導(dǎo)率不同。在相同的條件下，值越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，磁場(chǎng)越強(qiáng);值越小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小，磁場(chǎng)越弱。真空中的磁導(dǎo)率是一個(gè)常數(shù)，用O表示:O=410-7 H/m。為了比較物質(zhì)的導(dǎo)磁性能，將物質(zhì)磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率的比值稱為相對(duì)磁導(dǎo)率，用r表示，即:r=/O式中:r 相對(duì)磁導(dǎo)率;O真空的磁導(dǎo)率，H/m;磁導(dǎo)率，H/m。相對(duì)磁導(dǎo)率只是一個(gè)比值，它表示在其他條件相同的情況下，媒介質(zhì)中的磁導(dǎo)率相對(duì)真空中的磁導(dǎo)率的倍數(shù)。鐵磁性物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率材料材料相對(duì)磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率材料材料相對(duì)磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率鉆174已經(jīng)退火的鐵7000未經(jīng)退火的鑄鐵240變壓器鋼片7500已經(jīng)退火的鑄鐵620在真空中熔化的電解鐵12950鎳1120鎳鐵合金60000軟鋼2180“C”形坡莫合金115000根據(jù)相對(duì)磁導(dǎo)率r的大小，可將物質(zhì)分為三類:（1）順磁性物質(zhì)（2）反磁性物質(zhì)（3）鐵磁性物質(zhì)三、電磁感應(yīng)三、電磁感應(yīng)(一一)電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象導(dǎo)線AB在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)和導(dǎo)線AB沿著平行磁感線的方向運(yùn)動(dòng),電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),表明閉合回路中有電流通過;電流計(jì)的指針不動(dòng),表明回路中沒有電流。閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),回路中有電流流過。當(dāng)磁鐵上下移動(dòng)和靜止不動(dòng)兩種過程中,得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:磁鐵上下移動(dòng)時(shí)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),表明閉合回路中有電流通過;當(dāng)磁鐵靜止不動(dòng)時(shí),電流計(jì)的指針不動(dòng),表明回路中沒有電流。（二（二)感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的方向1.1.右手定則右手定則當(dāng)閉合回路中一部分導(dǎo)體作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向可 用右手定則來判斷。伸開右手,使拇指與四指垂直,并都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線穿入手心,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,四指所指的即為感應(yīng)電流的方向。2.2.楞次定律楞次定律當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí),原磁通在增加,線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相反,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的增加;當(dāng)磁鐵拔出線圈時(shí),原磁通在減少,線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相同,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的減少。因此得出結(jié)論:當(dāng)將磁鐵插入或拔出線圈時(shí),線圈中感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,總是阻礙原磁通的變化。這就是楞次定律的內(nèi)容。根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向,然后根據(jù)安培定則,即可判斷出線圈中的感應(yīng)電流方向。(三三)電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,說明回路中有電動(dòng)勢(shì)存在。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體,就相當(dāng)于電源,如在磁場(chǎng)中切割磁感線的導(dǎo)體和磁通發(fā)生變化的線圈等。1.直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中切割磁感線2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電路是否閉合無關(guān) 4.電磁感應(yīng)定律 E=BLv sinE=/t知識(shí)拓展知識(shí)拓展 一、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力一、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力1.1.磁場(chǎng)對(duì)直線電流的磁場(chǎng)對(duì)直線電流的作用力作用力磁場(chǎng)對(duì)放在其中的通電直導(dǎo)線有力的作用,這個(gè)力稱為安培力。當(dāng)電流I的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí),導(dǎo)線受安培力最大,根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度得:B=F/IL F=BIL當(dāng)電流I的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B平行時(shí),導(dǎo)線不受安培力作用。當(dāng)電流I的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度 B之間有一定夾角時(shí)，可將B分解為兩個(gè)互相垂直的分量:一個(gè)與電流I平行的分量，B1=Bcos;另一個(gè)與電流I垂直的分量,B2=BsinB1對(duì)電流沒有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力是由 B2產(chǎn)生的。因此，磁場(chǎng)對(duì)直線電流的作用力:F=B2IL=BILsin當(dāng)=90時(shí)，安培力F最大;當(dāng)=0時(shí)，安培力F=0。式中:F安培力，N（牛頓）I導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度，A（安培）L導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長度，m（米）B磁感應(yīng)強(qiáng)度，T（特斯拉）安培力 F的方向可用左手定則判斷:伸出左手，使拇指跟其他四指垂直，并都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，四指指向電流方向，大拇指所指的方向即為通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。2 2.磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用力矩磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用力矩 將一矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中線圈的作用力矩線圈的頂邊ad和底邊bc所受的磁場(chǎng)力Fad、Fbc大小相等，方向相反，在一條直線上，彼此平衡;而作用在線圈兩個(gè)側(cè)邊ab和cd上的磁場(chǎng)力Fab、Fcd雖然大小相等,方向相反,但不在一條直線上，產(chǎn)生了力矩，稱為磁力矩。二二、渦流和磁屏蔽、渦流和磁屏蔽 1 1.渦流；渦流；2 2.渦流的渦流的應(yīng)用；應(yīng)用；3.3.磁屏蔽；磁屏蔽；4 4.磁屏蔽的方法磁屏蔽的方法交流電基礎(chǔ)知識(shí)任務(wù)三任務(wù)三學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解正弦交流電的產(chǎn)生。掌握正弦交流電的概念。掌握三相交流電的簡(jiǎn)單應(yīng)用。能夠正確連接日光燈電路。能正確使用電能表。能正確認(rèn)識(shí)三相四線制電路。任務(wù)描述通過對(duì)單相正弦交流電基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),能做到正確連接日光燈電路和安裝單相電能表。通過學(xué)習(xí)三相交流電的相關(guān)知識(shí),認(rèn)識(shí)三相四線制電路。本任務(wù)通過日光燈電路安裝、單相電度表(電能表)的安裝、三相四線制電路測(cè)量的操作訓(xùn)練,讓學(xué)生掌握單相交流電和三相交流電的相關(guān)知識(shí),獲得正確認(rèn)識(shí)和使用交流電的實(shí)際操作技能。交流電基礎(chǔ)知識(shí)一、交流電的基本概念一、交流電的基本概念(一一)正弦交流電的產(chǎn)生正弦交流電的產(chǎn)生 正弦交流電由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。發(fā)電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成,定子有N、S兩極。轉(zhuǎn)子是一個(gè)由硅鋼片疊成的可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形鐵芯,鐵芯上繞有線圈,線圈兩端分別接到兩個(gè)互相絕緣的銅制滑環(huán)上,通過電刷與外電路接通。當(dāng)原動(dòng)機(jī)(如水輪機(jī)或汽輪機(jī))拖動(dòng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。為了得到正弦波形的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),采用適當(dāng)?shù)拇艠O形狀,使磁極和轉(zhuǎn)子之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度按正弦規(guī)律分布,在磁極中心位置,磁感應(yīng)強(qiáng)度最大,用Bm表示;在磁極分界面處,磁感應(yīng)強(qiáng)度為零。而且磁感應(yīng)強(qiáng)度方向總是與鐵芯表面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)組成的平面叫中性面,如果線圈所在的位置與中性面成銳角,則此處電樞表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為:B=Bmsin 當(dāng)電樞在磁場(chǎng)中從中性面開始以勻角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為:e=2BmLvsint或e=Emsint式中:Em感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值，Em=2BmLv，V;Bm最大磁感應(yīng)強(qiáng)度，T;L線圈一邊的有效長度，m;v導(dǎo)線切割磁感應(yīng)線的速度，m/s。由上式可知，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是按正弦規(guī)律變化的。因?yàn)榫€圈經(jīng)電刷與外電路的負(fù)載接通，形成閉合回路，所以外電路中也就產(chǎn)生了相應(yīng)的正弦電壓和正弦電流，用下式表示:u=Umsinti=Imsint上述各式都是從線圈平面與中性面重合的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的，如果不是這樣，而是從線圈平面與中性面成一夾角開始計(jì)時(shí)，那么，經(jīng)過時(shí)間t，線圈平面與中性面間的角度是t+，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的公式就變成:e=Emsin（t+）這種按照正弦規(guī)律變化的交流電稱為正弦交流電，簡(jiǎn)稱交流電。(二二)表征正弦交流電的物理量表征正弦交流電的物理量1.1.瞬時(shí)值、最大值與有效值瞬時(shí)值、最大值與有效值（1）瞬時(shí)值瞬時(shí)值 交流電每一瞬時(shí)所對(duì)應(yīng)的值稱為在這一時(shí)刻的瞬時(shí)值。電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流的瞬時(shí)值分別用小寫字母 e、u和i表示。（2）最大值最大值 交流電在一個(gè)周期內(nèi)所能達(dá)到的最大瞬時(shí)值叫正弦交流電的最大值（又稱峰值、振幅）。最大值用大寫字母加下標(biāo) m表示，如 Em，Um，Im。（3）有效值有效值 因?yàn)榻涣麟姷拇笮∈请S時(shí)間變化的，所以在研究交流電的功率時(shí)，采用最大值不夠方便，通常用有效值表示。讓交流電和直流電通過同樣阻值的電阻，若它們?cè)谕粫r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫這一交流電的有效值。有效值用大寫字母表示，如 E、U、I。各種使用交流電的電氣設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓、額定電流的數(shù)值，電工儀表測(cè)量出的交流電的數(shù)值及通常所說的交流電數(shù)值都是指有效值。(4)正弦交流電有效值和最大值之間的關(guān)系:2.2.周期、頻率周期、頻率（1）周期 交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間。用T表示，單位:秒（s）。常用的單位還有毫秒（ms）、微秒（s）、納秒（ns）。其換算關(guān)系如下:1毫秒（ms）=10-3秒（s）;1微秒（s）=10-6秒（s）;1納秒（ns）=10-9秒（s）（2）頻率 交流電在1秒鐘內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。用 f表示，單位:赫茲（Hz）。常用的單位還有千赫（kHz）和兆赫茲（MHz）。其換算關(guān)系為:1千赫（kHz）=103赫茲（Hz）;兆赫茲（MHz）=106赫茲（Hz）（3）周期與頻率的關(guān)系:根據(jù)定義可以知道，周期和頻率互為倒數(shù)，即T=1/f 或f=1/T我國工業(yè)的電力標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz（習(xí)慣上稱為工頻），周期為0.02s。美國、日本等則采用60Hz。（三）正弦交流電的表示方法（三）正弦交流電的表示方法1.1.解析式表示法解析式表示法正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流的瞬時(shí)值表達(dá)式就是交流電的解析式，即:i=Imsin（t+i）;u=Umsin（t+u）;e=Emsin（t+e）；三個(gè)解析式中都包含了最大值、頻率和初相位，根據(jù)解析式就可以計(jì)算交流電任一瞬間的數(shù)值。2.波形圖表示法波形圖表示法正弦交流電還可以用與解析式相對(duì)應(yīng)的正弦曲線來表示，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t或電角度t，縱坐標(biāo)表示交流電的瞬時(shí)值。二、三相正弦交流電路二、三相正弦交流電路 (一一)三相三相交流電源交流電源1 1.三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相交流電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相交流發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成。轉(zhuǎn)子是電磁鐵,其磁極表面的磁場(chǎng)按正弦規(guī)律分布。定子是嵌有三個(gè)線圈,彼此相隔120,每個(gè)線圈的匝數(shù)、幾何尺寸相同。各線圈的起始端分別用 U1、V1、W1 表示;末端分別用U2、V2、W2表示,而且把它們分別叫第一相線圈、第二相線圈和第三相線圈。當(dāng)原動(dòng)機(jī)如汽輪機(jī)、水輪機(jī)等帶動(dòng)三相發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就相當(dāng)于線圈做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則在線圈中產(chǎn)生出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為e1、e2、e3。由于各線圈的結(jié)構(gòu)相同而互差120，因此三個(gè)電動(dòng)勢(shì)的最大值相等頻率相同而互差120。振幅相等、頻率相同，在相位上彼此相差120的三個(gè)電動(dòng)勢(shì)稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。規(guī)定每相電動(dòng)勢(shì)的正方向是從線圈的末端指向始端，即當(dāng)電流從始端流出時(shí)為正，反之為負(fù)。若以第一相為參考正弦量，對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:第一相（U相）電動(dòng)勢(shì):e1=Emsint;第二相（V相）電動(dòng)勢(shì):e2=Emsin（t-120）;第三相（W相）電動(dòng)勢(shì):e3=Emsin（t+120）2.2.相序相序 三相電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。e1比e2超前120,e2比e3超前120,而e3又比e1超前120,稱這種相序稱為正相序或順相序;反之,如果e1比e3超前120,e3比e2超前120,e2比e1超前120,稱這種相序?yàn)樨?fù)相序或逆相序。相序是一個(gè)十分重要的概念,為使電力系統(tǒng)能夠安全可靠地運(yùn)行,通常統(tǒng)一規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),一般在配電盤上用黃色標(biāo)出U相,用綠色標(biāo)出V相,用紅色標(biāo)出W相。3.3.三相電源的星形三相電源的星形(Y(Y形形)連接連接 將三相發(fā)電機(jī)三相繞組的末端U2、V2、W2(相尾)連接在一點(diǎn),始端U1、V1、W1(相頭)分別與負(fù)載相連,這種連接方法叫做星形(Y形)連接。從三相電源三個(gè)相頭U1、V1、W1引出的三根導(dǎo)線叫作端線或相線,俗稱火線,任意兩個(gè)火線之間的電壓叫做線電壓。Y公共連接點(diǎn)N叫作中性點(diǎn),從中點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫做中性線或零線。由三根相線和一根中性線組成的輸電方式叫做三相四線制(通常在低壓配電中采用)。每相繞組始端與末端之間的電壓(即相線與中線之間的電壓)叫做相電壓,它們的瞬時(shí)值用 u1u2、u3來表示,顯然這三個(gè)相電壓也是對(duì)稱的。相電壓UP的大小(有效值)均為：U1=U2=U3=UP(二二)三相負(fù)載的連接三相負(fù)載的連接接在三相電源上的負(fù)載統(tǒng)稱為三相負(fù)載。通常把各相負(fù)載相同的三相負(fù)載叫做對(duì)稱三相負(fù)載,如三相電動(dòng)機(jī)、大功率三相電爐等。如果各負(fù)載不同,就叫不對(duì)稱三相負(fù)載,如三相照明電路中的負(fù)載。使用任何電氣設(shè)備,均要求負(fù)載所承受的電壓等于它的額定電壓,所以負(fù)載要采用一定的連接方式,以滿足負(fù)載對(duì)電壓的要求。1.1.三相負(fù)載的星形連接三相負(fù)載的星形連接2.2.三相負(fù)載的三角形連接三相負(fù)載的三角形連接三相負(fù)載分別接在三相電源每?jī)筛嗑€之間的接法稱為三角形連接。在三角形連接中,由于各負(fù)載是接在兩根相線之間,因此負(fù)載的相電壓為電源的線電壓,即U線=U相。任務(wù)任務(wù)實(shí)施實(shí)施:實(shí)踐活動(dòng)一、安裝日光燈電路；實(shí)踐活動(dòng)二,安裝單相電度表；實(shí)踐活動(dòng)三,認(rèn)識(shí)三相四線制電路知識(shí)知識(shí)拓展拓展:1.認(rèn)識(shí)一下日光燈；2.日光燈電氣原理圖；3.日光燈電器元件；4.日光燈點(diǎn)亮的工作過程再見！再見！