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1、电工及电气测量技术,制作：深圳职业技术学院机电系,电工及电气测量技术,第一篇 电工基础及电气测量 第二篇 电气控制 第三篇 复杂电路分析,上一页,下一页,返 回,第 1 篇 电工基础及电气测量篇,上一页,下一页,返 回,第一篇 电工基础及电气测量,第一章 电工基础知识 第二章 直流电路 第三章 正弦交流电路 第四章 三相电路 第五章 磁路与变压器,上一页,下一页,返 回,第1章 电工基础知识,1.1 电力系统概述 1.2 电工安全基本知识 1.3 常用仪表与测量,上一页,下一页,返 回,1.1 电力系统概述,1.1.1 电力系统和电力网概述 提问：1.什么是电力系统？电力网？,上一页,下一页,
2、返 回,图1.2 电力的产生及传输分配,上一页,下一页,返 回,电力系统：由发电、送电、变电、配电和用电组成的“整体” 电力网：输送、变换和分配电能的网络，分为输电网和配电网两大部分 电力网的电压等级：低压（1kV以下）、中压（1kV10kV）、高压（10kV330kV）、超高压（330kV1000kV）、特高压（1000kV） 电能的质量指标：频率、电压,上一页,下一页,返 回,1.1.2 电力的产生,发电厂：其它形式的能源（如水能、热能、风能、核能等）电能 电力的传输：发电厂变压器升压高压输电线路变配电站,上一页,下一页,返 回,1.1.3 电力的传输,提问：2为什么要升压供电？ 因为：电
3、流，传输距离，热能消耗，电能损失 所以：在传输容量一定的条件下，输电电压，输电电流，电能消耗 我国常用的输电电压等级：有35kV、110kV、220kV、330kV、500kV等多种 电力的传输线路：架空线路、电缆线路,上一页,下一页,返 回,1.1.4 电力的分配,输电线路配电线路分配给用户 常用的配电电压：高压：10kV或6kV 低压： 380220V,上一页,下一页,返 回,1.1.5 用户和用电负荷的分类,一类负荷：中断供电将造成人身伤亡者、重大的政治经济影响应有两个或以上独立电源供电 二类负荷：中断供电将造成较大的政治经济影响尽可能要有两个独立的电源供电 三类负荷：不属于一、二类电力
4、负荷 对供电没有什么特别要求,上一页,下一页,返 回,常用的低压供配电系统,提问：3.什么是零线、火线、地线、线电压、相电压、三相四线制？ 直流电：方向不随时间变化 交流电：电压大小和方向随着时间而变化，分单相、三相,上一页,下一页,返 回,图1.4 三相交流发电机绕组的星形接法 与三相四线制供配电系统,上一页,下一页,返 回,三相四线制系统：相电压：相线与中性线之间的电压 线电压：相线与相线即两根火线之间的电压 三相三线制系统：线电压,上一页,下一页,返 回,图1.5 无中线的三相三线制,上一页,下一页,返 回,火线：分别从发电机绕组三个始端引出的线，红、绿、黄 零线：中性点接地时的中性线，
5、黑线 地线：接地装置引出的线，对人身设备起保护作用。黄绿双色线,上一页,下一页,返 回,图1.6 三相四线制中性点接地,上一页,下一页,返 回,1.2 电工安全基本知识,1.2.1 人为什么会触电？ 人体本身就是一个导体，有一定的电阻。 1.2.2 触电有哪几种？ 单相触电 两相触电 跨步电压触电,上一页,下一页,返 回,单相触电,两相触电,跨步电压触电,上一页,下一页,返 回,1.2.3 触电程度跟哪些因素有关？,与通过人体电流强度、持续时间、电压频率、通过人体的途径以及人体状况都有关系。,上一页,下一页,返 回,1.2.4 怎样预防触电?,要有必要的安全知识 安装保护设备 创造不导电环境：
6、绝缘、屏护、间距,上一页,下一页,返 回,1.2.5 发生了触电怎么办?,迅速切断电源 触电程度轻重的判断 立即采取相应的急救措施：口对口（或口对鼻）人工呼吸法、胸外心脏挤压法,上一页,下一页,返 回,图1.11 触电者就地脱离电源的方法,上一页,下一页,返 回,图1.12 对触电者的检查,（a）检查瞳孔 （b）检查呼吸 （c）检查心跳,上一页,下一页,返 回,图1.13 口对口人工呼吸法,（a）触电者平卧姿势 （b）急救者吹气方法 （c）触电者呼气姿态,上一页,下一页,返 回,图1.14 胸外心脏挤压法,（a）急救者跪跨位置 （b）急救者压胸的手掌位置,（c）挤压方法示意 （d）突然放松示意
7、,上一页,下一页,返 回,图1.15 对心跳和呼吸均停止者的急救,（a）单人操作法 （b）双人操作法,上一页,下一页,返 回,1.3 常用仪表与测量,万用表的使用 用途：不仅能测量电压、电流、电阻，还能测量其它电路参数如电容量等， 分类：指针式、数字式,上一页,下一页,返 回,图1.18 MF-30型万用表的面板图,上一页,下一页,返 回,图1.19 运用万用表测量电源插座及电池的电压,（a）测量电源插座电压（ACV） (b) 测量电池电压（DCV）,上一页,下一页,返 回,图1.20 测量灯泡的直流电流（ACA）,上一页,下一页,返 回,图1.21 测量灯泡 与插头导线的电阻,(a) 转动调
8、零电位器，使指针指零 (b) 读取最上面的电阻刻度，再乘以10倍,上一页,下一页,返 回,图1.22 电压电流挡刻度线与欧姆挡刻度线,（a）电压电流挡刻度线 (b) 欧姆挡刻度线,上一页,下一页,返 回,图1.25 兆欧表,上一页,下一页,返 回,图1.23 DT890型数字万用表的面板图,1-显示器 2开关 3电容插口 4电容调零器 5插孔 6选择开关 7hFE 插口,上一页,下一页,返 回,图1.24 钳形电流表的使用,上一页,下一页,返 回,第2章 直流电路,2.1 电路的基本物理量 2.2 欧姆定律 2.3 电流与电压测量 2.4 电路工作状态 2.5 电路元件特性方程 2.6 基尔霍
9、夫定律 2.7 电路中电位的计算 2.8 电路中功率的平衡,上一页,下一页,返 回,图2.1 电路示意图,(a)手电筒电路 (b) 扩音机,上一页,下一页,返 回,实例引入：手电筒电路,图2.2 手电筒的电路模型,上一页,下一页,返 回,电路是电流的通路，它的基本作用： （1）能量的传输和转换； （2）信号的传递和处理。 电路主要由四要素：电源、负载、控制元件、回路,上一页,下一页,返 回,2.1 电路的基本物理量,2.1.1 电流,图2.3 导体中的电流 图2.4 电流的正方向,上一页,下一页,返 回,电流：由电荷（带电粒子）有规则的定向运动而形成的 交流： 直流： 实际方向：正电荷运动的方
10、向 参考方向、正方向：任意选定某一方向 电流的实际方向与其正方向一致时，则电流为正值； 电流的实际方向与其正方向相反时，则电流为负值,上一页,下一页,返 回,2.1.2 电压和电位,电压：绝对值，不随参考点的改变而改变； 电位：相对值，随参考点的改变而变化,图2.5 电压示意图,上一页,下一页,返 回,电压,电压：电场力将单位正电荷沿外电路中的一点推向另一点所作的功 实际方向：规定从高电位(“”)指向低电位(“”) 电压的实际方向与其正方向一致时，则电压为正值； 电压的实际方向与其正方向相反时，则电压为负值。,上一页,下一页,返 回,2.电位,电路中某点的电位实质是这一点与参考点之间的电压，或
11、者说，电路某两点的电压等于这两点之间的电位差。 UABVA-VB,上一页,下一页,返 回,例2-1 在图2.6所示的电路中，已知U1=3V，U2=-2V，求U=？,图2.6 例2-1的电路图,上一页,下一页,返 回,解：因为 UAB+UBC=(VA-VB)+(VB-VC)=VA-VC=UAC 所以 U=UAC=UAB+UBC=U1-U2=3-(-2)=5V,上一页,下一页,返 回,2.1.3 电动势,图2.7 手电筒电路原理图,上一页,下一页,返 回,电动势:电源力将单位正电荷从电源的负极移到正极所作的功。符号E，单位V E= W/q 电动势的方向：规定为电源力推动正电荷运动的方向，即从负极指
12、向正极的方向，也就是电位升高的方向 形成持续的电流必须有两个条件：一是要有电源，二是要有一条能够使电荷移动的闭合路径。,上一页,下一页,返 回,例2-2 在图2.9所示的电路中，求E=？,图2.9 例2-2的图,上一页,下一页,返 回,解：因为UAB=U1-U2=E-U2 所以E=UAB+U2,上一页,下一页,返 回,实训三：元器件识别及线性电阻伏安特性测试,一、实训目的 1.掌握电阻、电容、电感的识别方法。 2.掌握直流稳压电源使用方法。 3.掌握磁电式安培计、伏特计使用方法并正确读数。 4.掌握万用表使用方法及注意事项。 5.掌握电流、电压测量方法。 6.掌握线性电阻伏安特性测试方法。,上
13、一页,下一页,返 回,二、原理说明,电阻器 电阻器：对通过它的电流呈现一定的阻碍作用，具有消耗能量的性质 用途：是稳定和调节电路中的电流和电压，其次还有限制电路电流、降低电压、分配电压等功能 分类： 按电阻材料和结构特征可分为线绕、膜式（碳膜和金属膜）、实芯和敏感电阻； 按用途可分为通用、精密、高压、高阻电阻器。 主要技术参数：标称阻值、阻值误差、额定功率、额定电压： 识别方法：数值法和色码标示法,上一页,下一页,返 回,图2.10 通用电阻色码标示法,上一页,下一页,返 回,表2-1 通用电阻色码与数字的对应表,例如：某一电阻色标为“棕黑橙金”，则其标称值为10k，误差为5%。,上一页,下一
14、页,返 回,2.电容器,电容器：是由两个金属电极中间夹一层绝缘体（又称电介质）所构成，可以储存电场能量 用途：具有“隔直通交”的特点，常用于滤波、旁路、信号调谐等方面 主要技术参数：电容量、允许误差、额定电压 识别方法：数值法和色标法,上一页,下一页,返 回,例：某一瓷介电容上标有104，其标称电容量为10104pF，即0.1F 有极性的电解电容器上标有负号的一端（一般为短脚）是负极，另一端是正极。在直流电路中，电解电容器正负极不能接反，否则会爆炸。,上一页,下一页,返 回,3.电感器,镇流器、电机、变压器的线圈都是电感线圈，可以储存磁场能量。 用途：LC滤波器，调谐放大电路或谐振均衡，去耦电
15、路 分类：按结构特点可分为单层、多层、蜂房、带磁芯及可变电感线圈。 主要技术参数：电感量L和品质因数Q。 电感量是指电感器通入电流后储存磁场能量的大小，其单位是H、mH和H。1H=103mH， 1mH=103H。,上一页,下一页,返 回,三、操作步骤,（一）常用元器件识别 1.用色码标示法识别电阻器标称阻值，并用万用表测出其实际值，计算误差大小。 2.识别电解电容、瓷介电容标称电容量。 3.识别色码电感的电感量。,上一页,下一页,返 回,（二）线性电阻伏安特性测试,1.按图2.11接线，以定值电阻R=1k（1W）为被测线性电阻。 2.调节直流稳压电源，使输出为1V、5V、9V、13V、17V、
16、21V、25V，分别测出电路中电流大小，记录在表2-2中。,图2.11 线性电阻伏安特性测试电路图,上一页,下一页,返 回,表2-2 线性电阻伏安特性测试记录表,3.根据表2-2中的实验数据，作出线性电阻元件R的伏安特性曲线。,上一页,下一页,返 回,四、分析思考,安培计和伏特计应怎样接在电路中？ 若安培计并联在被测负载两端，会出现什么现象？为什么？,上一页,下一页,返 回,2.2 欧姆定律,欧姆定律：流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比 当电压和电流的正方向一致时：U=IR （2-6） 当电压和电流的正方向相反时：U=-IR （2-7）,上一页,下一页,返 回,例2-3 已知R=3 ，应用欧姆定律对图2.1
