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1、1家电技术（简） 2011、12郭光真第一章 诸论一、课程由来二、关于家用电器家用电器未见明确定义。能不能说是“使用电的家用器具？”最早是什么？看看历史。电灯：1879 年。爱迪生，白炽灯，首先作为路灯，后入家庭。电话：1876 年。贝尔。电报：1844。莫尔斯，未入家庭。电视机：1924。贝尔德。 收音机：1920S，家用电器的范围。有一本高校教材家用电器与维修技术 （似可简称“家电技术” ） ，但其中不含最重要的家电电视机，为什么？广义的“家用电器”：含家用电器产品和家用电子产品。简称“家电” 。狭义的“家用电器”：照明、电热、电炊具、空调、洗衣机、冰箱等。家用电子产品：视频产品、音响产品
2、等。另一种说法：黑色家电：电视、音响、VCD、DVD、录像、收音机等。家用电子产品。白色家电(白电)：冰箱、空调、洗衣机等。家用电器产品。还有一个“小家电”的说法，电磁炉、微波炉、电饭锅、家用医疗器械、调光台灯，汽车电器。个人电脑、电话、手机、数码照相机、传真机等本来不在家电范围内，属于信息产业。另有专业维修人员。但更广义的“家电”也包括这些。三、家电与健康家电日益普及，一些可能的负面影响出现了。人们对健康越来越重视，越来越关注家电对健康的影响。1、电磁辐射、电磁波、电磁场有害健康。典型说法有：“打手机会致癌吗？” 。医生、记者、防辐射产品生产商说“会” ，国际专业研究机构说没有确凿的证据表明
3、“打手机会致癌” 。是相信个案个例，还是相信大规模对照研究的结果？2、 “雷雨天打手机会引雷击吗？”有的记者、医生、大学教授说“会” 。但防雷技术研究人员说“不会” 。应该相信谁？手机发射的无线电波是“导电体”吗？无线电波会使空气电离引发雷击吗？不会。3、 “加油站不得打手机” 。网上绝大多数消息都说加油站打手机可能引发爆炸事故，但没有说出根据。国外有人在很苛刻的条件下做模拟实验却不会引起爆炸。汽车启动瞬间时所产生的火花比手机产生的火花要大得多。四、家电与环保“废电池污染环境”网上充斥着 一粒钮扣电池可污染 60 万升水，等于一个人一生的饮水量；一节一号干电池可使一平方米的耕地永久性的失去使用
4、价值。多系人云亦云。前一句从数量级上就觉得不可思议。有人计算过，纽扣电池中锌粉的含量平均不足 200mg，其中汞的含量约占 610（目前含量更低，要求在 1以下），以汞的含量为10、既每粒纽扣电池中汞的含量为 20mg 计算，即使其中的汞元素全部溶于水，60 万升水中汞的增加量也只不过为3.310-5mg/L，低于地表水环境质量标准（GB3838-2002）类水域关于总汞含量 510-5mg/L 的标准。废电池要不要集中回收？理论上废电池可以回收利用，但实际上有困难。国家环保总局的废电池污染防治技术政策规定，在目前条件下，干电池只要符合国家环保指标，均不鼓励集中回收处理。现在干电池已无汞化，含
5、量 0.0001%以下。五、不实信息与陷阱“简易卫星电视接收器” 。“节电器” 。怎样才算“节能家电”？消费者的目的是节省电费。最好是“省电又省钱” ，但有时是“省电不省钱” ，甚至“不省电又不省钱” 。能否“不省电却省钱”？汽车“电子狗” 。2电子遥控黑秤。考试作弊工具。六、家电奇闻及其他金字塔中发现 4200 年前的电视机。耐电奇人，触火线无感觉，是特异功能吗？ 耐电 560V，申请基尼斯记录家电使用寿命。第二章 电工学基本知识一电路概念维修家电常常要找资料，找“电路图” 。那什么是“电路”？电路的定义，电流的通路，电流流经的路径。电路由三部分组成：电源（信号源） 、中间环节、负载。中间环
6、节也有说成“导线、开关”的、不全正确。简单电路由：电源、导线、负载组成。复杂电路中间环节很复杂。电路的作用有两类。强电起电能的传输和转换作用。例，供电电路。发电（机械能电能） ，变压器升压，电能输送，变压器降压，负载如照明灯、电动机（电能光能、机械能）弱电起信号的传递和处理作用。例，道路上各种穽盖上的标记。电力（强电） 、弱电、电信等。实物图实际电子元器件连接而成，复杂时看不清楚。电路图电原理图，由电路元器件符号画成的。图形符号、文字符号有国家标准，电阻、电容、电感、二三极 集成电路、开关、变压器等符号；中、外符号不同。例：电阻国内： 国外：图形符号、文字符号举例。电路图例子：电吹风常见故障，
7、开关接触不良。电阻 R 电容C 电感L 百方针 电源 E 单刀开关 SW 双刀开关 SW选择开关 三刀开关 SW导线交叉不连接导线交叉相连接 三极管 T二极管 D220V M马达 电热丝3 关1231 热风 2 冷风3二电路的基本物理量电流：单位时间通过某一截面的电荷量。 A，mA；电压：单位正电荷从电场 A 点移动到 B 点所作的功，为 AB 间的电压。V、mV、KV；电动势：电源力所作的功，指电源内部。三电路的基本定律欧姆定律：欧姆研究七年，1826 年发表此定律。符合此定律的电阻为线性电阻，白炽灯的灯丝不符合此定律，温度越高，电阻越大，为非线性电阻。I = U/R ，流过电阻的电流与其两
8、端的电压成正比关系。全电路欧姆定律： I = E/（ R+r） E 为电源电动势， r 为电源内阻。碱性电池的内阻小与普通干电池，适用于大电流放电。蓄电池内阻远远小于普通电池，适用于更大电流放电，如启动汽车摩托车。问题：8 个干干电池 12V，能代替 12V 的蓄电池来起动汽车吗？电功率和电能： P =UI = I2R ，W、 KW、 W = I 2Rt ,。单位焦耳、千瓦时、KWh，原称“度” ，非标准单位。电能计量用电能表，俗称电度表。有容量限制，电流安培数。一个用电故事：一个月用电超电能表量程，从 00000重新开始计量，有可能吗？四电路的状态1 有载，通路状态 负载与电源接通，用电设备
9、工作的状态。2 电源短路、局部短路。电源短路电流很大，家用电路现常用自动空气断路器（空气开关）来保护。家电里用熔断器（保险丝） 。烧保险丝有多种原因，如：电路存在短路，电流过大；电路正常，保险丝老化，自然损坏。保险丝更换不当，随意加大容量，1A，2A，5A，最后保险丝不烧，电路板烧毁，故障扩大。有时保险丝质量低劣，换后又烧。熔丝特性。熔（保险）丝的额定电流 IN，熔断电流（2 倍 IN） ，最多 2 分钟熔断，1 倍多 IN的熔断时间？见表。延时型熔丝。彩电开机瞬间大电流，运行小电流。保险丝成分为铅锡合金，能否用铜丝代？有条件可以代，应急修理常用。保险丝正常工作电流：在 25条件下运行，熔丝的
10、电流额定值通常要减少 25%以避免干扰熔断。例如，一个电流额定值为 10A 的熔丝通常不推荐在 25环境温度下在大于 7.5A 的电流下操作。额定值的百公比 熔断时间110% 4 小时最小135% 60 分钟最大200% 2 分钟最大保险丝作用：短路保护，非过载（超负荷）保护。超 35%，最长 60 分钟熔断。电器事故（如电机烧毁、火灾）可能已发生。电源线短路，电器会损坏吗？电器火灾常由电线“短路”引起，保险丝为何不熔断？空气开关为何不跳闸？媒体报道电气事故使用“短路”一词，常有误。短路会引起电压升高损坏电器吗？一报道说“用户超负荷用电产生短路，导致电压异常，电器老被烧坏” 。短路会使空气开关
11、跳闸，断开电源。超负荷用电（过载） ，电压只会降低，电器怎么会烧坏？报道还说“日光灯一闪一闪的” ，这是电压低的现象。短路不是超负荷用电引起的。全电路欧姆定律： U=E-Ir 。超负荷用电，I 增，U 降。家电中元器件击穿造成短路。原因有：（1）元器件老化，质量低劣不符规定要求的；（2）电路故障引起元器件击穿，更换后故障仍在。易击穿的元器件有二三极管、电容器、集成电路，但不要轻易怀疑集成电路，换起来麻烦。3 电源开（断）路，局部开路。电源开（断）路，如保险丝熔断，电器端电压为零，不工作（不工作不等于损坏） 。家电上常见局部开路。一是元器件内部开路。在高压或大电流状态下工作的电阻易变质，阻值变大
12、，甚至开路，外表发黑。也有外表完好看不出的。二是电路板虚焊。 4额定值家用电器铭牌上标明的使用电压、频率、功率等指标即额定值。额定值是使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值，是综合考虑了安全、可靠、使用寿命、制造成本等因素制定的。额定值定得过低，成本高，浪费；过高，不可靠，安全隐患，伪劣产品常这样做。4满载：实际电压、电流、功率等于额定值，正常使用；汽车载重比方。过（超）载：实际电压、电流、功率大等额定值，寿命大大缩短； 轻载：实际电压、电流、功率小等额定值，寿命可延长。讲一下节电问题，还有所谓“节电器” 。何为“节电”？在相同的效果下，采用节能电器，少耗电，如同亮度的节能灯耗电
13、为白炽灯的 1/5。220V60W 的白炽灯接到 110V 上，理论计算其功率为 15W。由于灯丝电阻是非线性的。电压高，功率大，温度高，电阻大；反之电阻小。60W 灯在 110V 下的电阻要比 220V 下的电阻小，故功率应大于 15W，实际测量大约为 1820W。测试表明，降压使用的 220V60W 灯比 220V15W 灯要暗，不节电。但寿命可延长，节省灯泡消耗，对彻夜长明灯有利。据说美国有一盏白炽灯已连续亮了 96 年，估计是在低压下点亮的。 五、电与磁1电与磁不可分有电路，又有磁路。变压器、电感器，电动机中有电路又有磁路。通过磁来传递能量。电能电能：变压器，电磁电；电能机械能：电动机
14、，电磁机械。磁场与电场有相似之处，电力线，磁力线，磁力线从 NS（磁力内部是 SN） 。磁路，磁力线在铁心中形成闭合的路径。铁心由磁性材料制成，能集中磁力线。磁阻（类比电阻）：磁性材料能集中磁力线，磁阻小；非磁性材料，不集中磁力线，磁阻很大。类比导体和绝缘体。磁性材料：铁族元素及其合金、氧化物，可被磁铁吸引；非磁性材料：非金属、塑料、木材、铜、铝等，不被磁铁吸引。2、电磁关系的发现19 世纪初，科学家大都相信电与磁毫不相干，没有什么关系。1820 年，丹麦的奥斯特，发现通电导线周围产生磁场，小磁针偏转，用右手定则判断。 “电生磁”现象。安培发现磁场对通电导体有作用力。左手定则。电能原由化学电池
15、产生，意大利的伏打发明电池，称伏打电池，因成本等问题不可能广泛用作动力。法拉第 1821-1831 实验十余年。法拉第第一次实验是一个变化的电流产生另一个变化的电流。后又继续，共做了五类：变化着的电流、变化着的磁场、运动的磁场、运动的恒定电流、在磁场中运动的导体。最后在 1851 年总结出电磁感应定律。导体与磁场有相对运动，线圈中磁力有变化才产生感应电动势和感应电流这就是发电机原理。准确的说是“动磁生电” ，静止状态不生电。法拉第定律判断电磁感应的大小：Et磁力线（磁通）的变化率越大，感应电动式 E 越大,磁铁插入拔出越快， E 越大；若磁铁不动，磁通再大也不产生感应电动势。美国人约瑟夫亨利发
16、现自感现象。据说他比法拉第早一年发现电磁感应现象，但未发表。焦耳楞次定律解决感应电动的势方向问题：电磁感应产生的电流也会产生磁场（右手定则） ，其方向是要阻碍外界磁场的变化。外磁场增大时阻碍其增大，减小时阻碍其减小。磁铁插入拔出时电流方向不同。线圈有对抗变化磁场的作用，称为自感现象。自感系数 L 单位亨利。线圈加变化电压 uL变化电流 iL变化磁场感应电流感应电流的磁场阻碍线圈电流的变化，故 iL的变化滞后于 uL法拉第第一次实验5的变化；而电阻的电压、电流的变化是同步的。自感系数 L 即线圈电感量的大小。自感系数 L 越大，电流的变化率越大，感应电动式 E 越大。 iLt六直流电和交流电直流电是大小方向都不随时间而变的电流。重点讲交流电。正弦交流简称交流电。1 交流电的三要素交流电的表达式 sin()muUt
