高壓電工作業(yè)-教案.doc

用心做事 追求卓越電工作業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)（高壓部分）教案 2013年11月25日教案（首頁(yè)）科:培訓(xùn)科課程名稱(chēng)電工作業(yè)安全技術(shù)學(xué)時(shí)分配總學(xué)時(shí): 178講 授: 90課程類(lèi)別必修課( ) 選修課( ) 公選課( )實(shí) 驗(yàn): 88授課專(zhuān)業(yè)電工作業(yè)安全技術(shù)授課班級(jí)（2013）培訓(xùn)第七期課堂討論:任課教師職 稱(chēng)工程師習(xí)題課: 選用教材電工作業(yè)安全技術(shù)（培訓(xùn)教材）機(jī) 動(dòng):教學(xué)目的要求1、學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)及相關(guān)理論知識(shí) 2、認(rèn)識(shí)觸電的危害與防治技術(shù)，熟練掌握觸電救護(hù)方法或電氣安全工作要求與措施 、電氣安全用具和安全標(biāo)示；掌握電氣的防火、防爆、防雷和防靜電知識(shí)。3、學(xué)習(xí)高壓配電裝置、電力變壓器和互感器等知識(shí)，熟練掌握安全操作技術(shù)。4、掌握手持式電動(dòng)工具及移動(dòng)式電氣設(shè)備的正確使用方法及安全技術(shù)措施。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn):電氣安全作業(yè)知識(shí)難點(diǎn):電工基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)電路工作原理參考書(shū)目全國(guó)特種作業(yè)人員安全技術(shù)培訓(xùn)考核統(tǒng)編教材電工作業(yè)學(xué) 校審 閱意 見(jiàn) 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 教案（內(nèi)頁(yè)）課程名稱(chēng)電工作業(yè)安全技術(shù)教 學(xué) 目 的1、學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)及相關(guān)理論知識(shí) 2、認(rèn)識(shí)觸電的危害與防治技術(shù)，熟練掌握觸電救護(hù)方法或電氣安全工作要求與措施 、電氣安全用具和安全標(biāo)示；掌握電氣的防火、防爆、防雷和防靜電知識(shí)。3、學(xué)習(xí)高壓配電裝置、電力變壓器和互感器等知識(shí)，熟練掌握安全操作技術(shù)。4、掌握手持式電動(dòng)工具及移動(dòng)式電氣設(shè)備的正確使用方法及安全技術(shù)措施。重 點(diǎn) 與 難 點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)電氣安全作業(yè)知識(shí)；高壓電氣設(shè)備的正確操作技術(shù)；手持式電動(dòng)工具及移動(dòng)式電氣設(shè)備的正確使用方法及安全技術(shù)措施。教學(xué)難點(diǎn)電工基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)電路工作原理教 學(xué) 方 法講解法、圖例法教 學(xué) 手 段多媒體、講述教 學(xué) 過(guò) 程時(shí) 間 分 配教 學(xué) 內(nèi) 容學(xué)時(shí)數(shù)第一節(jié) 緒論12第二節(jié) 電工基礎(chǔ)知識(shí)12第三節(jié) 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)6第四節(jié) 電力變壓器8第五節(jié) 高壓電器及成套配電裝置8第六節(jié) 高壓電力線路8第七節(jié) 過(guò)電壓及其保護(hù)8第八節(jié) 繼電保護(hù)與二次系統(tǒng)4第九節(jié) 變配電所電氣運(yùn)行操作及事故處理8第十節(jié) 常用電工測(cè)量?jī)x表8第十一節(jié) 電氣安全技術(shù)4第十二節(jié) 觸電事故與急救4合計(jì)90教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1、組織教學(xué) 2、導(dǎo)入 3、講授新課 4、練習(xí) 5、小結(jié) 6、作業(yè)實(shí) 驗(yàn) 實(shí)操演練思考題及作業(yè)題 本章練習(xí)題講解教 后 感 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注第一章 緒論1、電氣安全的重要性從實(shí)際發(fā)生的事故中可以看到，70%以上的事故都與人為過(guò)失有關(guān)，有的是不懂電氣安全知識(shí)或不掌握安全操作技能，有的是忽視安全、麻痹大意或冒險(xiǎn)蠻干、違章作業(yè)。因此必須高度重視電氣安全問(wèn)題，采取各種有效的技術(shù)措施，防止電氣事故，保障安全用電。2、電工作業(yè)人員的安全職責(zé)作為一名合格的電工，應(yīng)履行好以下職責(zé)：（1）認(rèn)真貫徹執(zhí)行有關(guān)安全用電規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及制度，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)。（2）負(fù)責(zé)日?，F(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全檢查、巡視和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況采取有效措施，防止發(fā)生事故。（3）負(fù)責(zé)日常電氣設(shè)備、設(shè)施的維護(hù)和保養(yǎng)。（4）負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)用電人員進(jìn)行安全用電操作安全技術(shù)交底，做好用電人員在特殊場(chǎng)所作業(yè)的監(jiān)護(hù)。（5）積極宣傳電氣安全知識(shí)，維護(hù)安全生產(chǎn)秩序，有權(quán)制止任何違章指揮或違章作業(yè)行為。3、電工作業(yè)的安全技術(shù)培訓(xùn)、考核要求特種作業(yè)是指容易發(fā)生人員傷亡事故，對(duì)操作者本人、他人及周?chē)O(shè)施的安全可能造成重大危害的作業(yè)。中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法第20條規(guī)定：生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的特種作業(yè)人員必須按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定經(jīng)專(zhuān)門(mén)的安全作業(yè)培訓(xùn)取得相應(yīng)資格，方可上崗作業(yè)。中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法第94條規(guī)定：特種作業(yè)人員未按照規(guī)定經(jīng)專(zhuān)門(mén)的安全作業(yè)培訓(xùn)并取得相應(yīng)資格，上崗作業(yè)的，責(zé)令生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位限期改正，可以處5萬(wàn)元以下罰款；逾期未改正的，責(zé)令停產(chǎn)停業(yè)整頓并處5萬(wàn)元以上10萬(wàn)元以下的罰款，對(duì)其直接負(fù)責(zé)的主管人員和其他直接責(zé)任人員處1萬(wàn)元以上2萬(wàn)元以下的罰款。企事業(yè)單位使用無(wú)特種作業(yè)操作證人員從事特種作業(yè)的，發(fā)生重大傷亡事故或者造成其他嚴(yán)重后果，按中華人民共和國(guó)刑法134條規(guī)定，處3年以下有期徒刑或者拘役；情節(jié)特別惡劣的，處3年以上7年以下有期徒刑。電工作業(yè)是指對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試等作業(yè)（不含電力系統(tǒng)進(jìn)網(wǎng)作業(yè)），分為低壓電工、高壓電工、防爆電氣作業(yè)。特種作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)符合下列條件：（一）年滿18周歲，且不超過(guò)國(guó)家法定退休年齡；（二）經(jīng)社區(qū)或縣級(jí)以上醫(yī)療機(jī)構(gòu)體檢健康合格，并無(wú)妨礙從事相應(yīng)特種作業(yè)的器質(zhì)性心臟病、癲癇病、美尼爾氏癥、眩暈癥、癔病、震顫麻痹癥、精神病、癡呆癥以及其他疾病和生理缺陷；（三）具有初中及以上文化程度；（四）具備必要的安全技術(shù)知識(shí)與技能；（五）相應(yīng)特種作業(yè)規(guī)定的其他條件。危險(xiǎn)化學(xué)品特種作業(yè)人員除符合前款（一）、（二四）、（五）規(guī)定的條件外，應(yīng)當(dāng)具備高中或相當(dāng)于高中及以上文化程度。特種作業(yè)操作證全國(guó)通用，每3年復(fù)審一次。特種作業(yè)人員在特種作業(yè)操作證有效期內(nèi)，連續(xù)從事本工種10年以上，嚴(yán)格遵守有關(guān)安全生產(chǎn)法律法規(guī)的經(jīng)原考核發(fā)證機(jī)關(guān)或從業(yè)所在地考核發(fā)證機(jī)關(guān)同意，特種作業(yè)操作證的復(fù)審時(shí)間可延長(zhǎng)至每6年一次。高壓電工作業(yè)是指對(duì)1KV及以上的高壓電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試、試驗(yàn)及絕緣工(器)具進(jìn)行試驗(yàn)的作業(yè)。習(xí)題：安全生產(chǎn)管理人員安全資格培訓(xùn)時(shí)間不得少于（48）學(xué)時(shí)，每年再培訓(xùn)的時(shí)間（16）學(xué)時(shí)。第二章 電工基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 直流電路一、電路的基本概念（一）電路和電路圖電路是為了某種需要，將電氣設(shè)備和電子元器件按照一定方式連接起來(lái)的電流通路。直流電通過(guò)的電路稱(chēng)為直流電路。電路圖是為了研究和工程的實(shí)際需要，用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化符號(hào)繪制的、表示電路設(shè)備裝置組成和連接關(guān)系的簡(jiǎn)圖。電路一般都是由電源、負(fù)載、控制設(shè)備和連接導(dǎo)線四個(gè)基本部分組成。（1）電源。是把非電能轉(zhuǎn)換成電能，并向外提供電能的裝置。如發(fā)動(dòng)機(jī)（磁能轉(zhuǎn)換成電能）、蓄電池（化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能）等。（2）負(fù)載。通常也稱(chēng)用電器，它們是將電能轉(zhuǎn)變成其他形式能的元器件或設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、電燈等。（3）控制設(shè)備。是改變電路狀態(tài)或保護(hù)電路不受損壞的裝置。如開(kāi)關(guān)、熔斷器等。（4）導(dǎo)線。擔(dān)負(fù)傳輸或分配電能的任務(wù)。電路通常有通路、開(kāi)路和短路三種狀態(tài)。通路也稱(chēng)閉合電路，簡(jiǎn)稱(chēng)閉路；只有在通路的情況下，電路才有正常的工作電流。開(kāi)路是指電路中某處斷開(kāi)、不形成通路的電路；開(kāi)路也稱(chēng)斷路，此時(shí)電路中無(wú)電流。短路是指電流不通過(guò)負(fù)載直接導(dǎo)通；發(fā)生短路時(shí)，往往因電流過(guò)大引起機(jī)器損壞或火災(zāi)，因此一般禁止短路。（二）電路的基本物理量1、電荷、電場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度帶電的基本粒子稱(chēng)為電荷。失去電子帶正電的粒子叫正電荷，失去電子帶負(fù)電的粒子負(fù)電荷。電荷的多少用電量或電荷量來(lái)表示，電量的符號(hào)是Q，單位是C（庫(kù)倫）。電場(chǎng)是電荷及變化磁場(chǎng)周?chē)臻g里存在的一種特殊物質(zhì)。電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有作用力，這種力稱(chēng)為電場(chǎng)力；當(dāng)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力對(duì)電荷做功。說(shuō)明電場(chǎng)具有通常物質(zhì)所具有的力和能量等特征。電場(chǎng)的強(qiáng)弱用電場(chǎng)強(qiáng)度表示，符號(hào)是E，單位是V/m（米/伏）。2、電流和電流密度電流是電路中既有大小又有方向的物理量。電荷在導(dǎo)體中的定向移動(dòng)形成電流。電流方向規(guī)定為正電荷移動(dòng)的方向，與電子移動(dòng)的方向相反。產(chǎn)生電流的條件：內(nèi)因是必須的導(dǎo)體；外因是導(dǎo)體兩端必須有電壓。電流的分類(lèi)：分為直流電和交流電兩大類(lèi)。凡方向不隨時(shí)間作周期性變化的電流都稱(chēng)為直流電，而大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為穩(wěn)恒直流電流；凡是大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流稱(chēng)為交流電。電流大小等于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面電荷總量。即 I=Q/t 式中I為電流，單位是A（安），Q為電量，單位是C（庫(kù)倫），t為時(shí)間，單位時(shí)s（秒）。1KA=1000A，1A=1000mA，1mA=1000A電流密度是指通過(guò)單位截面積的電流，用字母j表示，單位為A/mm2j=I/S I的單位是A，S的單位是mm2 3、電位、電壓和電動(dòng)勢(shì)電位，也稱(chēng)電勢(shì)，是衡量電荷在電路中某點(diǎn)所具有能量的物理量。電路中某點(diǎn)的電位，數(shù)值上等于正電荷在該點(diǎn)所具有的能量與所帶電荷量的比。單位是相對(duì)的，電路中某點(diǎn)單位的大小，與參考的（即零電位點(diǎn)）選擇有關(guān)。電位是電能的強(qiáng)度因素，她的單位是V（伏特）。能促使電流形成的條件是導(dǎo)體兩端有電位差的存在，即電壓。電壓也是電路中既有大小又有方向的物理量，方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向，也稱(chēng)為電勢(shì)差或電位差。在電路中若電場(chǎng)力將電荷Q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，所做的功用符號(hào)Wab表示，單位為J（焦耳），則功率Wab與電量Q的比值就稱(chēng)為該兩點(diǎn)間的電壓，用符號(hào)U表示，單位也為V（伏特），即： Uab=Wab/Q若電場(chǎng)力將1C的電荷從a移到b，所做的功是1J，ab間的電壓值就是1V， 即：1V=1J/1C電壓是衡量電場(chǎng)做功本領(lǐng)大小的物理量，在一個(gè)閉合的外電路，電流總是從電源的正極經(jīng)過(guò)負(fù)載流向電源的負(fù)極。任何一種電源都是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置，它能把正電荷從負(fù)極不斷的持續(xù)的流通到正極。電動(dòng)勢(shì)則是衡量這種將電源內(nèi)部的正電荷從電源的負(fù)極推動(dòng)到正極、將非電能轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng)大小的物理量，用符號(hào)E表示，單位為V（伏特）。電動(dòng)勢(shì)也是電路中既有大小又有方向的物理量，方向規(guī)定為從低電位點(diǎn)指向高電位點(diǎn)，即在內(nèi)電路是從電源的負(fù)極指向正極。對(duì)于一個(gè)電源來(lái)說(shuō)，它既有電動(dòng)勢(shì)又有電壓，但電動(dòng)勢(shì)只存在于電源內(nèi)部。1KV=1000V 1V=1000Mv 1mV=1000V原子核和電子之間存在著吸引力的作用。異性電荷相吸引，同性電荷相排斥，這是電荷的基本特性。電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它們只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，這個(gè)定律叫做電荷守恒定律。電位和電壓的異同：（1）電位是某點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，電位差是某兩點(diǎn)間的電壓。電位相同的各點(diǎn)間的電位差為零，電流也為零；（2）電位是相對(duì)量，隨參考點(diǎn)的改變而改變，而電位差的絕對(duì)值不隨參考點(diǎn)的改變而改變，所以電壓是絕對(duì)量。電路中任兩點(diǎn)間的電位之差稱(chēng)為該兩點(diǎn)的電位差，也就是電壓，所以，電壓也叫電位差。如果電路中的兩點(diǎn)電位相同，則這兩點(diǎn)叫做等電位點(diǎn)，等電位點(diǎn)之間沒(méi)有電流通過(guò)。對(duì)于負(fù)載來(lái)說(shuō)，沒(méi)有電流就沒(méi)有電壓，有電壓就一定有電流。電阻兩端的電壓通常叫做“電壓降”。4、電阻導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱(chēng)為電阻，即電阻是電流遇到的阻力。用字母R或r表示。電阻的基本單位是歐姆，用字母表示。此外常用的電阻單位還有千歐（K）、兆歐（M）、毫歐（m）等。導(dǎo)體的電阻是客觀存在的，它不隨導(dǎo)體兩端電壓的大小改變。即使沒(méi)有電壓，導(dǎo)體仍有電阻。 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注在溫度一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面成反比，還與導(dǎo)體的材料有關(guān)。R=*L/S式中：R導(dǎo)體電阻（）； L導(dǎo)體長(zhǎng)度（m）；S導(dǎo)體橫截面積（mm2）；導(dǎo)體的電阻率（.m，歐.米）導(dǎo)體電阻與溫度的關(guān)系：通常情況下，金屬的電阻隨溫度的升高而增大，絕大多數(shù)金屬材料在溫度升高時(shí)，電阻將增大；而石墨、碳在溫度升高時(shí)，電阻反而減小；半導(dǎo)體和電解液的電阻隨著溫度的升高而減小?？点~及錳銅等合金，受溫度影響極小，電阻比較穩(wěn)定。物體按照其導(dǎo)電性能好壞可分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體三大類(lèi)。物體電阻率在10-810-6.m范圍內(nèi)稱(chēng)為導(dǎo)體；在1061016.m范圍內(nèi)稱(chēng)為絕緣體（絕緣材料是指體積電阻率107m以上的材料）；介于兩者之間的稱(chēng)為半導(dǎo)體。二、電路的歐姆定律（一）歐姆定律1、部分電路的歐姆定律歐姆定律是反映電路中電壓、電流和電阻之間關(guān)系的定律。歐姆定律指出：當(dāng)導(dǎo)體溫度不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比，而與其電阻成反比。U=IR或I=U/R電阻有電流通過(guò)時(shí)，兩端必有電壓，這個(gè)電壓習(xí)慣上叫做“電壓降”。2、全電路歐姆定律包含電源的閉合電路稱(chēng)為全電路。全電路歐姆定律指出：電流的大小與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，而與電源內(nèi)阻r0與負(fù)載電阻R之和（r0+R）成反比。即：E=I（r0+R）或I=E/（r0+R）由上式可知，當(dāng)電源兩端開(kāi)路時(shí)，電流為零，電源端電壓在數(shù)值上等于電源的電動(dòng)勢(shì)。（二）電阻的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路1、電阻的串聯(lián)電路將電阻依次首尾相連，使各電阻通過(guò)同一電流（電流只有一條通路），這種接線方式叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點(diǎn)：（1）串聯(lián)電路各處電流相等。（2）串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和。（3）串聯(lián)電路的總電阻（也叫等效電阻）等于各串聯(lián)電阻之和。即串聯(lián)的數(shù)目越多，總電阻越大。（4）在串聯(lián)電路中，各電阻上的電壓與電阻的大小成正比。即 U1/Un=R1/Rn（5）串聯(lián)電路中，各電阻消耗的功率與電阻的大小成正比。串聯(lián)電阻在實(shí)際工作中常見(jiàn)的應(yīng)用有：（1） 分壓作用。電壓的分配與電阻成正比，即電阻越大其分得的電壓也越大，這就是串聯(lián)電阻的分壓原理。（2） 限流作用。（3） 開(kāi)關(guān)。在使用開(kāi)關(guān)時(shí)，一定要將開(kāi)關(guān)串聯(lián)在被控的電路中。2、電阻的并聯(lián)電路兩個(gè)及以上電阻的首尾兩端分別接在電路中相同的兩點(diǎn)之間，使電路同時(shí)存在幾條通路的電路稱(chēng)為電阻的并聯(lián)電路。并聯(lián)電路的特點(diǎn)：（1）并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等，且等于電路兩端電壓，即U=U1+U2+Un（2）并聯(lián)電路的總電流為各支路電流之和，即I=I1+I2+In（3）并聯(lián)電路總電阻（等效電阻）的倒數(shù)為各電阻的倒數(shù)之和，即1/R= 1/ R1+ 1/ R2+1/Rn R=1/(1/ R1+ 1/ R2+1/Rn)兩個(gè)電阻的簡(jiǎn)單并聯(lián)，1/R=1/R1+1/R2 即(R1*R2)/R1+R2由此可見(jiàn)，電流的分配與支路電阻成反比，即支路電阻越大其分得的電流越小。并聯(lián)的總電阻一定比任何一個(gè)并聯(lián)電阻的阻值都小。根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可得 I1/In=Rn/R1 In/I=R/Rn說(shuō)明，在并聯(lián)電路中，電流的分配與電阻的大小成反比，即阻值越大的電阻所分配到的電流越?。环粗酱?。如果已知并聯(lián)電路的總電流I和電阻R1、R2時(shí)，則分流公式為I1=(R2/R1+R2)*I I2=(R1/R1+R2)*I (R2/R1+R2)為分流比。（4）在并聯(lián)電路中，功率的分配也與電阻成反比，即阻值越大的電阻消耗的功率越小，電阻越小的電阻消耗的功率越大。3、電阻的混聯(lián)電路既有電阻串聯(lián)又有電阻并聯(lián)的電路稱(chēng)為混聯(lián)電路。這種電路的計(jì)算方法如下：首先整理化簡(jiǎn)電路，把幾個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的電阻分別用等效電阻來(lái)代替，然后求出該電路的總電阻，根據(jù)電路的總電壓、總電阻計(jì)算出該電路的總電流，最后計(jì)算出各部分的電壓和電流等。三、基爾霍夫定律基爾霍夫定律是電路中電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析和計(jì)算較為復(fù)雜電路的基礎(chǔ)，既可用于直流電路的分析，也可用于交流電路的分析。術(shù)語(yǔ)解釋?zhuān)褐?由一個(gè)或幾個(gè)元件依次相接構(gòu)成的無(wú)分支電路叫支路。在同一條支路中，流過(guò)各元件的電流都相等。節(jié)點(diǎn)三條或三條以上支路的交匯點(diǎn)叫做節(jié)點(diǎn)?；芈冯娐分腥我婚]合電路都叫做回路。網(wǎng)孔不可再分的回路叫做網(wǎng)孔。1、基爾霍夫第一定律（又叫節(jié)點(diǎn)電流定律）它確定了電路中任一節(jié)點(diǎn)所連接的各支路電流之間的關(guān)系。內(nèi)容：對(duì)于電路中的任一節(jié)點(diǎn)，流入節(jié)點(diǎn)的電流之和必定等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。I1+I2=I3 I1+I2-I3=0 I=02、基爾霍夫第二定律（也叫回路電壓定律）它確定了電路任一回路中各部分電壓之間的相互關(guān)系。內(nèi)容：對(duì)任一回路，沿任一方向繞行一周，各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和等于各電阻上電壓降的代數(shù)和。 E=IR 或 E=U應(yīng)用基爾霍夫第二定律時(shí)應(yīng)注意：先選定繞行方向，回路中凡是與繞行方向相同的電動(dòng)勢(shì)或電流取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注利用基爾霍夫第二定律可求解回路上的電壓和電流?；鶢柣舴蚨墒请娐防碚摰幕径?，在應(yīng)用時(shí)必須注意電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的方向與所選定的繞行方向的關(guān)系。四、電路的功率與電能2.3.1電功率電功率是指單位時(shí)間內(nèi)電場(chǎng)力所做的功。單位時(shí)間內(nèi)元件發(fā)出或吸收的電能。設(shè)電路任意兩點(diǎn)間的電壓為U，流入此部分電路的電流為I，則這部分電路消耗（或吸收）的功率為：P= UI = I2R = U2/R式中：P-電功率。單位為瓦（W），常用單位有千瓦（KW）、兆瓦（MW）、毫瓦(mW)。2.3.2電能電能是指電場(chǎng)在一段時(shí)間內(nèi)所做的功。即W = Pt = UIt式中：P-電功率（KW)； t-時(shí)間（h）；W-電能（KW*h）。第二節(jié) 交流電路大小和方向隨時(shí)間按正弦規(guī)律發(fā)生周期性變化的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流分別稱(chēng)為交變電動(dòng)勢(shì)、交變電壓和交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)交流電。交流電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，必須在交流電壓下工作，且在正弦交流電的作用下具有較好的性能。一、交流電的產(chǎn)生交流電是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。結(jié)合交流發(fā)電機(jī)原理圖講解 p11正弦交流電電動(dòng)勢(shì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)的原理產(chǎn)生的。二、交流電的基礎(chǔ)物理量1、瞬時(shí)值和最大值交流電在每一瞬間的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流的數(shù)值叫做電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流的瞬時(shí)值，分別用字母e、u和i表示。瞬時(shí)值中最大的數(shù)值，叫做交流電的最大值，分別用字母Em、Um和Im表示。瞬時(shí)值和最大值的關(guān)系為 e=Em sin t2、周期、頻率和角頻率交流電每變化一周（或一次）所需的時(shí)間叫做周期，用符號(hào)T表示，單位為s（秒）。每秒內(nèi)交流電交變的周期數(shù)或次數(shù)叫做頻率，用符號(hào)f表示，單位為Hz（赫茲）。周期和頻率為倒數(shù)關(guān)系，即 T=1/f 或 f=1/T角速度是單位時(shí)間內(nèi)變化的電角度，又稱(chēng)角頻率，符號(hào)為，單位為rad/s。由定義可知，導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)一周，角度變化2弧度，所需時(shí)間為一個(gè)周期T，即：=2/T或2f頻率、周期和角頻率都是反映交流電重復(fù)變化快慢的物理量。我國(guó)交流電頻率為50Hz，即每秒變化50個(gè)周期，周期為0.02s。對(duì)于50Hz的工頻交流電，其角頻率為314rad/s。3、相位、初相位和相位差（1）相位反映正弦量變化進(jìn)程的量，它確定正弦量每一瞬時(shí)的狀態(tài)，（t+）稱(chēng)為相位角，簡(jiǎn)稱(chēng)相位。不同的相位對(duì)應(yīng)不同的瞬時(shí)值。t=0時(shí)的相位，稱(chēng)為初相位或初相角。初相位與計(jì)時(shí)起點(diǎn)有關(guān)，因此可正可負(fù)，也可為零。最大值、頻率和初相角是確定正弦量的三要素。（2）相位差在任一瞬時(shí)，兩個(gè)同頻率正弦交流電的相位之差叫做相位差。相位差就是初相位之差，它與時(shí)間及角頻率無(wú)關(guān)。當(dāng)相位差為零，它們的初相位相同，即表示兩個(gè)交流電同時(shí)達(dá)到零位或最大值，這叫做同相；若一個(gè)交流電比另一個(gè)交流電早到零位或最大值，則前者叫超前，后者叫滯后。若兩者相差180，叫做反相。只有同頻率的正弦量之間，才有相位差、超前、滯后等概念，頻率不同，在相位上不能進(jìn)行比較，并規(guī)定超前或滯后的角度數(shù)不能超過(guò)（即180）。4、有效值正弦交流電的大小和方向隨時(shí)間在變，實(shí)際應(yīng)用中常用與熱效應(yīng)等效的的直流電流值來(lái)表示交變電流值的大小，這個(gè)直流電流值就稱(chēng)為交流電的有效值，用大寫(xiě)字母I表示。正弦交流電的有效值等于交流電的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的最大值Im、Um、Em的1/2，即I=0.707Im U=0.707Um E=0.707Em三、交流電的表示法交流電常用的表示法有解析法、曲線法和旋轉(zhuǎn)矢量法。四、單一參數(shù)交流電路的分析（一）純電阻電路1、電壓和電流的關(guān)系純電阻負(fù)載沒(méi)有儲(chǔ)能和釋能的能力，只會(huì)消耗電能。加在純電阻兩端的電壓與通過(guò)它的電流始終是同相位、同頻率的正弦量。2、功率關(guān)系電阻上消耗的有功功率為：P=UI=U2/R=I2/R(二)純電感電路1、電壓與電流的關(guān)系加在純電感電路兩端的電壓超前通過(guò)它的電流90，即電壓滯后電壓/2。XL=L 或 XL=2fL （）上式說(shuō)明：對(duì)于直流電路因f=0，純電感的感抗等于零，相當(dāng)于短路；對(duì)于交流電路，f越高、XL越大，電流越小，故有通直流阻交流的作用。2、功率關(guān)系在第一和第三半周，p是正值，L從電源吸取電功率，將電能轉(zhuǎn)換為磁能，而在第二和第四半周，p是負(fù)值，L向電源輸出電功率，將儲(chǔ)存在L中的磁能轉(zhuǎn)換為電能。即在一個(gè)周期內(nèi)的平均功率為零，即純電感電路在交流電路中不消耗有功功率，有功功率為零。3、無(wú)功功率衡量電源和電感之間這種能量互換的速率的物理量。定義為：Q=ULI=I2XL 無(wú)功功率的單位為var（乏）和Kvar（千乏）（三）純電容電路1、電壓與電流的關(guān)系加在純電容電路兩端的電壓滯后通過(guò)它的電流90，即電流超前電壓/2。XC=1/(C) 或 XL=1/（2fC） （）上式說(shuō)明：對(duì)于直流電路因f=0，純電容相當(dāng)于開(kāi)路；對(duì)于交流電路，f越高、XC越小，電流越大，故有通交流阻直流的作用。 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注2、功率關(guān)系在第一半周和第三半周，p是正值，電容從電源吸取電功率，將電能轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)能，而在第二、第四半周，p是負(fù)值，電容向電源送出電功率，將儲(chǔ)存在電容中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電能。即在一個(gè)周期內(nèi)時(shí)而將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)換成電能，時(shí)而將電能轉(zhuǎn)換成電場(chǎng)能，其平均功率為零，即純電容在交流電路中，不消耗有功功率，有功功率為零。3、無(wú)功功率衡量電容和電源之間這種能量互換的速率的物理量。Q=UCI=I2XC=UC2/XC 無(wú)功功率的單位為var（乏）和Kvar（千乏）五、三相交流電路最大值相等、頻率相同、相位互差120的三個(gè)正弦交流電電勢(shì)稱(chēng)為三相對(duì)稱(chēng)電動(dòng)勢(shì)，由三相對(duì)稱(chēng)電動(dòng)勢(shì)組成的電源稱(chēng)為三相交流電源。（一）三相交流電的產(chǎn)生三相電動(dòng)勢(shì)或電流最大值出現(xiàn)的次序稱(chēng)為相序。在任何瞬時(shí)，三相對(duì)稱(chēng)正弦電動(dòng)勢(shì)之和都等于零。 P15 講解三相交流發(fā)電機(jī)（二）三相電源的連接通常把三相電源（發(fā)電機(jī)和變壓器）的三相繞組接成星形或三角形向外供電。1、三相電源的星形連接把三相繞組的首端或尾端連在一起，從另一端A、B、C引出連接負(fù)載的導(dǎo)線，稱(chēng)為星形連接。三相繞組連在一起的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為電源的中性點(diǎn)，用字母O表示，其引出的導(dǎo)線稱(chēng)為中性線，又稱(chēng)零線。每相引出的導(dǎo)線稱(chēng)為相線，俗稱(chēng)火線。有中性線的三相供電方式稱(chēng)為三相四線制，不引出中性線的供電方式稱(chēng)為三相三線制。相線與中性線的電壓稱(chēng)為相電壓，相線與相線之間的電壓稱(chēng)為線電壓。線電壓超前于所對(duì)應(yīng)的相電壓30，線電壓是相電壓的3倍。采用這種接法的特點(diǎn)是電源向負(fù)荷提供兩種電壓，即相電壓和線電壓。2、三相電源的三角形連接將三相繞組依次首尾連接，組成封閉的三角形，再?gòu)娜齻€(gè)連接端點(diǎn)引出A、B、C三根端線，稱(chēng)為三角形接法。由于繞組本身已構(gòu)成閉合回路，必須使閉合回路內(nèi)電動(dòng)勢(shì)之和為零。若有一根首尾接錯(cuò)，則會(huì)引起閉合回路中的總電動(dòng)勢(shì)為一相電動(dòng)勢(shì)的2倍，致電源繞組燒毀。采用三角形接法時(shí)，線電壓等于相電壓，電源只能輸出一種電壓。（三）三相負(fù)載的連接三相負(fù)載的連接也有星形和三角形兩種。1、負(fù)載的星形連接將三組負(fù)載的一端接到三相電源的相線上，另一端連接在一起并接到中性線上，稱(chēng)為負(fù)載的星形連接。流過(guò)各相負(fù)載的電流稱(chēng)為負(fù)載的相電流，其正方向從電源到負(fù)載。流過(guò)中性線的電流稱(chēng)為中線電流，其正方向從負(fù)載中點(diǎn)到電源中點(diǎn)。負(fù)載作星形連接時(shí)，負(fù)載兩端承受電源的相電壓。相電流等于線電流。根據(jù)基爾霍夫定律，中線電流等于各相負(fù)載電流的向量之和。一般中線電流比線電流小，故中線導(dǎo)線的截面積一般可比相線截面積小些。當(dāng)三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)平衡時(shí)，則中線電流為零。對(duì)三相四線制供電，中線在正常工作時(shí)，不允許斷開(kāi)，否則會(huì)使負(fù)荷大的一相端電壓較正常相電壓低，負(fù)載小的一相端電壓較正常相電壓高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀電器。規(guī)定：在中線干線上不允許安裝熔斷器和開(kāi)關(guān)設(shè)備，并選用機(jī)械強(qiáng)度高的導(dǎo)線。2、負(fù)載的三角形接法在負(fù)載的三角形連接中，相電壓=線電壓，線電流=相電流的倍，即U相=U線 I相=I線/而且線電流相位滯后相電流30.（四）三相電路的功率計(jì)算 p18在R、L、C串聯(lián)電路中，電路的功率可用下圖所示的功率三角形來(lái)表示。S=IU Q=I(UL-UC)P=IUR在交流電路中，將電壓有效值與電流有效值的乘積，稱(chēng)為電路的視在功率，即S=IU。單位為伏安（VA）或千伏安（KV.A）。視在功率表示電源提供的總功率，也表示交流電源容量的大小。電路的有功功率實(shí)際上就是電阻上消耗的功率，即, P=URI=UI cos電路的無(wú)功功率是電源與負(fù)載交換的功率，即， Q=ULI-UCI=(UL-UC)I=UI sin由此可見(jiàn)，有功功率等于視在功率S乘以cos 。即， cos=P/S CosS是表示設(shè)備利用率的一個(gè)系數(shù)，故稱(chēng)之為功率因數(shù)。當(dāng)視在功率一定時(shí)，設(shè)備的有功功率越大，利用率越高。由功率三角形可以看出，視在功率 、有功功率和無(wú)功功率之間的關(guān)系可以用勾股定理表示，即 S2=P2+Q2 S =在相同的線電壓下，負(fù)載作三角形連接時(shí)的有功功率是星形連接時(shí)有功功率的3倍。對(duì)于無(wú)功功率和視在功率也是如此。第三節(jié) 磁與磁路感應(yīng)2.3.3焦耳楞次定律電流通過(guò)電阻時(shí)使電阻發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。換言之，電流的熱效應(yīng)就是電能轉(zhuǎn)換為熱能的效應(yīng)。電阻通過(guò)電流后所產(chǎn)生的熱量與電流的平方、電阻及通電的時(shí)間成正比，這就是焦耳楞次定律。轉(zhuǎn)換關(guān)系式 Q = I2Rt式中：I-電流（A）；R-電阻（）；t-時(shí)間（s）；Q-電阻上產(chǎn)生的熱量（焦耳J）2.3.4電阻的串聯(lián)電路將電阻依次首尾相連，使各電阻通過(guò)同一電流，這種接線方式叫做電阻的串聯(lián)。串聯(lián)電路的特點(diǎn)：（1）串聯(lián)電路各處電流相等。（2）串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和。（3）串聯(lián)電路的總電阻（也叫等效電阻）等于各串聯(lián)電阻之和。即串聯(lián)的數(shù)目越多，總電阻越大。（4）2.4基爾霍夫定律 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注2.4.13、電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)是指變化磁場(chǎng)在導(dǎo)體中引起電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。由電磁感應(yīng)引起的電動(dòng)勢(shì)叫做感生電動(dòng)勢(shì)；由感生電動(dòng)勢(shì)引起的電流叫做感生電流。3.1直導(dǎo)體中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)感生電流不但與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，而且還與導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。直導(dǎo)體產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)的大小為 e = B v l sina 式中若磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位為特（T），導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線的速度v的單位為米/秒（m/s），導(dǎo)體長(zhǎng)度l的單位為米（m），則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的單位為伏(V)。當(dāng)導(dǎo)體垂直切割磁感應(yīng)線時(shí)，感生電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值。直導(dǎo)體中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)方向可用右手定則來(lái)判斷：即平伸右手，拇指與其余四指垂直，讓掌心正對(duì)磁場(chǎng)N極，以拇指指向表示導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，則其余四指的指向就是感生電動(dòng)勢(shì)的方向。（掌心迎磁蹺拇指，四指電勢(shì)拇指力）。3.2閉合線圈中的感生電動(dòng)勢(shì)當(dāng)線圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)，閉合線圈中要產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)和感生電流。而且磁鐵插入線圈和從線圈中拔出磁鐵時(shí)，感生電流的方向相反。線圈中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)的條件是線圈中的磁通發(fā)生變化。如果線圈是閉合電路的一部分，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。閉合線圈中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)的方向可以用楞次定律來(lái)判斷。楞次定律的內(nèi)容是：感生電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通的變化。就是說(shuō)，當(dāng)線圈中的磁通要增加時(shí)，感生電流就要產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)去阻礙它增加；當(dāng)線圈中的磁通要減少時(shí)，感生電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻礙它減少。楞次定律為我們提供了一個(gè)判斷線圈中感生電動(dòng)勢(shì)或感生電流方向的方法，具體步驟是：（1）首先判定原磁通的方向及變化趨勢(shì)（是增加還是減少）； 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注（2）根據(jù)感生電流的磁場(chǎng)方向永遠(yuǎn)和原磁通變化趨勢(shì)相反的原則確定感生電流的磁場(chǎng)方向。（3）根據(jù)感生電流磁場(chǎng)的方向，用安培定則判斷出感生電動(dòng)勢(shì)或感生電流的方向。應(yīng)當(dāng)注意，此時(shí)必須把線圈或?qū)w看成一個(gè)電源。在線圈內(nèi)部，感生電流從電源的-端流到“+”端，在線圈外部，感生電流由電源的“+”端經(jīng)負(fù)載流回“-”端。因此，在線圈內(nèi)部感生電流的方向永遠(yuǎn)和感生電動(dòng)勢(shì)的方向相同。3.3法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律說(shuō)明了感生電動(dòng)勢(shì)的方向，法拉第電磁感應(yīng)定律則給出了感生電動(dòng)勢(shì)的大小。法拉第電磁感應(yīng)定律：線圈中感生電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中磁通的變化速度（即變化率）成正比。我們用表示在時(shí)間間隔t內(nèi)的變化量，則N匝線圈中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)為：e=-N*/t式中：e-在t時(shí)間內(nèi)感生電動(dòng)勢(shì)的平均值（v）；N-線圈匝數(shù)；-磁通的變化量（Wb，韋伯）；t-磁通變化所需要的時(shí)間。 上式是法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。式中負(fù)號(hào)表示感生電動(dòng)勢(shì)的方向永遠(yuǎn)和磁通變化的趨勢(shì)相反。在實(shí)際應(yīng)用中，常用楞次定律來(lái)判斷感生電動(dòng)勢(shì)的方向，而用法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)計(jì)算感生電動(dòng)勢(shì)的大?。ㄈ〗^對(duì)值）。所以這兩個(gè)定律是電磁感應(yīng)的基本定律。3.4自感 （p25，圖1-21）當(dāng)電流流入線圈時(shí)，該電流將產(chǎn)生左N右S的磁場(chǎng)，由楞次定律可知，這個(gè)增大的磁通會(huì)在線圈中引起感生電動(dòng)勢(shì)，而感生電動(dòng)勢(shì)又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)左S右N的的磁通來(lái)阻礙原磁通的增大。根據(jù)安培定則可判斷出感生電流的方向與原流進(jìn)線圈電流的方向相反。因此流進(jìn)線圈的電流不能很快上升，A燈只能慢慢變亮。（電感中的電流不能突變）。若突然中斷線圈的電源，線圈的電流就會(huì)突然減小，由它產(chǎn)生的磁通也就突然減小，于是線圈中就要產(chǎn)生一個(gè)感生電流的磁通來(lái)阻礙原磁通的減小。由楞次定律可知，感生電流的方向與原電流的方向相同，則流過(guò)燈泡的感生電流就較大，從而引起燈泡突然明亮的閃光。上述這種由于流過(guò)線圈本身的電流發(fā)生變化，而引起的電磁感應(yīng)叫做自感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱(chēng)“自感”。由自感產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)自感電動(dòng)勢(shì)。在線圈中每通過(guò)單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)叫做“自感系數(shù)”，也稱(chēng)電感量，簡(jiǎn)稱(chēng)電感，用L表示。其數(shù)學(xué)式為 L = / i 式中：-流過(guò)線圈的電流i所產(chǎn)生的自感磁通（Wb）；i-流過(guò)線圈的電流（A）；L-電感（H）電感是衡量線圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量。電感的大小不但與線圈的匝數(shù)及幾何形狀有關(guān)（匝數(shù)越多，L越大），而且與線圈中媒介質(zhì)的導(dǎo)磁率有密切關(guān)系。由于自感也是電磁感應(yīng)，所以它必然遵從法拉第電磁感應(yīng)定律，eL=-L*i/t式中：i/t為電流 變化率，（單位是A/s），符號(hào)表示自感電動(dòng)勢(shì)的方向永遠(yuǎn) 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注和外電流的變化趨勢(shì)相反。結(jié)論：（1）自感電動(dòng)勢(shì)是由通過(guò)線圈本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的。（2）對(duì)于線性電感，當(dāng)L一定時(shí)，流過(guò)線圈的電流變化越快，自感電動(dòng)勢(shì)越大。 （3）自感電動(dòng)勢(shì)的方向是：流過(guò)線圈的外電流i增大時(shí)，感生電流iL的方向與i的方向相反；外電流減小時(shí)，感生電流iL的方向與i的方向相同。自感電動(dòng)勢(shì)的優(yōu)點(diǎn)：日光燈是利用鎮(zhèn)流器中的自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)點(diǎn)燃燈管的，同時(shí)也利用它來(lái)限制燈管的電流。缺點(diǎn)：在含有大電感元件的電路被切斷的瞬間，因電感兩端的自感電動(dòng)勢(shì)很高，在開(kāi)關(guān)刀口的斷開(kāi)處會(huì)產(chǎn)生電弧，容易燒壞刀口，或者損壞設(shè)備的元器件，這些都應(yīng)避免。通常在含有大電感的電路中都有滅弧裝置。最簡(jiǎn)單的辦法是在開(kāi)關(guān)或電感兩端并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮杌螂娙荩蛳葘⒆枞荽?lián)然后接到電感兩端。 渦流是電磁感應(yīng)的另一種特殊形式。在有鐵芯的線圈中通入交流電，鐵芯中便產(chǎn)生交變磁通，也要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在此電動(dòng)勢(shì)的作用下，鐵芯中就形成自成回路的電流，稱(chēng)為渦流。鐵芯通過(guò)渦流后要發(fā)熱，引起能量損耗，叫做渦流損失。為減少渦流帶來(lái)的不良影響，通常采用電阻率大、導(dǎo)磁性能好的0.350.5mm后的硅鋼片疊成鐵芯且片與片之間涂有絕緣漆，用來(lái)增加渦流路徑的電阻，以達(dá)到減少渦流的目的。 3.5互感 我們把由一個(gè)線圈中的電流變化在另一線圈中產(chǎn)生的電磁感應(yīng)叫做互感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱(chēng)互感。由互感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為互感電動(dòng)勢(shì)。互感電動(dòng)勢(shì)的大小正比于另一線圈中電流的變化率。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)線圈的磁通全部穿過(guò)第二個(gè)線圈時(shí)，互感電動(dòng)勢(shì)最大，當(dāng)兩個(gè)線圈互相垂直時(shí)，互感電動(dòng)勢(shì)最小。利：具有廣泛用途的各種變壓器、電動(dòng)機(jī)都是利用互感原理工作的。弊：在電子電路中若線圈的位置放置不當(dāng)，各線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)就會(huì)互相干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使整個(gè)電路無(wú)法工作。通常把互不相干的線圈間距拉大或把兩個(gè)線圈垂直安放，在某些場(chǎng)合還使用鐵磁材料把線圈或其他元器件封閉起來(lái)進(jìn)行磁屏蔽。4、單相交流電4.1交流電的概念4.1.1什么是交流電所謂交流電是指大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電動(dòng)勢(shì)（電壓或電流）。交流電分正弦交流電和非正弦交流電兩大類(lèi)。正弦交流電是指大小和方向按正弦規(guī)律隨時(shí)間做周期性變化的交流電；而非正弦交流電的變化規(guī)律不按正弦規(guī)律變化。4.1.2正弦電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生正弦交流電通常是由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。 電工作業(yè)安全技術(shù)P304.1.3正弦交流電的幾個(gè)基本物理量（1）正弦交流電的三要素 最大值最大值表示交流電在變化過(guò)程中所能達(dá)到的最大數(shù)值（也叫峰值、振幅）。正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流的最大值分別用Em、Um、Im表示。最大值雖然有正有負(fù)，但習(xí)慣上最大值都以絕對(duì)值表示。 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注周期、頻率和角頻率正弦交流電隨時(shí)間在不斷地變化，這種周而復(fù)始的保護(hù)叫周期性變化。為了表示正弦交流電變化的快慢，下面用角頻率、周期和頻率來(lái)加以描述。周期。交流電每重復(fù)一次所需的時(shí)間稱(chēng)為周期，用字母T表示，單位是s。（秒s、毫秒ms、微秒s、納秒ns，均為千進(jìn)位）頻率。交流電1s內(nèi)重復(fù)的次數(shù)稱(chēng)為頻率。用字母f表示，單位是Hz（KHz、MHz）周期和頻率互為倒數(shù)，即 f=1/T 或T=1/f角頻率。角頻率（即電角速度）是指交流電在1s內(nèi)變化的電角度，用字母表示，單位是弧度/秒（rad/s）。如果交流電在1s內(nèi)變化了1次，則電角度正好變化了2弧度，也就是說(shuō)該交流電的電角度=2弧度/s。若交流電1s內(nèi)變化了f次，則可得角頻率、頻率和周期的關(guān)系式為 =2f=2/T 周期、頻率和電角度是從各個(gè)不同角度表示交流電快慢的物理量。三個(gè)物理量中只須知道其中一個(gè)，就能夠計(jì)算出另外兩個(gè)的數(shù)值。 初相角 初相角由交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式e=Em sin（t+）可以看出，若交流電的最大值已知，則瞬時(shí)值e由（t+）來(lái)確定。 t=0時(shí)的相位角稱(chēng)為“初相角”。它表示線圈開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈平面與中性面之間的夾角。它實(shí)際上表達(dá)了線圈開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。 當(dāng)交流電的最大值、角頻率和初相角這三個(gè)量確定時(shí)，正弦交流電才能被確定。也就是說(shuō)這三個(gè)量是正弦交流電必不可少的要素，故稱(chēng)之為三要素。 （2）正弦交流電的相位差需要同時(shí)考慮兩個(gè)或兩個(gè)以上的同頻率正弦交流電時(shí)，往往需要分析兩個(gè)正弦交流電變化的先后順序，即“相位差”的概念。相位差就是兩個(gè)同頻率正弦交流電的初相角之差。（3）正弦交流電的有效值因?yàn)榻涣麟姷拇笮∈遣粩嘧兓?，因此用瞬時(shí)值來(lái)表示交流電的大小顯然是不合適的。如果將交流電和直流電相比較，則能看到它們之間存在著某些相同之處，如它們都有電流的熱效應(yīng)。讓交流電和直流電分別通過(guò)阻值完全相同的電阻，如果在相同的時(shí)間內(nèi)這兩種電流產(chǎn)生的熱量相等，就可以此直流電的數(shù)值定義為該交流電的有效值。即把熱效應(yīng)相等的直流電（電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)）定義為交流電（電流、電壓或電動(dòng)勢(shì)）的有效值。交流電流、電壓和電動(dòng)勢(shì)有效值的符號(hào)分別是I、U、E。 正弦交流電的有效值和最大值之間有如下關(guān)系：Im=I=1.414I Um=U=1.414U Em=E=1.414E今后若無(wú)說(shuō)明，交流電的大小總是指有效值。如一般交流電壓表測(cè)出的電壓數(shù)值都是有效值；設(shè)備銘牌上標(biāo)注的交流電壓、電流等也都是有效值。顯然，有效值不隨時(shí)間變化。4.2正弦交流電的三種表示法 電工作業(yè)安全技術(shù)P34正弦交流電一般有四種表示法：解析法、曲線法、旋轉(zhuǎn)矢量法和符號(hào)法。一般采用前三種表示法，無(wú)論采用哪一種方法，都要求能夠表達(dá)出交流電的三要素。4.3交流電路的分析方法交流電路一般由交流電源、電阻、電容、電感以及把它們連成回路的導(dǎo)線組成。 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注電阻、電感、電容稱(chēng)為交流電路的三個(gè)基本參數(shù)。在交流電路中，由于電感、電容的存在，就影響了電壓與電流的相位關(guān)系。若脫離相位關(guān)系而單純計(jì)算數(shù)量關(guān)系，將會(huì)造成概念上和計(jì)算時(shí)的錯(cuò)誤。這就是直流電路和交流電路的重要區(qū)別。在計(jì)算實(shí)際電路時(shí)，我們總是忽略那些次要的因素，僅保留起主要作用的因素，這樣就可以抓住主要矛盾，簡(jiǎn)化復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算。4.4純電阻電路 電工作業(yè)安全技術(shù)P38純電阻電路中的電壓與電流是同頻率、同相位的正弦量。純電阻電路中，電壓與電流有效值之間的關(guān)系符合歐姆定律。電阻電路的平均功率為 P=UI=I2R=U2/R平常我們所講的功率都是指平均功率。習(xí)慣上也將平均功率叫做有功功率，即電路所消耗的功率。4.5純電感電路在實(shí)際中，遇到的鎮(zhèn)流器、變壓器、電動(dòng)機(jī)中的線圈等，它們的電阻很小，可近似只考慮線圈在交流電路中的作用及影響，這就是純電感電路。在交流電路中，電路隨時(shí)間變化，因此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也在變化，由電磁感應(yīng)定律可知，這個(gè)變化的磁場(chǎng)在線圈中要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于線圈本身電流變化引起的，故稱(chēng)為自感電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。由于自感現(xiàn)象的存在，使得在純電感電路中，電壓超前電流90，又由于電感元件兩端電壓和電流之間存在相位差，故不能用歐姆定律來(lái)表示電壓與電流的瞬時(shí)值關(guān)系。在純電感電路中，電壓有效值與電流有效值之間成正比關(guān)系，其比值為一常數(shù)。即 U/I=XL XL叫作感抗，其作用與電阻R相當(dāng)，單位是。感抗的大小為 XL=2fL =L () =2f上式說(shuō)明：感抗與電源頻率成正比，與電感量成正比。即線圈的電感量越大，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)越大；通過(guò)線圈電流的頻率越高，電流的變化率越大，自感電動(dòng)勢(shì)越大；而自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流的阻礙作用正是通過(guò)感抗反映出來(lái)的。因此電感線圈對(duì)高頻電流阻力很大，而對(duì)直流電（f=0）可認(rèn)為短路。此即，電感具有阻交流、通直流的特性。在純電感電路中，只有電源中電能和線圈中磁場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)換，這種能量轉(zhuǎn)換的規(guī)模，可用無(wú)功功率來(lái)反映。無(wú)功功率Q的大小為 Q=UI=I2XL=U2/XL (乏var)但線圈本身并不消耗能量，故有功功率=0.4.6純電容電路4.6.1電容講解：電容的充放電過(guò)程。電工作業(yè)安全技術(shù)P41電容器存儲(chǔ)電荷的能力常用電容量C表示，簡(jiǎn)稱(chēng)電容，其單位是法拉F。由于法拉這個(gè)單位太大，實(shí)際上常用微法F（10-6F）、或皮法pF（10-12F）作為電容器的單位。電容器允許使用的最高直流電壓稱(chēng)為電容器的耐壓。電容量和耐壓是電容器的兩個(gè)主要技術(shù)參數(shù)，在工作中選用電容器時(shí)，應(yīng)使二者都滿足要求電容器的充電，就是將電源的電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶?chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，而電容器的放電，則是將儲(chǔ)存的電場(chǎng)能量再釋放出來(lái)。所以說(shuō)電容器是一種儲(chǔ)能元件，它與消耗電能的電阻元件有著根本的區(qū)別，而和電感元件相似，都有儲(chǔ)存電能的作用。電容器串聯(lián)時(shí)，1/C=1/C1+1/C2+1/Cn或C=1/(1/C1+1/C2+1/Cn) 教案（附頁(yè)）教 學(xué) 內(nèi) 容教法提示及備注可見(jiàn)，電容器串聯(lián)的數(shù)目越多，總?cè)萘吭叫?。電容器并?lián)時(shí)，C=C1+C2+Cn可見(jiàn)，電容器并聯(lián)的數(shù)目越多，總?cè)萘吭酱蟆?.6.2純電容電路中各量之間的關(guān)系純電容電路的電流與電壓是同頻率的正弦量，而且電流的相位超前電壓90.在純電容電路中由于電容器的充放電作用，在電路中形成電流。電流的大小與電壓變化的快慢及容量大小有關(guān)。在純電容電路中，電壓有效值與電流有效值之間成正比關(guān)系其比值為一常數(shù)。即 U/I=XC ()上式叫做純電容電路的歐姆定律，說(shuō)明在純電容電路中，電壓和電流的有效值之間滿足歐姆定律。式中的XC叫做容抗，其作用與電阻R相當(dāng)，單位是歐姆。容抗的大小為 XC=1/(2fC)=C () 上式說(shuō)明：容抗XC與電源頻率f成反比，與電容量C成反比。即電容的容量越大，通過(guò)電容的電流頻率越高，容抗越小，否則反之。這是因?yàn)镃越大，電容器容納的電荷越多，充放電電流就愈大，故表現(xiàn)為容抗越??；電源頻率越高，電壓變化速度越快，在一定時(shí)間內(nèi)充放電次數(shù)增加，即電路電流越大，故表現(xiàn)為容抗越小。電容對(duì)交流電的阻礙作用正是通過(guò)容抗反映出來(lái)的。電容對(duì)直流電流（f=0）阻力很大，可認(rèn)為開(kāi)路；而對(duì)高頻交流電可認(rèn)為短路。也即電容器具有隔直流、通交流的特性。在純電容電路中，只有電源中電能和電容器中電場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)化，這種能量轉(zhuǎn)換的規(guī)模，可用無(wú)功功率來(lái)反映。無(wú)功功率的大小為 Q=UI=I2XC=U2/XC （乏，var）電容本