整套課件教程：電工基礎(chǔ)與電氣測量技術(shù)

1、電工基礎(chǔ)與電氣測量技術(shù)前 言 “電工基礎(chǔ)”這類專業(yè)基礎(chǔ)課程，由于其較強(qiáng)的理論性和對后續(xù)課程的基礎(chǔ)性，要想完全實施工學(xué)結(jié)合的教學(xué)改革，難度很大。經(jīng)過充分的調(diào)研、論證，我們將“電工基礎(chǔ)”和“電氣測量”兩門課程進(jìn)行整合，將內(nèi)容重構(gòu)，就形成了電工基礎(chǔ)與電氣測量技術(shù)這本教材。 該教材突出應(yīng)用性、針對性，加強(qiáng)實踐能力的培養(yǎng)。內(nèi)容敘述力求深入淺出，將知識點和能力點有機(jī)結(jié)合，融“教、學(xué)、做”為一體，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和解決實際問題的能力，特別是安全用電能力;內(nèi)容編排力求簡潔、形式新穎、目標(biāo)明確。前 言本教材共分為9章，其主要內(nèi)容有:安全用電、電路的基本概念與基本定律、直流電阻電路的分析與計算、正弦交流

2、電路、二相交流電路、非正弦周期電流電路、線性電路的瞬態(tài)過程、磁路與鐵芯線圈和電氣測量，其中電氣測量這一章卞要由7個測量各類電量的電氣參數(shù)的實習(xí)項目組成。教材的編寫按照理論聯(lián)系實際、循序漸進(jìn)、便于自學(xué)和教學(xué)的原則編寫;教材內(nèi)容力求文字?jǐn)⑹龊喚?，通俗易懂，概念清?舉例結(jié)合實際并具有典型性，案例、習(xí)題安排合理，以便于學(xué)生自學(xué)和教師教學(xué)。目 錄第1章電工安全用電知識1.1安全用電知識1.2電工安全操作知識1.3電氣火災(zāi)消防知識1.4觸電的危害性與急救1.5電氣設(shè)備安全運行知識下一頁目 錄第2章電路的基本概念與基本定律2.1電路和電路模型2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系2.3電阻、電容、電感元件及其特

3、性2.4電路中的獨立電源2.5基爾霍夫定律2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用下一頁上一頁目 錄第3章直流電阻電路的分析與計算3.1電路的串、并聯(lián)等效變換3.2疊加定理3.3戴維寧定理與諾頓定理下一頁上一頁目 錄第4章正弦交流電路4.1交流電路中的基本物理量4.2正弦量的相量表示4.3電路基本定律的相量形式4.4電阻、電感、電容電路4.5諧振電路4.6正弦交流電路中的功率下一頁上一頁目 錄第5章三相交流電路5.1二相電源與二相負(fù)載5.2對稱二相電路的計算5.3不對稱二相電路的計算5.4二相電路的功率下一頁上一頁目 錄第6章非正弦周期電流電路6.1非正弦周期量的產(chǎn)牛和分解6.2非正玄周期量的有

4、效值、平均值和平均功率6.3非正弦周期電流電路的分析下一頁上一頁目 錄第7章線性電路的瞬態(tài)過程 7.1 瞬態(tài)過程 7.2 RC電路的瞬態(tài)過程 7.3 RL電路的瞬態(tài)過程 7.4 一階電路的二要素法 7.5 RC電路的應(yīng)用下一頁上一頁目 錄第8章磁路與鐵芯線圈 8.1磁路及磁路基本定律 8.2鐵磁性物質(zhì)的磁化 8.3交流鐵芯線圈 8.4電磁鐵與變壓器下一頁上一頁目 錄第9章電氣測量 項目1用萬用表測量電阻、交直流電壓、直流電流 項目2用兆歐表測量二相異步電動機(jī)定了繞組的絕緣電阻 項目3用鉗形電流表測量二相異步電動機(jī)的電流 下一頁上一頁目 錄項目4用直流單臂電橋測量二相異步電動機(jī)定了繞組的電阻 項

5、目5用直流雙臂電橋測量二相異步電動機(jī)定了繞組的電阻 項目6用功率表測量功率 項目7用電度表測量白熾燈電能上一頁第1章電工安全用電知識1.1安全用電知識1.2電工安全操作知識1.3電氣火災(zāi)消防知識1.4觸電的危害性與急救1.5電氣設(shè)備安全運行知識1.1安全用電知識 在用電過程中，必須特別注意電氣安全，如果稍有麻痹或疏忽，就可能造成嚴(yán)重的人身觸電事故，或者引起火災(zāi)或爆炸，給國家和人民帶來極大的損失。1.1.1安全電壓 交流工頻安全電壓的上限值，在任何情況下，兩導(dǎo)體間或任一導(dǎo)體與地之間都不得超過50 V。我國的安全電壓的額定值為42 V, 36 V, 24 V, 12 V, 6V。如乎提照明燈、危險

6、環(huán)境的攜帶式電動工具，應(yīng)采用36 V安全電壓，金屬容器內(nèi)、隧道內(nèi)、礦井內(nèi)等工作場合，狹窄、行動不便及周圍有大面積接地導(dǎo)體的環(huán)境，應(yīng)采用24 V或12 V安全電壓，以防止因觸電而造成的人身傷害。下一頁返回1.1安全用電知識1.1.2安全距離 為了保證電氣工作人員在電氣設(shè)備運行操作、維護(hù)檢修時不致誤碰帶電體，規(guī)定了工作人員與帶電體的安全距離;為了保證電氣設(shè)備在正常運行時不會出現(xiàn)擊穿短路事故，規(guī)定了帶電體與附近接地物體和不同相帶電體之間的最小距離。安全距離主要有以下幾方面。 (1)設(shè)備帶電部分到接地部分和設(shè)備不同相部分之間的距離，如表1.1所示。上一頁下一頁返回1.1安全用電知識(2)設(shè)備帶電部分到

7、各種遮欄間的安全距離，如表1.2所示。(3)尤遮欄裸導(dǎo)體到地面間的安全距離，如表1.3所示。(4)電氣工作人員在設(shè)備維修時與設(shè)備帶電部分間的安全距離，如表1.4所示。1.1.3絕緣安全用具 絕緣安全用具是保證作業(yè)人員安全操作帶電體及人體與帶電體安全距離不夠所采取的絕緣防護(hù)工具。絕緣安全用具按使用功能可分為以下幾種。 上一頁下一頁返回1.1安全用電知識1.絕緣操作用具 絕緣操作用具主要用來進(jìn)行帶電操作、測量和其他需要直接接觸電氣設(shè)備的特定工作。常用的絕緣操作用具一般有絕緣操作桿、絕緣夾鉗等，如圖1.1、圖1.2所示。這些操作用具均由絕緣材料制成。正確使用絕緣操作用具，應(yīng)注意以下兩點。(1)絕緣操

8、作用具本身必須具備合格的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度。(2)只能在和其絕緣性能相適應(yīng)的電氣設(shè)備上使用。上一頁下一頁返回1.1安全用電知識 2.絕緣防護(hù)用具 絕緣防護(hù)用具則對可能發(fā)生的有關(guān)電氣傷害起到防護(hù)作用。主要用于對泄漏電流、接觸電壓、跨步電壓和其他接近電氣設(shè)備存在的危險等進(jìn)行防護(hù)。常用的絕緣防護(hù)用具有絕緣手套、絕緣靴、絕緣隔板、絕緣墊、絕緣站臺等，如圖1.3所示。當(dāng)絕緣防護(hù)用具的絕緣強(qiáng)度足以承受設(shè)備的運行電壓時，才可以用來直接接觸運行的電氣設(shè)備，一般不直接觸及帶電設(shè)備。使用絕緣防護(hù)用具時，必須做到使用合格的絕緣用具，并掌握正確的使用方法。上一頁返回1.2電工安全操作知識 (1)在進(jìn)行電工安裝與維修操

9、作時，必須嚴(yán)格遵守各種安全操作規(guī)程，不得玩忽職守。 (2)進(jìn)行電工操作時，要嚴(yán)格遵守停電、送電操作規(guī)定，切實做好突然送電的各項安全措施，不準(zhǔn)進(jìn)行約時送電。 (3)在鄰近帶電部分進(jìn)行電工操作時，一定要保持可靠的安全距離。 (4)嚴(yán)禁采用一線一地、兩線一地、三線一地(指大地)安裝用電設(shè)備和器具。 (5)在一個插座或月座上不可引接功率過大的用電器具。下一頁返回1.2電工安全操作知識 (6)不可用潮濕的乎去觸及開關(guān)、插座和燈座等用電裝置，更不可用濕抹布去揩抹電氣裝置和用電器具。 (7)操作工具的絕緣乎柄、絕緣鞋和絕緣乎套的絕緣性能必須良好，并作定期檢查。登高工具必須牢固可靠，也應(yīng)作定期檢查。 (8)在

10、潮濕環(huán)境中使用移動電器時，一定要采用36 V安全低壓電源。在金屬容器內(nèi)(如鍋爐、蒸發(fā)器或竹道等)使用移動電器時，必須采用12V安全電源，并應(yīng)有人在容器外監(jiān)護(hù)。 (9)發(fā)現(xiàn)有人觸電，應(yīng)立即斷開電源，采取正確的搶救措施搶救觸電者。上一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識1.3.1電氣火災(zāi)的主要原因 電氣火災(zāi)是指由電氣原因引發(fā)燃燒而造成的災(zāi)害。短路、過載、漏電等電氣事故都有可能導(dǎo)致火災(zāi)。設(shè)備自身缺陷、施工安裝不當(dāng)、電氣接觸不良、雷擊靜電引起的高溫、電弧和電火花是導(dǎo)致電氣火災(zāi)的直接原因。周圍存放易燃易爆物是電氣火災(zāi)形成的環(huán)境條件。下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識 電氣火災(zāi)產(chǎn)生的直接原因如下: (1)設(shè)備或線路

11、發(fā)生短路故障。電氣設(shè)備由于絕緣損壞、電路年久失修、疏忽大意、操作失誤及設(shè)備安裝不合格等將造成短路故障，其短路電流可達(dá)正常電流的幾十倍甚至上百倍，產(chǎn)生的熱量(正比于電流的平方)是溫度上升超過自身和周圍可燃物的燃點引起燃燒，從而導(dǎo)致火災(zāi)。 (2)過載引起電氣設(shè)備過熱。選用線路或設(shè)備不合理，線路的負(fù)載電流量超過了導(dǎo)線額定的安全載流量，電氣設(shè)備長期超載(超過額定負(fù)載能力)，引起線路或設(shè)備過熱而導(dǎo)致火災(zāi)。上一頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識 (3)接觸不良引起過熱。如接頭聯(lián)接不牢或不緊密、動觸點壓力過小等使接觸電阻過大，在接觸部位發(fā)生過熱而引起火災(zāi)。 (4)通風(fēng)散熱不良。大功率設(shè)備缺少通風(fēng)散熱設(shè)施或通

12、風(fēng)散熱設(shè)施損壞造成過熱而引發(fā)火災(zāi)。 (5)電器使用不當(dāng)。如電爐、電熨斗、電烙鐵等未按要求使用，或用后忘記斷開電源，引起過熱而導(dǎo)致火災(zāi)。 (6)電火花和電弧。有些電氣設(shè)備正常運行時就能產(chǎn)生電火花、電弧，如大容量開關(guān)、接觸器觸點的分、合操作，都會產(chǎn)生電弧和電火花。電火花溫度可達(dá)數(shù)千度，一旦遇可燃物便可點燃，遇可燃?xì)怏w便會發(fā)生爆炸。上一頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識1.3.2易燃易爆環(huán)境 日常生活和生產(chǎn)的各個場所中，廣泛存在著易燃易爆物質(zhì)，如石油液化氣、煤氣、天然氣、汽油、柴油、酒精、棉、麻、化纖織物、木材、塑料等，另外一些設(shè)備本身可能會產(chǎn)生易燃易爆物質(zhì)，如設(shè)備的絕緣油在電弧作用下分解和汽化，噴

13、出大量油霧和可燃?xì)怏w;酸性電池排出氫氣并形成爆炸性混合物等。一旦這些易燃易爆環(huán)境遇到電氣設(shè)備和線路故障導(dǎo)致的火源，便會立刻著火燃燒。上一頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識1.3.3電氣火災(zāi)的防護(hù)措施 電氣火災(zāi)的防護(hù)措施主要致力于消除隱患、提高用電安全，具體措施如下: 1.正確選用保護(hù)裝置，防止電氣火災(zāi)發(fā)生 (1)對正常運行條件下可能產(chǎn)生電熱效應(yīng)的設(shè)備采用隔熱、散熱、強(qiáng)迫冷卻等結(jié)構(gòu)，并注重耐熱、防火材料的使用。 (2)按規(guī)定要求設(shè)置包括短路、過載、漏電保護(hù)設(shè)備的自動斷電保護(hù)。對電氣設(shè)備和線路正確設(shè)置接地、接零保護(hù)，為防雷電安裝避雷器及接地裝置。上一頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識 (3)根據(jù)使

14、用環(huán)境和條件正確設(shè)計選擇電氣設(shè)備。惡劣的自然環(huán)境和有導(dǎo)電塵埃的地方應(yīng)選擇有抗絕緣老化功能的產(chǎn)品，或增加相應(yīng)的措施;對易燃易爆場所則必須使用防爆電氣產(chǎn)品。 2.正確安裝電氣設(shè)備，防止電氣火災(zāi)發(fā)生 (1)合理選擇安裝位置。對于爆炸危險場所，應(yīng)該考慮把電氣設(shè)備安裝在爆炸危險場所以外或爆炸危險性較小的部位。 開關(guān)、插座、熔斷器、電熱器具、電焊設(shè)備和電動機(jī)等應(yīng)根據(jù)需要，盡量避開易燃物或易燃建筑構(gòu)件。起重機(jī)滑觸線下方，不應(yīng)堆放易燃品。露天變、配電裝置，不應(yīng)設(shè)置在易于沉積可燃性粉塵或纖維的地方等。上一頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識 (2)保持必要的防火距離。對于在正常工作時能夠產(chǎn)生電弧或電火花的電氣設(shè)備

15、，應(yīng)使用滅弧材料將其全部隔圍起來，或?qū)⑵渑c可能被引燃的物料，用耐弧材料隔開或與可能引起火災(zāi)的物料之間保持足夠的距離，以便安全滅弧。 安裝和使用有局部熱聚熱或熱集中的電氣設(shè)備時，在局部熱聚熱或熱集中的方向與易燃物料必須保持足夠的距離，以防引燃。 電氣設(shè)備周圍的防護(hù)屏障材料，必須能承受電氣設(shè)備產(chǎn)生的高溫(包括故障情況下)。應(yīng)根據(jù)具體情況選擇不可燃、阻燃材料或在可燃性材料表面噴涂防火涂料。上一頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識 3.保持電氣設(shè)備的正常運行，防止電氣火災(zāi)發(fā)生 (1) 正確使用電氣設(shè)備，是保證電氣設(shè)備正常運行的前提。因此應(yīng)按設(shè)備使用說明書的規(guī)定操作電氣設(shè)備，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。 (2)保持

16、電氣設(shè)備的電壓、電流、溫升等不超過允許值。保持各導(dǎo)電部分聯(lián)接可靠，接地良好。 (3)保持電氣設(shè)備的絕緣良好，保持電氣設(shè)備的清潔和良好通風(fēng)。上一頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識1.3.4電氣火災(zāi)的撲救 發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)立即撥打119火警電話報警，向公安消防部門求助。撲救電氣火災(zāi)時注意觸電危險，為此要及時切斷電源，通知電力部門派人到現(xiàn)場指導(dǎo)和監(jiān)護(hù)撲救工作。 1.正確選擇使用滅火器 在撲救尚未確定斷電的電氣火災(zāi)時，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臏缁鹌骱蜏缁鹧b置;否則，有可能造成觸電事故和更大危害，如使用普通水槍射出的直流水柱和泡沫滅火器射出的導(dǎo)電泡沫會破壞、絕緣。常用電氣滅火劑的種類、用途及使用方法如表1.5所示。上一

17、頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識 使用四氯化碳滅火劑滅火時，滅火人員應(yīng)站在上風(fēng)側(cè)，以防中毒;滅火后空間要注意通風(fēng)。使用一氧化碳滅火時，當(dāng)其濃度達(dá)85%時，人就會感到呼吸困難，要注意防止窒息。 2.正確使用噴霧水槍 帶電滅火時使用噴霧水槍比較安全。原因是這種水槍通過水柱的泄漏電流較小。用噴霧水槍滅電氣火災(zāi)時水槍噴嘴與帶電體的距離可參考以下數(shù)據(jù): 10 kV及以下者不小于0.7 m。 35 kV及以下者不小于1 m。 上一頁下一頁返回1.3電氣火災(zāi)消防知識 110 kV及以下者不小于3 m。 220 kV不應(yīng)小于5 m。 帶電滅火必須有人監(jiān)護(hù)。 3.滅火器的保管 滅火器在不使用時，應(yīng)注意對它的保

18、竹與檢查，保證隨時可正常使用。其具體保養(yǎng)和檢查如表1.5所示。上一頁返回1.4觸電的危害性與急救 人體是導(dǎo)電體，一旦有電流通過時，將會受到不同程度的傷害。由于觸電的種類、方式及條件的不同，受傷害的后果也不一樣。1.4.1觸電的種類 人體觸電有電擊和電傷兩類。 (1)電擊是指電流通過人體時所造成的內(nèi)傷。它可以使肌肉抽搞，內(nèi)部組織損傷，造成發(fā)熱發(fā)麻，神經(jīng)麻痹等。嚴(yán)重時將引起昏迷、窒息，甚至心臟停止跳動而死亡。通常說的觸電就是電擊。觸電死亡大部分由電擊造成。下一頁返回1.4觸電的危害性與急救(2)電傷是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)以及電流本身作用下造成的人體外傷。常見的有灼傷、烙傷和皮膚金屬化

19、等現(xiàn)象。1.4.2觸電方式 1.單相觸電 這是常見的觸電方式。人體的某一部分接觸帶電體的同時，另一部分又與大地或中性線相接，電流從帶電體流經(jīng)人體到大地(或中性線)形成回路，如圖1.4所示。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 2.兩相觸電 人體的不同部分同時接觸兩相電源時造成的觸電，如圖1.5所示。對于這種情況，無論電網(wǎng)中性點是否接地，人體所承受的線電壓將比單相觸電時高，危險性更大。 3.跨步電壓觸電 雷電流入地或電力線(特別是高壓線)斷散到地時，會在導(dǎo)線接地點及周圍形成強(qiáng)電場。當(dāng)人畜跨進(jìn)這個區(qū)域，兩腳之間出現(xiàn)的電位差稱為跨步電壓Ust。在這種電壓作用下，電流從接觸高電位的腳流進(jìn)，從接觸低

20、電位的腳流出，從而形成觸電，如圖1.6 (a)所示。跨步電壓的大小取決于人體站立點與接地點的距離，距離越小，其跨步電壓越大。當(dāng)距離超過20 m(理論上為無窮遠(yuǎn)處)，可認(rèn)為跨步電壓為零，不會發(fā)生觸電危險。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 4.接觸電壓觸電 電氣設(shè)備由于絕緣損壞或其他原因造成接地故障時，如人體兩個部分(乎和腳)同時接觸設(shè)備外殼和地面時，人體兩部分會處于不同的電位，其電位差即為接觸電壓。由接觸電壓造成觸電事故稱為接觸電壓觸電。在電氣安全技術(shù)中接觸電壓是以站立在距漏電設(shè)備接地點水平距離為0.8 m處的人，乎觸及的漏電設(shè)備外殼距地1.8 m高時，乎、腳間的電位差UT作為衡量基準(zhǔn)，

21、如圖1.6 (b)所示。接觸電壓值的大小取決于人體站立點與接地點的距離，距離越遠(yuǎn)，則接觸電壓值越大;當(dāng)距離超過20 m時，接觸電壓值最大，即等于漏電設(shè)備上的電壓UTm當(dāng)人體站在接地點與漏電設(shè)備接觸時，接觸電壓為零。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 5.感應(yīng)電壓觸電 它是指當(dāng)人觸及帶有感應(yīng)電壓的設(shè)備和線路時所造成的觸電事故。一些不帶電的線路由于大氣變化(如雷電活動)，會產(chǎn)生感應(yīng)電荷，停電后一些可能感應(yīng)電壓的設(shè)備和線路如果未及時接地，這些設(shè)備和線路對地均存在感應(yīng)電壓。 6. 剩余電荷觸電 這是指當(dāng)人體觸及帶有剩余電荷的設(shè)備時，對人體放電造成的觸電事故。帶有剩余電荷的設(shè)備通常含有儲能元件，如

22、并聯(lián)電容器、電力電纜、電力變壓器及大容量電動機(jī)等，在退出運行和對其進(jìn)行類似搖表測量等檢修后，會帶上剩余電荷，因此要及時對其放電。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救1.4.3影響電流對人體危害程度的主要因素 電流對人體傷害的嚴(yán)重程度與通過人體電流的大小、頻率、持續(xù)時間、通過人體的路徑及人體電阻的大小等多種因素有關(guān)。 1.電流大小 通過人體的電流越大，人體的生理反應(yīng)就越明顯，感應(yīng)越強(qiáng)烈，引起心室顫動所需的時間越短，致命的危險性越大。 對于工頻交流電，按照通過人體電流的大小和人體所呈現(xiàn)的不同狀態(tài)，電流大致分為下列3種。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 (1)感覺電流。指引起人體感覺的最

23、小電流。實驗表明，成年男性的平均感覺電流約為1.1 mA，成年女性的約為0.7 mA。感覺電流不會對人體造成傷害，但電流增大時，人體反應(yīng)變得強(qiáng)烈，可能造成墜落等間接事故。 (2)擺脫電流。指人體觸電后能自主擺脫電源的最大電流。實驗表明，成年男性的平均擺脫電流約為16 mA，成年女性的約為10 mA。 (3)致命電流。指在較短的時間內(nèi)危及生命的最小電流。實驗表明，當(dāng)通過人體的電流達(dá)到50 mA以上時，心臟會停止跳動，可能導(dǎo)致死亡。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 2.電流頻率 一般認(rèn)為4060 Hz的交流電對人體最危險。隨著頻率的增高，危險性將降低。高頻電流不僅不傷害人體，還能治病。3.

24、通電時間通電時間越長，電流使人體發(fā)熱和人體組織的電解液成分增加，導(dǎo)致人體電阻降低，反過來又使通過人體的電流增加，觸電的危險性亦隨之增加。 4.電流路徑 電流通過頭部可使人昏迷;通過脊髓可能導(dǎo)致癱瘓;通過心臟造)癡跳停止，血液循環(huán)中斷;通過呼吸系統(tǒng)會造成窒息。因此，從左乎到胸部是最危險的電流路徑，從乎到乎、乎到腳也是很危險的電流路徑，從腳到腳是危險性較小的電流路徑。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救1.4.4觸電急救觸電急救的要點是要動作迅速，救護(hù)得法，切不可驚慌失措、束乎無策。1.盡快使觸電者脫離電源 人觸電以后，可能由于痙攣或失去知覺等原因而緊抓帶電體，不能自行擺脫電源。這時，使觸電者

25、盡快脫離電源是救活觸電者的首要因素。 (1)低壓觸電事故。對于低壓觸電事故，可采用下列方法使觸電者脫離電源。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 觸電地點附近有電源開關(guān)或插頭，可立即斷開開關(guān)或拔掉電源插頭，切斷電源。 電源開關(guān)遠(yuǎn)離觸電地點，可用有絕緣柄的電工鉗或十燥木柄的斧頭分相切斷電線，斷開電源;或?qū)⑹景宓冉^緣物插入觸電者身下，以隔斷電流。 電線搭落在觸電者身上或被壓在身下時，可用十燥的衣服、乎套、繩索、木板、木棒等絕緣物作為工具，拉開觸電者或挑開電線，使觸電者脫離電源。 (2)高壓觸電事故。對于高壓觸電事故，可以采用下列方法使觸電者脫電源。 上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救

26、立即通知有關(guān)部門停電。 戴上絕緣乎套，穿上絕緣靴，用相應(yīng)電壓等級的絕緣工具斷開開關(guān)。 拋擲裸金屬線使線路短路接地，迫使保護(hù)裝置動作，斷開電源。注意在拋擲金屬線前，應(yīng)將金屬線的一端可靠地接地，然后拋擲另一端。 (3)脫離電源的注意事項。 救護(hù)人員不可直接用乎或其他金屬及潮濕的物件作為救護(hù)工具，而必須采用適當(dāng)?shù)慕^緣工具目單手操作，以防止自身觸電。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 防止觸電者脫離電源后可能造成的摔傷。 如果觸電事故發(fā)生在夜間，應(yīng)當(dāng)迅速解決臨時照明問題，以利于搶救，并避免擴(kuò)大事故。 2.現(xiàn)場急救方法 當(dāng)觸電者脫離電源后，應(yīng)當(dāng)根據(jù)觸電者的具體情況，迅速地對癥進(jìn)行救護(hù)。現(xiàn)場應(yīng)用的主

27、要救護(hù)方法是人工呼吸法和胸外心臟擠壓法。 1)對癥進(jìn)行救護(hù) 觸電者需要救治時，大體按照以下3種情況分別處理。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 (1)如果觸電者傷勢不重，神志清醒，但是有些心慌、四肢發(fā)麻、全身無力;或者觸電者在觸電的過程中種經(jīng)一度昏迷，但己經(jīng)恢復(fù)清醒。在這種情況下，應(yīng)當(dāng)使觸電者安靜體息，不要走動，嚴(yán)密觀察，并請醫(yī)生前來診治或送往醫(yī)院。 (2)如果觸電者傷勢比較嚴(yán)重，己經(jīng)失去知覺，但仍有心跳和呼吸，這時應(yīng)當(dāng)使觸電者舒適、安靜地平臥，保持空氣流通。同時揭開他的衣服，以利于呼吸。如果天氣寒冷，要注意保溫，并要立即清醫(yī)生診治或送醫(yī)院。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 (3

28、)如果觸電者傷勢嚴(yán)重，呼吸停止或心臟停止跳動或兩者都己停止時，則應(yīng)立即實行人工呼吸和胸外擠壓，并迅速請醫(yī)生診治或送往醫(yī)院。應(yīng)當(dāng)注意，急救要盡快地進(jìn)行，不能等候醫(yī)生的到來，在送往醫(yī)院的途中，也不能中止急救。 2)口對口人工呼吸法 這是在觸電者呼吸停止后應(yīng)用的急救方法。具體步驟如下:上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 (1)觸電者仰臥，迅速解開其衣領(lǐng)和腰帶。 (2)觸電者頭偏向一側(cè)，清除口腔中的異物，使其呼吸暢通，必要時可用金屬匙柄由口角仲入，使口張開。 (3)救護(hù)者站在觸電者的一邊，一只乎捏緊觸電者的鼻了，另一只乎托在觸電者頸后，使觸電者頸部上抬，頭部后仰，然后深吸一口氣，用嘴緊貼觸電者嘴

29、，大口吹氣，接著放松觸電者的鼻了，讓氣體從觸電者肺部排出。每5s吹氣一次，不斷重復(fù)地進(jìn)行，直到觸電者蘇醒為止，如圖1.7所示。 對兒童施行此法時，不必捏鼻。開口困難時，可以使其嘴唇緊閉，對準(zhǔn)鼻孔吹氣(即目對鼻人工呼吸)，效果相似。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 3)胸外心臟擠壓法 這是觸電者心臟跳動停止后采用的急救方法。具體操作步驟如圖1.8所示。 (1)觸電者仰臥在結(jié)實的平地或木板上，松開衣領(lǐng)和腰帶，使其頭部稍后仰(頸部可枕墊軟物)，搶救者跪跨在觸電者腰部兩側(cè)。 (2)搶救者將右乎掌放在觸電者胸骨處，中指指尖對準(zhǔn)其頸部四陷的下端，左乎掌覆壓在右乎背上(對兒童可用一只手)，如圖1.8

30、 (b)所示。 上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救(3)搶救者借身體重量向下用力擠壓，壓下34 cm，突然松開，如圖1.8 (d)所示。擠壓和放松動作要有節(jié)奏，每秒鐘進(jìn)行一次，每分鐘宜擠壓60次左右，不可中斷，直至觸電者蘇醒為止。要求擠壓定位要準(zhǔn)確，用力要適當(dāng)，防止用力過猛給觸電者造成內(nèi)傷和用力過小擠壓無效。對兒童用力要適當(dāng)小些。上一頁下一頁返回1.4觸電的危害性與急救 4)其他情況 觸電者呼吸和心跳都停止時，允許同時采用“口對口人工呼吸法”和“胸外心臟擠壓法”。單人救護(hù)時，可先吹氣23次，再擠壓1015次，交替進(jìn)行。雙人救護(hù)時，每5 s吹氣一次，每秒鐘擠壓一次，兩人同時進(jìn)行操作，如圖1

31、.9所示。 搶救既要迅速又要有耐心，即使在送往醫(yī)院途中也不能停止急救。此外，不能給觸電者打強(qiáng)心針、潑冷水或壓木板等。上一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識1.5.1接地 1.接地的基本概念 接地是將電氣設(shè)備或裝置的某一點(接地端)與大地之間做符合技術(shù)要求的電氣聯(lián)接。目的是利用大地為正常運行、絕緣損壞或遭受雷擊等情況下的電氣設(shè)備等提供對地電流流通回路，保證電氣設(shè)備和人身的安全。下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識 2.接地裝置 接地裝置由接地體和接地線兩部分組成，如圖1.10所示。接地體是埋入大地中并和大地直接接觸的導(dǎo)體組，它分為自然接地體和人工接地體。自然接地體是利用與大地有可靠聯(lián)接的金屬構(gòu)件、

32、金屬竹道、鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ)等作為接地體。人工接地體是用型鋼如角鋼、鋼竹、扁鋼、圓鋼制成的。人工接地體一般有水平敷設(shè)和垂直敷設(shè)兩種。電氣設(shè)備或裝置的接地端與接地體相連的金屬導(dǎo)線稱為接地線。上一頁下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識3.中性點與中性線 星形聯(lián)接的三相電路中，三相電源或負(fù)載連在一起的點稱為三相電路的中性點。由中性點引出的線稱為中性線，用N表示，如圖1.11 (a)所示。 4.零點與零線 當(dāng)三相電路中性點接地時，該中性點稱為零點。由零點引出的線稱為零線，如圖1.11 (b)所示。上一頁下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識1.5.2電氣設(shè)備接地的種類 1.工作接地 為了保證電氣設(shè)備

33、的正常工作，將電路中的某一點通過接地裝置與大地可靠地聯(lián)接，稱為工作接地。如變壓器低壓側(cè)的中性點、電壓勻_感器和電流勻_感器的一次側(cè)某一點接地等，其作用是為了降低人體的接觸電阻。 供電系統(tǒng)中電源變壓器中性點的接地稱中性點直接接地系統(tǒng);中性點不接地的稱中性點不接地系統(tǒng)。中性點接地系統(tǒng)中，一相短路，其他兩相的對地電壓為相電壓。中性點不接地系統(tǒng)中，一相短路，其他兩相的對地電壓接近線電壓。上一頁下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識 2.保護(hù)接地 保護(hù)接地是將電氣設(shè)備正常清況下不帶電的金屬外殼通過接地裝置與大地可靠聯(lián)接。其原理如圖1.12所示。當(dāng)電氣設(shè)備不接地時，如圖1.12 (a)所示，若絕緣損壞，一相

34、電源碰殼，電流經(jīng)人體電阻Rr、大地和線路對地絕緣電阻Rj構(gòu)成的回路，若線路絕緣電阻損壞，電阻Rj變小，流過人體的電流增大，便會觸電;當(dāng)電氣設(shè)備接地時，如圖1.12 (b)所示，雖有一相電源碰殼，但由于人體電阻Rr遠(yuǎn)大于接地電阻Rd(一般為幾歐)，所以通過人體的電流Ir極小，流過接地裝置的電流Id則很大，從而保證了人體安全。 保護(hù)接地適用于中性點不接地或不直接接地的電網(wǎng)系統(tǒng)。上一頁下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識 3.保護(hù)接零 在中性點直接接地系統(tǒng)中，把電氣設(shè)備金屬外殼等與電網(wǎng)中的零線作可靠的電氣聯(lián)接，稱保護(hù)接零。保護(hù)接零可以起到保護(hù)人身和設(shè)備安全的作用，其原理如圖1.13 (b)所示。當(dāng)一

35、相絕緣損壞碰殼時，由于外殼與零線連通，形成該相對零線的單相短路，短路電流使線路上的保護(hù)裝置(如熔斷器、低壓斷路器等)迅速動作，切斷電源，消除觸電危險。對未接零設(shè)備，對地短路電流不一定能使線路保護(hù)裝置迅速可靠動作，如圖1.13 (a)所示。上一頁下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識4.重復(fù)接地 三相四線制的零線在多于一處經(jīng)接地裝置與大地再次聯(lián)接的情況稱為重復(fù)接地。對1 kV以下的接零系統(tǒng)中，重復(fù)接地的接地電阻不應(yīng)大于10 重復(fù)接地的作用:降低三相不平衡電路中零線上可能出現(xiàn)的危險電壓，減輕單相接地或高壓串入低壓的危險。 5.其他保護(hù)接地 (1)過電壓保護(hù)接地。為了消除雷擊或過電壓的危險影響而設(shè)置的

36、接地。 上一頁下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識(2)防靜電接地。為了消除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電而設(shè)置的接地。 (3)屏蔽接地。為了防止電磁感應(yīng)而對電力設(shè)備的金屬外殼、屏蔽罩、屏蔽線的外皮或建筑物金屬屏蔽體等進(jìn)行的接地。1.5.3電氣設(shè)備安全運行措施 (1)必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，合上電流時，先合隔離開關(guān)，再合負(fù)荷開關(guān);分?jǐn)嚯娏鲿r，先斷負(fù)荷開關(guān)，再斷隔離開關(guān)。上一頁下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識 (2)電氣設(shè)備一般不能受潮，在潮濕場合使用時，要有防雨水和防潮濕措施。電氣設(shè)備工作時會發(fā)熱，應(yīng)有良好的通風(fēng)散熱條件和防火措施。 (3)所有電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)有可靠的保護(hù)接地。電氣設(shè)備運行時可能會

37、出現(xiàn)故障，所以應(yīng)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、欠壓和失壓保護(hù)等保護(hù)措施。 (4)凡有可能被雷擊的電氣設(shè)備，都要采取防雷措施。上一頁下一頁返回1.5電氣設(shè)備安全運行知識 (5)對電氣設(shè)備要做好安全運行檢查工作，對出現(xiàn)故障的電氣設(shè)備和線路應(yīng)及時檢修。上一頁返回表1.1各種不同電壓等級的安全電壓返回表1.2設(shè)備帶電部分到各種遮欄間的安全距離返回表1.3無遮欄裸導(dǎo)體到地面間的安全距離返回表1.4電氣工作人員與帶電設(shè)備間的安全距離返回圖1.1絕緣操作桿返回圖1.2絕緣夾鉗返回圖1.3絕緣防護(hù)用具(a)絕緣手套:(b)絕緣靴:(c)絕緣墊:(d)絕緣站臺返回表1.5常用電氣滅火劑的主要性能返回圖1.4單相觸電(a

38、)中性點直接接地:(b)中性點不直接接地返回圖1.5兩相觸電返回圖1.6跨步電壓觸電和接觸電壓觸電(a)跨步電壓觸電:(b)接觸電壓觸電返回圖1.7 口對口人工呼吸法(a)清理口腔異物:(b)讓頭后仰:(c)貼嘴吹氣:(d)放開嘴鼻換氣返回圖1.8胸外心臟擠壓法(a)手掌位置:(b)左手掌壓在石手背上:(c)掌心用力卜壓:(d)突然松開返回圖1.9無心跳、無呼吸觸電者急救(a)單人操作:(b)雙人操作返回圖1.10接地裝置示意圖1-接地體:2-接地干線:3-接地支線:4-電氣設(shè)備返回圖1.11中性點中性線和零點零線(a)中性點中性線:(b)零點零線返回圖1.12保護(hù)接地原理(a)未加保護(hù)接地:

39、(b)有保護(hù)接地返回圖1.13保護(hù)接零原理(a)未接零:(b)接零后返回第2章電路的基本概念與基本定律2.1電路和電路模型2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系2.3電阻、電容、電感元件及其特性2.4電路中的獨立電源2.5基爾霍夫定律2.6電阻、電感、電容元件的識別與應(yīng)用2.1電路和電路模型手電筒電路是大家所熟悉的一種用來照明的最簡單的用電器具，如圖2.1所示。 它由4部分組成: (1)干電池，它將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。 (2)小電珠，它將電能轉(zhuǎn)換為光 (3)開關(guān)，通過它的閉合與斷開，能夠控制小電珠的發(fā)光情況。 (4)金屬容器、卷線聯(lián)接器，它相當(dāng)于傳輸電能的金屬導(dǎo)線，提供了乎電簡中其他元件之間的聯(lián)接。下

40、一頁返回2.1電路和電路模型2.1.1電路 電路是由若干電氣設(shè)備或元器件按一定方式用導(dǎo)線聯(lián)接而成的電流通路。通常由電源、負(fù)載及中間環(huán)節(jié)等3部分組成。 電源是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置，如發(fā)電機(jī)、干電池、蓄電池等。 負(fù)載是取用電能的裝置，通常也稱為用電器，如百熾燈、電爐、電視機(jī)、電動機(jī)等。 中間環(huán)節(jié)是傳輸、控制電能的裝置，如聯(lián)接導(dǎo)線、變壓器、開關(guān)、保護(hù)電器等。上一頁下一頁返回2.1電路和電路模型 實際電路的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但就其功能而言，可以劃分為電力電路(強(qiáng)電電路)、電了電路(弱電電路)兩大類。電力電路主要是實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換。電了電路主要是實現(xiàn)信號的傳遞和處理。2.1.2電路模型

41、由電路元件構(gòu)成的電路，稱為電路模型。電路元件一般用理想電路元件代替，并用國標(biāo)規(guī)定的圖形符號及文字符號表示。今后本書中未加特殊說明時，所研究的電路均為電路模型。圖2.1所示為乎電簡電路，其電路模型如圖2.2所示。上一頁下一頁返回2.1電路和電路模型2.電路元件實際電路中的元器件品種繁多，有的元器件主要是消耗電能，如各種電阻器、電燈、電烙鐵等;有的元器件主要是儲存磁場能量，如各種電感線圈;有的元器件主要是儲存電場能量，如各種類型電容器;有的元器件主要是提供電能，如電池、發(fā)電機(jī)等。 對某一個元器件而言，其電磁性能卻并不是單一的。例如，實驗室用的滑線電阻器，它由導(dǎo)線繞制而成，主要具有消耗電能的性質(zhì)，即

42、具有電阻的性質(zhì);其次由于電壓和電流會產(chǎn)生電場和磁場，它又具有儲存電場能量和磁場能量的性質(zhì)，即具有電容和電感的性質(zhì)。上述性質(zhì)總是交織在一起的，當(dāng)電壓、電流的性質(zhì)不同時，其表現(xiàn)程度也不一樣。上一頁下一頁返回2.1電路和電路模型 為了便于對電路進(jìn)行分析和計算，將實際元器件近似化、理想化，使每一種元器件只集中表現(xiàn)一種主要的電或磁的性能，這種理想化元器件就是實際元器件的模型。理想化元器件簡稱電路元件。 實際元器件可用一種或幾種電路元件的組合來近似表示。例如，上面提到的滑線電阻器可用電阻元件來表示;若考慮磁場的作用，則可用電阻元件和電感元件的組合來表示。同時，對電磁性能相近的元器件，也可用同一種電路元件近

43、似地表示。例如，各種電阻器、電 燈、電烙鐵、電熨斗等，都可用電阻元件近似表示。上一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 電路的功能，無論是能量的輸送和分配，還是信號的傳輸和處理，都要通過電壓、電流和電功率來實現(xiàn)。因此，在電路分析中，人們所關(guān)心的物理量是電流、電壓和電功率，在分析和計算電路之前，首先要建立并深刻理解這些物理量及其相勻_關(guān)系的基本概念。2.2.1電流 1.電流的大小 電荷的有規(guī)則的定向運動就形成了電流。長期以來，人們習(xí)慣規(guī)定以正電荷運動的方向作為電流的實際方向。下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 電流的大小用電流強(qiáng)度(簡稱電流)來表示。電流強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)

44、線某一截面的電荷量，用符號i表示，則 i= dQ / dt(2-1)式中，dQ為時間dt內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量。大小和方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流，簡稱直流電流，采用大寫字母I表示，則 i=Q/t式中，Q為時間t內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量。上一頁下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 電流的單位是安培(簡稱安)，用符號A表示;電荷量的單位為庫侖(簡稱庫)，用符號C表示;時間的單位為秒，用符號s表示。當(dāng)電流很小時，常用單位為毫安(mA)或微安(A);當(dāng)電流很大時，常用單位為千安(kA)。它們之間的換算關(guān)系為: 1 A=1 000 mA=103 mA 1 A=1 000 000 A

45、=106 A 1 kA=1 000 A=103 A上一頁下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 2.電流的實際方向與參考方向 電流不但有大小，而A.還有方向。在簡單電路中，如圖2.3所示，可以直接判斷電流的方向。即在電源內(nèi)部電流由負(fù)極流向正極，而在電源外部電流則由正極流向負(fù)極，以形成一閉合回路。但在較為復(fù)雜的電路中，如圖2.4所示的橋式電路中，電阻R5的電流實際方向有時難以判定。 由此可見，在分析、計算電路時，電流的實際方向很難預(yù)先判斷出來，交流電路中的電流實際方向還在不斷地隨時間而改變，很難也沒有必要在電路圖中標(biāo)示其實際方向。為了分析、計算的需要，引入了電流的參考方向。上一頁下一頁返回2

46、.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 在電路分析中，任意選定一個方向作為電流的方向，這個方向就稱為電流的參考方向(如圖2.4中用實線表示的I5)，有時又稱為電流的正方向，當(dāng)然，所選定的參考方向并不一定就是電流的實際方向。當(dāng)電流的參考方向與實際方向相同時，電流為正值。反之，若電流的參考方向與實際方向相反，則電流為負(fù)值。這樣，電流的值就有正有負(fù)，它是一個代數(shù)量，其正、負(fù)可以反映電流的實際方向與參考方向的關(guān)系。因此，電流的正、負(fù)，只有在選定了參考方向以后才有意義。上一頁下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 電流的參考方向一般用實線箭頭表示，既可以畫在線上，如圖2.5 (a)所示;也可以畫在線外，如圖

47、2.5 (b)所示;還可以用雙下標(biāo)表示，如圖2.5 (c)所示，其中，Iab表示電流的參考方向是由a點指向b點。2.2.2電壓 1.電壓的大小 電路中a, b兩點間電壓，在數(shù)值上等于將單位正電荷從電路中a點移到電路中b點時電場力所做的功，用uab表示，則 uab = dWab / dQ (2-2)式中，dWab為電場力把正電荷dQ從電路中a點移到電路中b點時所做的功。并規(guī)定:電壓的方向為電場力做功使正電荷移動的方向。上一頁下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 大小和方向都不隨時間變化的電壓稱為恒定電壓，簡稱直流電壓，采用大寫字母U表示，如a, b兩點間的直流電壓為uab = Wab/ Q

48、式中，Wab為電場力把正電荷Q從電路中a點移到電路中b點時所做的功。 電壓的單位為伏特(V)常用的單位為千伏(kV),毫伏(mV)、微伏( V)。它們之間的換算關(guān)系為: 1 V=1 000 mV=103 mV 1 V=1 000 000 uV=106 V 1 kV=1 000 V=103 V上一頁下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 2.電壓的實際方向與參考方向 與電流類似，分析、計算電路時，也要預(yù)先設(shè)定電壓的參考方向。同樣，所設(shè)定的參考方向并不一定就是電壓的實際方向。當(dāng)電壓的參考方向與實際方向相同時，電壓為正值;當(dāng)電壓的參考方向與實際方向相反時，電壓為負(fù)值。這樣，電壓的值有正有負(fù)，它也

49、是一個代數(shù)量，其正、負(fù)表示電壓的實際方向與參考方向的關(guān)系。 電壓的參考方向既可以用實線箭頭表示，如圖2.6 (a)所示;也可以用正(+)、負(fù)(-)極性表示，如圖2.6 (b)所示，正極性指向負(fù)極性的方向就是電壓的參考方向;還可以用雙下標(biāo)表示，如圖2.6 (c)所示，其中，uab表示a, b兩點間的電壓參考方向由a指向b。上一頁下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系 進(jìn)行電路分析時，對于一個元件，既要對流過元件的電流選取參考方向，又要對元件兩端的電壓選取參考方向，兩者是相勻_獨立的，可以任意選取。也就是說，它們的參考方向可以一致，也可以不一致。如果電流的參考方向與電壓的參考方向一致，則稱之為

50、關(guān)聯(lián)參考方向，如圖2.7 (a)所示;如果電流的參考方向與電壓的參考方向不一致，則稱之為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖2.7 ( b)所示。 當(dāng)選取電壓、電流方向為關(guān)聯(lián)參考方向時，電路圖上只需標(biāo)出電流的參考方向或電壓的參考方向，如圖2.8所示的是兩種等效的表示方法。上一頁下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系2.2.3電功率與電能 如前所述，帶電粒了在電場力作用下作有規(guī)則運動，形成電流。根據(jù)電壓的定義，電場力所做的功為Wab=QUab，單位時間內(nèi)電場力所做的功稱為電功率，簡稱為功率。它是描述傳送電能速率的一個物理量，以符號P表示，即: P=QU/t= UI (2-3) 式中，若電流的單位為安培(A)

51、，電壓的單位為伏特(V)，則功率的單位為瓦特(W)簡稱為瓦。 上一頁下一頁返回2.2電路的基本物理量及相互關(guān)系用式(2.3)計算電路吸收的功率時，若電壓、電流的參考方向關(guān)聯(lián)，則等式的右邊取正號;否則取負(fù)號。當(dāng)P0，表明元件吸收功率;當(dāng)P=0，說明電阻只要有電流就消耗能量，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，它是一種耗能元件。圖4.16表示了瞬時功率隨時間變化的規(guī)律。由于電阻電壓與電流同相，所以當(dāng)電壓、電流同時為零時，瞬時功率也為零;電壓、電流達(dá)到最大值時，瞬時功率達(dá)最大值。 (2)平均功率瞬時功率雖然表明了電阻中消耗功率的瞬時狀態(tài)，但不便于表示和比較大小，所以工程中常用瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值表示功率，稱為

52、平均功率，用大寫字母P表示。由圖可見: (4-26)上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路 表達(dá)方式與直流電路中電阻功率的形式相同，但式中的U, I不是直流電壓、電流，而是正弦交流電的有效值。2.純電感電路1)元件的電壓和電流關(guān)系 若把線圈的電阻略去不計，則線圈就僅含有電感，這種線圈被認(rèn)為是純電感線圈，如圖4.17所示。實際上線圈總是有些電阻的。 當(dāng)線圈中通過交流電流i時，就產(chǎn)生自感電動勢eL來反抗電流的變化。由基爾霍夫電壓定律可知，在任一瞬時總有uL=-eL上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路因為所以 (4-27)設(shè)電路正弦電流為在電壓、電流關(guān)聯(lián)參考方向下，可知電感元件兩端電壓為

53、(4-28)上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路比較電壓和電流的關(guān)系式可見:電感兩端電壓。和電流，也是同頻率的正弦量，電壓的相位超前電流90o，電壓與電流在數(shù)值上滿足關(guān)系式或 (4-29)表示電感電壓、電流的波形如圖4.18所示 2)感抗的概念 式(4.29)中電感電壓有效值(或最大值)與電流有效值(或最大值)的比值為 ，它的單位是 。當(dāng)電壓U一定時， 越大，則電流I越小?？梢姡姼芯哂袑涣麟娏髌鹱璧K作用的物理性質(zhì)，所以稱為感抗，用XL表示，即 (4-30)上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路感抗是交流電路中的一個重要概念，它表示線圈對交流電流阻礙作用的大小。從 可知，感抗的大小

54、與線圈本身的電感量L和通過線圈電流的頻率有關(guān)。f越高，XL越大，意味著線圈對電流的阻礙作用越大;f越低，XL越小，即線圈對電流的阻礙作用也越小。當(dāng)f=0時XL=0，表明線圈對直流電流相當(dāng)于短路。這就是線圈本身所固有的“直流暢通，高頻受阻”作用。由于這個特性，電感線圈在電了及電工技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路如用相量表示電壓與電流的關(guān)系，則為 (4-31) 式(4.31)表示電壓的有效值等于電流的有效值與感抗的乘積，在相位上電壓比電流超前90o。 電感元件的電壓、電流相量圖如圖4.19所示。上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路 3)電感元件的功率 (1)瞬時

55、功率知道了電壓u和電流i的變化規(guī)律和相互關(guān)系后，便可找出瞬時功率的變化規(guī)律，即 (4-32)由式(4.32)可見，電感元件的瞬時功率PL仍是一個按正弦規(guī)律變化的正弦量，只是變化頻率是電源頻率的兩倍。其功率曲線如圖4.20所示。從功率波形圖可以看出，正弦交流電路中的理想電感不斷地與電源進(jìn)行能量交換，但卻不消耗能量。上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路(2)平均功率純電感條件下電路中僅有能量的交換而沒有能量的損耗。由圖4.20可見電感元件的平均功率為PL=0 純電感L雖不消耗功率，但是它與電源之間有能量交換。工程中為了表示能量交換的規(guī)模大小，將電感瞬時功率的最大值定義為電感的無功功率，簡稱感

56、性無功功率，用QL表示，即 QL=UI=I2XL=U2/XL(4-33)上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路 無功功率并不是“無用”的功率，它的含義是表示電源與電感性負(fù)載之間能量的交換。許多設(shè)備在工作中都和電源存在著能量的交換。如異步電動機(jī)、變壓器等要依靠大市場的變化來工作，磁場的變化會引起磁場能量的變化，這就說明設(shè)備和電源之間存在能量的交換。因此發(fā)電機(jī)除了發(fā)出有功功率以外，還要發(fā)出適量的無功功率以滿足這些設(shè)備的需要。3.純電容電路1)元件的電壓和電流關(guān)系純電容電路如圖4.21所示。上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路 當(dāng)電壓發(fā)生變化時，電容器極板上的電荷也要隨著發(fā)生變化，在電路中

57、就引起電流如果在電容C兩端加一正弦電壓則 (4-34)上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路比較電壓和電流的關(guān)系式可見:電容兩端電壓。和電流，也是同頻率的正弦量，電流的相位超前電壓90o，電壓與電流在數(shù)值上滿足關(guān)系式 (4-35) 表示電容電壓、電流的波形如圖4.22所示。 上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路2)容抗的概念 式(4.35)中電容電壓有效值(或最大值)與電流有效值(或最大值)的比值為 ，它的單位也是 。當(dāng)電壓U-定時， 越大，則電流I越小?？梢姡娙菥哂袑涣麟娏髌鹱璧K作用的物理性質(zhì)，所以稱為容抗，用XC表示，即 (4-36) 容抗XC與電容C、頻率f成反比。是因為電

58、容越大時，在同樣電壓下，電容器所容納的電荷量就越大，因而電流越大。當(dāng)頻率越高時，電容器的充電與放電就進(jìn)行得越快，在同樣電壓下，單位時間內(nèi)電荷的移動量就越多，因而電流越大。所以電容元件對高頻電流所呈現(xiàn)的容抗很小，相當(dāng)于短路;而當(dāng)頻率f很低或f=0(直流)時，電容就相當(dāng)于開路。這就是電容的“隔直通交”作用，電容這一特性在電子技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路如用相量表示電壓與電流的關(guān)系，則為或 (4-37)上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路 式(4.37)表示電壓的有效值等于電流的有效值與容抗的乘積，在相位上電壓比電流滯后90o。電容元件的電壓、電流相量圖如圖4.

59、23所示。3)電容元件的功率(1)瞬時功率。電容元件瞬時功率的變化規(guī)律為 (4-38)由式(4.38)可見，電容元件的瞬時功率是一個幅值為UI，以 的角頻率隨時間而變化的交變量，其變化波形如圖4.24所示。上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路由圖同樣可知，在正弦交流電作用下，純電容元件不斷地與電源進(jìn)行能量交換，但卻不消耗能量(2)平均功率。由圖4.24可見，純電容元件的平均功率為P=0雖然純電容不消耗功率，但是它與電源之間存在能量交換。為了表示能量交換的規(guī)模大小，將電容瞬時功率的最大值定義為電容的無功功率，或稱容性無功功率，用QC表示，即 (4.39)QC的單位也是乏(var )。上一頁

60、下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路4.4.2電阻、電感、電容串聯(lián)電路 1. RLC串聯(lián)電路 1) RLC串聯(lián)電路的電壓與電流關(guān)系 電阻、電感與電容元件串聯(lián)的電路如圖4.25 (a)所示。電路的各元件通過同一電流。電流與各個電壓的參考方向如圖中所示。分析這種電路可以應(yīng)用前面所得的結(jié)果。 根據(jù)KVL定律可列出設(shè)電路中的電流為則電阻元件上的電壓uR與電流同相，即上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路電感元件上的電壓uL比電流超前90o，即電容元件上的電壓uC比電流滯后90o，即在上列各式中上一頁下一頁返回4.4電阻、電感、電容電路同頻率的正弦量相加，所得出的仍為同頻率的正弦量。所以電源電壓為