電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目教程 課件 2.3 正弦交流電路功率-5.2 觸電急救與電氣火災(zāi)處理

正弦交流電路功率電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目2任務(wù)3任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)正弦交流電路的測(cè)試分析2任務(wù)導(dǎo)入因?yàn)樵诮涣麟娐分卸司W(wǎng)絡(luò)的電壓和電流之間存在相位差，導(dǎo)致交流電路功率分析比直流電路功率分析復(fù)雜，不僅要分析網(wǎng)絡(luò)的有功功率還要分析網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功功率，除了這些外還需要了解視在功率以及功率因數(shù)概念，視在功率與功率因數(shù)是怎么定義的？功率因數(shù)的大小對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行有什么影響？返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1分析熒光燈電路工作原理。23測(cè)量熒光燈電路參數(shù)并分析數(shù)據(jù)。測(cè)量熒光燈電路提高功率因數(shù)后的參數(shù)并分析數(shù)據(jù)。返回工作任務(wù)返回按照上圖連接實(shí)驗(yàn)電路，在KA1和KA2為不同狀態(tài)下測(cè)量電路的功率與功率因數(shù)。返回交流電路中存在電感、電容等儲(chǔ)能元件導(dǎo)致了交流電源輸出的電壓和電流存在相位差，從而導(dǎo)致交流電源輸出的功率不再像直流電源那樣簡(jiǎn)單，交流電源輸出的功率包含有視在功率、有功功率和無(wú)功功率，視在功率表示交流設(shè)備容量，有功功率表示交流設(shè)備實(shí)際消耗的功率，無(wú)功功率表示交流設(shè)備和電源間能量交換規(guī)模。工作任務(wù)【總結(jié)與提升】知識(shí)鏈接---2.3正弦交流電路功率2.3.1正弦交流電路功率返回1．有功功率交流電路的有功功率又叫平均功率，定義為瞬時(shí)功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。λ=cosφ，稱(chēng)為電路的功率因數(shù)，φ稱(chēng)為電路的功率因數(shù)角（等于阻抗角）。對(duì)于負(fù)載，功率因數(shù)不會(huì)為負(fù)，因?yàn)楫?dāng)電路為電阻性電路時(shí)，φ=0，cosφ=1，有功功率最大；當(dāng)電路為感性和容性電路時(shí)，考慮到極端情況，φ=±90?，cosφ=0，有功功率為零。2．無(wú)功功率2.3.1正弦交流電路功率返回交流電路中存在儲(chǔ)能元件，而儲(chǔ)能元件與電源之間存在能量交換，為了表示這種交換規(guī)模，定義儲(chǔ)能元件與電源之間能量交換的最大值為無(wú)功功率，用Q表示。無(wú)功功率可正可負(fù)，也可以為零。當(dāng)sinφ>0時(shí)，無(wú)功功率為正，此時(shí)的無(wú)功功率稱(chēng)為感性無(wú)功功率，表明電路呈電感性；當(dāng)sinφ<0時(shí)，無(wú)功功率為負(fù)，此時(shí)的無(wú)功功率稱(chēng)為容性無(wú)功功率，表明電路呈電容性；當(dāng)sinφ=0時(shí)，無(wú)功功率為零，表明電路呈電阻性。3．視在功率2.3.1正弦交流電路功率返回工程上把UI稱(chēng)為視在功率，用大寫(xiě)字母S表示。有功功率、無(wú)功功率、視在功率之間的關(guān)系可以用一個(gè)直角三角形表示，此直角三角形稱(chēng)為功率三角形，如下圖所示，由圖可知P=Scosφ，Q=Ssinφ=Ptanφ。1．提高功率因數(shù)的意義2.3.2正弦交流電路功率因數(shù)提高返回在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，功率因數(shù)低的原因主要是因?yàn)楦行载?fù)載的存在，感性負(fù)載要與發(fā)電設(shè)備進(jìn)行能量的交換，所以提高功率因數(shù)方法主要是采取合適措施來(lái)減少負(fù)載與發(fā)電設(shè)備之間能量交換的規(guī)模，同時(shí)又不能影響感性負(fù)載的正常工作。大部分電路的功率因數(shù)總是小于1，功率因數(shù)低，電源設(shè)備不能充分利用，輸電線路的損耗和壓降增加，對(duì)電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不利的。2．提高功率因數(shù)的方法2.3.2正弦交流電路功率因數(shù)提高返回并聯(lián)電容器后，負(fù)載的工作仍然保持原狀態(tài)，其自身的功率因數(shù)并沒(méi)有提高，只是整個(gè)電路的功率因數(shù)得到提高。提高功率因數(shù)的方法有：并聯(lián)電容、串聯(lián)電容、利用調(diào)相機(jī)向系統(tǒng)發(fā)出容性無(wú)功功率等。串聯(lián)電容常用于高壓輸電線路，以改善輸電參數(shù)，但串聯(lián)電容因改變?cè)O(shè)備兩端電壓，對(duì)于用電設(shè)備來(lái)說(shuō)一般不采用；并聯(lián)電容一般常用于用電企業(yè)用電設(shè)備功率因數(shù)提高。(4)忽略電源內(nèi)阻，負(fù)載電阻減小，則電路輸出的有功功率增加，電源的負(fù)擔(dān)加重。（

）練習(xí)思考判斷：(1)把“110V/50W”的交流燈接在220V交流電壓上時(shí)，功率還是50W。（

）(2)把“25W/220V”的燈接在1000V?A/220V的變壓器上，燈會(huì)被燒毀。（

）(3)通過(guò)電阻上的電流增大到原來(lái)的2倍，它消耗的有功功率也增大到原來(lái)的2倍。（

）××返回√×返回三相交流電路的測(cè)量分析電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目2任務(wù)4任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)正弦交流電路的測(cè)試分析2任務(wù)導(dǎo)入三個(gè)電源如何連接才能構(gòu)成三相交流電源？三相交流電源的特征有哪些？在工業(yè)企業(yè)中有的設(shè)備使用380V交流電，有的設(shè)備使用220V交流電，三相交流電源是如何提供兩種不同電壓的？?jī)煞N電壓之間又有什么關(guān)系？三相四線制對(duì)稱(chēng)電路中，三個(gè)負(fù)載電流均流入負(fù)載端中性點(diǎn)N'，經(jīng)中性點(diǎn)N'匯集后流回電源端中性點(diǎn)N，初學(xué)者往往會(huì)認(rèn)為中性線電流一定比每根相線的電流大，但實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)中性線電流為零，這是為什么？返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握三相交流電的概念。23掌握三相電路的電壓、電流有關(guān)的規(guī)律。學(xué)會(huì)使用儀表測(cè)量三相電路的電壓、電流。返回4學(xué)會(huì)分析三相星形、三角形電路。工作任務(wù)返回用電壓表、電流表測(cè)量三相交流電路的電壓、電流，分析三相交流電路電壓和電流關(guān)系，用功率表測(cè)量三相交流電路功率，分析三相電路功率計(jì)算方法。返回三相對(duì)稱(chēng)交流電源由三個(gè)幅值大小相等，角頻率相等，相位互差120°的電源組成，三相交流電源與負(fù)載都有星形和三角形兩種接法。三相交流電路與單相制相比，在輸送功率相同條件下，節(jié)約了有色金屬使用量，減少了輸電損失。工作任務(wù)【總結(jié)與提升】三個(gè)電源幅值大小相等，角頻率相等，相位互差120°的電源叫對(duì)稱(chēng)電源，不滿(mǎn)足三個(gè)條件電源是非對(duì)稱(chēng)電源。如果三相電路中的三相負(fù)載對(duì)稱(chēng)，三相線路阻抗也相等，這樣的電路叫三相對(duì)稱(chēng)電路。三相對(duì)稱(chēng)電路發(fā)生故障如短路、斷路時(shí)電路就變成三相非對(duì)稱(chēng)電路。知識(shí)鏈接---2.4三相交流電路2.4.1三相電源返回1．三相對(duì)稱(chēng)電壓三相繞組AX、BY、CZ分別產(chǎn)生三相電壓為uA、uB、uC，且uA為參考正弦量，則由右圖可知：把大小相等、頻率相同、相位互差120?的正弦量稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)三相正弦量（如uA、uB、uC）。由這三個(gè)電壓組成的電源稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)三相電源。2．三相電源的連接2.4.1三相電源返回1）星形連接（Y接）在星形連接的三相電源中，每條端線與中性點(diǎn)N之間的電壓稱(chēng)為相電壓；每?jī)蓷l端線之間的電壓稱(chēng)為線電壓。對(duì)稱(chēng)三相電源星形連接時(shí)，線電壓與相電壓有效值的關(guān)系為：

；相位關(guān)系為：線電壓超前相應(yīng)的相電壓

。30°2．三相電源的連接2.4.1三相電源返回2）三角形連接（△接）將三相繞組的首端和末端順次連接在一起，即A接Z，B接X(jué)，C接Y，如右圖所示，稱(chēng)為三角形連接，電源三角形連接時(shí)無(wú)中性線，一般用于三相三線制電路。三角形連接時(shí)端線與端線間電壓是線電壓，電源每一相電壓為相電壓。線電壓等于相電壓。1．負(fù)載的星形連接2.4.2三相負(fù)載返回右圖為三相負(fù)載和三相電源均為星形連接的三相四線制電路。三相四線制電路中，負(fù)載相電壓定義為負(fù)載兩端電壓，負(fù)載相電流定義為流過(guò)負(fù)載電流。由圖知負(fù)載相電壓對(duì)稱(chēng)：若負(fù)載對(duì)稱(chēng)ZA=ZB=ZC=Z，無(wú)論負(fù)載是否對(duì)稱(chēng)，負(fù)載端總有：則相電流也對(duì)稱(chēng)：2．負(fù)載的三角形連接2.4.2三相負(fù)載返回將三相負(fù)載首尾順次連接成三角形后，分別接到三相電源的三根端線上，如右圖所示，ZAB、ZBC、ZCA分別為三相負(fù)載。由圖知負(fù)載相電壓等于負(fù)載線電壓，且相電壓和線電壓都對(duì)稱(chēng)。若負(fù)載對(duì)稱(chēng)ZAB=ZBC=ZCA=Z，則相電流對(duì)稱(chēng)，線電流對(duì)稱(chēng)。無(wú)論負(fù)載是否對(duì)稱(chēng)，負(fù)載端總有：負(fù)載對(duì)稱(chēng)時(shí)，負(fù)載端有：線電流相電流線電壓=相電壓1．有功功率2.4.3三相功率返回在三相電路中，三相負(fù)載吸收的有功功率等于各相有功功率之和，即：在三相對(duì)稱(chēng)電路中，三相總有功功率為：因?yàn)闊o(wú)論負(fù)載如何連接，總有：所有對(duì)于三相對(duì)稱(chēng)電路總有功功率：2．無(wú)功功率2.4.3三相功率返回與三相有功功率類(lèi)似，三相無(wú)功功率為：在三相對(duì)稱(chēng)電路中，三相總無(wú)功功率為：3．視在功率2.4.3三相功率返回三相視在功率定義為：若負(fù)載對(duì)稱(chēng)，則：4．三相負(fù)載的功率因數(shù)三相負(fù)載的功率因數(shù)定義為：若負(fù)載對(duì)稱(chēng)，則

，即為一相負(fù)載的功率因數(shù)。5．對(duì)稱(chēng)三相負(fù)載的瞬時(shí)功率2.4.3三相功率返回在對(duì)稱(chēng)三相電路中，以A相為參考相量，可得對(duì)稱(chēng)三相電路的三相瞬時(shí)功率為：即對(duì)稱(chēng)三相電路的瞬時(shí)功率為一個(gè)常量，其值等于平均功率，這一特性習(xí)慣稱(chēng)為瞬時(shí)功率的平衡性。三相異步電動(dòng)機(jī)就是一個(gè)三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載，它除了在效率、功率因數(shù)等方面大大優(yōu)于單相電動(dòng)機(jī)外，根據(jù)瞬時(shí)功率的不變形使得三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。(4)當(dāng)三相負(fù)載越接近對(duì)稱(chēng)時(shí)，中性線電流就越小。（

）練習(xí)思考判斷：(1)兩根相線之間的電壓稱(chēng)相電壓。（

）(2)三相負(fù)載的相電流是指電源相線上的電流。（

）(3)三相電源只有星形連接方式，沒(méi)有三角形連接方式。（

）××返回√×返回閃光燈電路分析電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目3任務(wù)1任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)一階動(dòng)態(tài)電路的測(cè)試分析3任務(wù)導(dǎo)入電容元件是一種應(yīng)用非常廣泛的電子元器件，可以與電源、電阻、電感等元件組成各種電路，例如閃光燈電路就是其中一種常見(jiàn)的電路。閃光燈是通過(guò)電容元件儲(chǔ)存高壓電，脈沖觸發(fā)使閃光管放電，完成瞬間閃光的。為了完成閃光效果，必須在正常參數(shù)范圍內(nèi)選取相關(guān)元件，還應(yīng)考慮如果選取不適當(dāng)?shù)脑?huì)產(chǎn)生什么后果？這些元件所涉及的電壓值（電流值）如何測(cè)量以及它們之間有怎樣的聯(lián)系？電容元件是如何充放電的？閃光燈的閃光時(shí)間是怎么定義的？任務(wù)1閃光燈電路分析返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1理解穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、換路定則的概念。2345掌握一階RC電路的零輸入響應(yīng)。掌握一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)。掌握一階RC電路的全響應(yīng)。了解和掌握示波器的測(cè)量方法。任務(wù)1閃光燈電路分析返回工作任務(wù)電路圖任務(wù)1閃光燈電路分析返回如圖所示，電源電壓

，電阻

，電容

，閃光燈的電阻

，閃光燈的截止電壓為20V。開(kāi)關(guān)S處于位置1時(shí)，電容進(jìn)行充電狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S瞬間切換到位置2處時(shí)，電容兩端的電壓是如何變化的，閃光燈閃光多久時(shí)間，以及流過(guò)閃光燈的平均電流是多少？知識(shí)鏈接---3.1.1動(dòng)態(tài)電路的描述動(dòng)態(tài)元件元件的電壓與電流的關(guān)系涉及到微分或積分，如電容、電感。任務(wù)1閃光燈電路分析返回動(dòng)態(tài)電路含有動(dòng)態(tài)元件的電路。一階電路電路中僅含有一個(gè)動(dòng)態(tài)元件，所建立的電路方程是一階線性常微分方程，相應(yīng)的電路稱(chēng)為一階電路。1．暫態(tài)過(guò)程任務(wù)1閃光燈電路分析返回穩(wěn)態(tài)在一定條件下，電路中電壓和電流是恒定的或按周期性變化的。暫態(tài)過(guò)程由一種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)為另一種穩(wěn)態(tài)往往不能突變，而是需要一個(gè)過(guò)程。暫態(tài)電路在暫態(tài)過(guò)程中的工作狀態(tài)。產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的原因：任務(wù)1閃光燈電路分析返回S閉合后，電流i

隨電壓u成比例變化所以電阻電路不存在暫態(tài)過(guò)程（R為耗能元件）S閉合前，

i

=0，產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的原因：任務(wù)1閃光燈電路分析返回所以電容電路存在暫態(tài)過(guò)程（C為動(dòng)態(tài)元件）。S閉合前，

，S閉合后，由零逐漸增加至產(chǎn)生暫態(tài)過(guò)程的必要條件：任務(wù)1閃光燈電路分析返回電路中含有動(dòng)態(tài)元件電路發(fā)生變化：如電源的接通或斷開(kāi)，電壓、電流的改變，電路元件參數(shù)的改變等2．換路定則任務(wù)1閃光燈電路分析返回?fù)Q路電源的接通或斷開(kāi)，電壓、電流的改變，電路元件參數(shù)的改變等，所有能夠引起暫態(tài)過(guò)程的電路變化。換路定則在換路瞬間，電容上的電壓、電感中的電流不能突變。2．換路定則任務(wù)1閃光燈電路分析返回其中t=0時(shí)換路換路前瞬間換路后瞬間2．換路定則任務(wù)1閃光燈電路分析返回注意：1)換路定則只確定、不能突變；2)

電容電流和電感電壓都是可以突變的，電阻上的電壓和電流也都可以突變，它們?cè)跁r(shí)的數(shù)值均遵循基爾霍夫定律，與時(shí)的數(shù)值無(wú)關(guān)。3．初始值和新穩(wěn)態(tài)值的確定任務(wù)1閃光燈電路分析返回初始值換路后最初時(shí)刻的電壓值和電流值，即時(shí)的電壓值和電流值。電容電壓的初始值和電感電流的初始值均由原穩(wěn)態(tài)電路時(shí)的換路定則來(lái)確定。而電路中其他電壓、電流的初始值均由時(shí)的等效電路確定。確定初始值的具體步驟：任務(wù)1閃光燈電路分析返回1)根據(jù)換路定則確定和。在原穩(wěn)態(tài)電路中，電

容相當(dāng)于斷路，電感相當(dāng)于短路。2)根據(jù)換路瞬間的等效電路確定其他電壓值和電流值

和。畫(huà)出時(shí)的等效電路，對(duì)于電容元件：當(dāng)

時(shí)，電容相當(dāng)于短路；當(dāng)時(shí)，電容相

當(dāng)于一個(gè)理想電壓源。對(duì)于電感元件：當(dāng)時(shí)，電

感相當(dāng)于斷路；當(dāng)時(shí)，電感相當(dāng)于一個(gè)理想電流

源。新穩(wěn)態(tài)值的確定：任務(wù)1閃光燈電路分析返回?fù)Q路后，電容電壓和電感電流從初始值開(kāi)始變化，經(jīng)歷暫態(tài)過(guò)程，理論上講需要無(wú)窮大時(shí)間才能達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值

和。在新穩(wěn)態(tài)電路中，電容電壓和電感電流同樣不再變化，即和，也就是說(shuō)電容相當(dāng)于斷路，電感相當(dāng)于短路。電路中其他電壓值和電流值均由穩(wěn)定后的等效電路確定。例題3-1-1任務(wù)1閃光燈電路分析返回如圖(a)所示電路，已知，，換路前電感和電容均未儲(chǔ)能。當(dāng)時(shí)，開(kāi)關(guān)瞬間閉合，試求：1)換路時(shí)各支路電流初始值，電感上電壓初始值；2)當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定后各支路電流穩(wěn)態(tài)值，電容上電壓穩(wěn)態(tài)值。任務(wù)1閃光燈電路分析返回解：1)根據(jù)確定初始值的步驟，由換路定則可知：各支路電流初始值分別為可見(jiàn)換路時(shí)，電容相當(dāng)于短路，電感相當(dāng)于斷路。因此，換路時(shí)的等效電路如圖(b)所示。電感電壓初始值為任務(wù)1閃光燈電路分析返回各支路電流穩(wěn)態(tài)值分別為電容電壓穩(wěn)態(tài)值為2)當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定后，和，即電容相當(dāng)于斷路，電感相當(dāng)于短路，穩(wěn)定后的等效電路如圖(c)所示。知識(shí)鏈接---3.1.2一階RC電路的分析響應(yīng)電容C與電阻R串聯(lián)接在直流電路中，激勵(lì)是恒定的。它的輸出電流和電壓稱(chēng)為響應(yīng)。任務(wù)1閃光燈電路分析返回RC電路在沒(méi)有輸入激勵(lì)的情況下，僅由電路的初始狀態(tài)（初始時(shí)刻的儲(chǔ)能）所引起的響應(yīng)。1．零輸入響應(yīng)零輸入響應(yīng)一階零輸入RC電路分析：任務(wù)1閃光燈電路分析返回如圖(a)所示電路，換路前電容兩端已被充電，此時(shí)電容電壓為，在時(shí)，將開(kāi)關(guān)S從位置1瞬間換接到位置2，電壓源被斷開(kāi)，從而使電路進(jìn)入電容C對(duì)電阻R放電的暫態(tài)過(guò)程。任務(wù)1閃光燈電路分析返回?fù)Q路后的電路如圖(b)所示，根據(jù)換路定則有：根據(jù)KVL有：將代入上式得：它的解為：其中：電阻電壓和放電電流為：任務(wù)1閃光燈電路分析返回是時(shí)間常數(shù)，是一個(gè)僅取決于電路參數(shù)的常數(shù)，而與電路的初始狀態(tài)無(wú)關(guān)。這是因?yàn)镽和C的乘積具有時(shí)間的量綱，當(dāng)R的單位為歐（Ω），C的單位為法（F）時(shí)，則時(shí)間常數(shù)的單位就為秒（s）。電路參數(shù)R和C越大，則越大。由、、的表達(dá)式可見(jiàn)，值越大，電壓和電流衰減得越慢，暫態(tài)過(guò)程越長(zhǎng)；反之，值越小，電壓和電流衰減得越快，暫態(tài)過(guò)程越短。因此，時(shí)間常數(shù)是表示暫態(tài)過(guò)程中電壓和電流變化快慢的一個(gè)物理量。任務(wù)1閃光燈電路分析返回放電過(guò)程中，電容電壓和放電電流衰減至初始值的36.8%所需的時(shí)間等于時(shí)間常數(shù)。時(shí)間越長(zhǎng)，放電進(jìn)行得越慢；反之，放電進(jìn)行得越快。從理論上說(shuō)，電容電壓才衰減為零。實(shí)際上，

時(shí)，電容電壓已衰減至初始值的0.7%，可以說(shuō)明電路已經(jīng)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)。例題3-1-2任務(wù)1閃光燈電路分析返回如圖(a)所示電路，已知，，，換路前電容兩端已被充滿(mǎn)電。瞬間將開(kāi)關(guān)S從位置1換接至位置2，試求：1)換路后的表達(dá)式；2)換路后15ms時(shí)的電容電壓值。任務(wù)1閃光燈電路分析返回解：1)換路前電容兩端已被充滿(mǎn)電，電容電壓為：根據(jù)換路定則，電容電壓的初始值為：電路的時(shí)間常數(shù)為：換路后的表達(dá)式為：2)當(dāng)，即時(shí)，電容電壓值為：2．零狀態(tài)響應(yīng)任務(wù)1閃光燈電路分析返回零狀態(tài)響應(yīng)如果換路前電路中的動(dòng)態(tài)元件均未儲(chǔ)能，即電路的初始狀態(tài)為零，換路瞬間電路接通直流激勵(lì)，則換路后由外施激勵(lì)在電路中引起的響應(yīng)。一階零狀態(tài)RC電路分析：任務(wù)1閃光燈電路分析返回如圖(a)所示，開(kāi)關(guān)S置于位置2已使得電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)，也就是電容已充分放電，電容電壓。在時(shí)，將開(kāi)關(guān)S從位置2瞬間換接至位置1，電壓源被接通，電容C存儲(chǔ)能量，即電容進(jìn)入充電過(guò)程，電容的電壓逐漸上升，最后達(dá)到，充電結(jié)束。任務(wù)1閃光燈電路分析返回?fù)Q路后的電路如圖(b)所示，根據(jù)換路定則有：根據(jù)KVL有：將代入上式得：它的解為：其中：電阻電壓和放電電流為：例題3-1-3任務(wù)1閃光燈電路分析返回如圖所示電路，已知，，，當(dāng)時(shí)，，試求：1)S閉合后電流的初始值和時(shí)間常數(shù)；2)當(dāng)S接通后時(shí)，電路中的電流i和電壓的數(shù)值。任務(wù)1閃光燈電路分析返回解：1)根據(jù)換路定則，電容電壓的初始值為：即電容相當(dāng)于短路，電流的初始值為：電路的時(shí)間常數(shù)為：2)當(dāng)時(shí)，電容電壓和電流分別為：3．全響應(yīng)任務(wù)1閃光燈電路分析返回全響應(yīng)初始狀態(tài)不為零的一階RC電路同時(shí)又有電源激勵(lì)下的響應(yīng)。也就是說(shuō)，電路中動(dòng)態(tài)元件的初始儲(chǔ)能不為零，全響應(yīng)是由外加電源和初始儲(chǔ)能共同作用而產(chǎn)生的。對(duì)于線性電路，全響應(yīng)可以看成是零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的疊加。一階RC電路分析：任務(wù)1閃光燈電路分析返回如圖所示，設(shè)開(kāi)關(guān)S閉合前電容已充電至，即

。S閉合后，電路進(jìn)入全響應(yīng)暫態(tài)過(guò)程。任務(wù)1閃光燈電路分析返回由前面分析可知，零輸入響應(yīng)的一般表達(dá)式為：零狀態(tài)響應(yīng)的一般表達(dá)式為：全響應(yīng)的一般表達(dá)式為：全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)全響應(yīng)=穩(wěn)態(tài)解+暫態(tài)解例題3-1-4任務(wù)1閃光燈電路分析返回如圖所示電路，已知，，，

?，F(xiàn)將S在時(shí)打開(kāi)，求電路中電容電壓和電流的表達(dá)式。任務(wù)1閃光燈電路分析返回解：S斷開(kāi)前電容電壓為：根據(jù)換路定則，電容電壓的初始值為：電路的時(shí)間常數(shù)為：全響應(yīng)時(shí)的電容電壓的表達(dá)式為：電流的表達(dá)式為：練習(xí)思考判斷：(2)動(dòng)態(tài)電路中的時(shí)間常數(shù)反映了暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行的快慢。（

）(3)一階RC電路的零狀態(tài)響應(yīng)是電容放電的過(guò)程。（

）×任務(wù)1閃光燈電路分析返回√√(1)在換路瞬間，電容電壓不能突變，電感電流也不能突變（

）(4)一階RC電路的全響應(yīng)，等于其穩(wěn)態(tài)分量和暫態(tài)分量之和。（

）√返回汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目3任務(wù)2任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)一階動(dòng)態(tài)電路的測(cè)試分析3任務(wù)導(dǎo)入近幾年來(lái)，為了減少環(huán)境污染，提高點(diǎn)火質(zhì)量，產(chǎn)出了多種新型的電子點(diǎn)火電路。一般情況下，點(diǎn)火線圈為一個(gè)電感元件，火花塞是一對(duì)間隔一定的空氣隙電極，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，瞬變電流在點(diǎn)火線圈上產(chǎn)生高壓（一般為20~40kV），這一高壓在火花塞處產(chǎn)生火花而點(diǎn)燃?xì)飧字械钠突旌衔?，從而發(fā)動(dòng)汽車(chē)。為了成功完成點(diǎn)火，點(diǎn)火線圈和火花塞的選取也是工作的一部分。電路中涉及到的電壓值（電流值）要在正常范圍之內(nèi)，超出正常值表明元件出現(xiàn)異常需要給以重點(diǎn)關(guān)注。這些電壓值（電流值）如何測(cè)量及它們之間有怎樣的聯(lián)系？電感元件是如何起到點(diǎn)火效果的？任務(wù)2

汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握一階RL電路的零輸入響應(yīng)。2345掌握一階RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)。掌握一階RL電路的全響應(yīng)。理解一階電路的三要素法。了解和掌握示波器的測(cè)量方法。任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回工作任務(wù)電路圖任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回如圖所示，點(diǎn)火電源電壓為，點(diǎn)火線圈

，其內(nèi)阻

，火花塞相當(dāng)于一個(gè)電阻。當(dāng)開(kāi)關(guān)S在閉合時(shí)，通過(guò)示波器觀察流過(guò)電路中點(diǎn)火線圈的電流變化；經(jīng)過(guò)1ms后又?jǐn)嚅_(kāi)，觀察流過(guò)點(diǎn)火線圈的電流會(huì)發(fā)生怎樣的變化并分析原因；同時(shí)，分析火花塞兩端電壓的變化規(guī)律，觀察瞬間產(chǎn)生的高壓是否超出正常電壓范圍？知識(shí)鏈接---3.2.1一階RL電路的分析任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回1．零輸入響應(yīng)一階零輸入RL電路分析：如圖(a)所示電路，換路前電感中通有電流，其中電流的初始值為，在時(shí)，將開(kāi)關(guān)S從位置1瞬間換接到位置2，電壓源被斷開(kāi)，從而使電路進(jìn)入電感L對(duì)電阻R放電的暫態(tài)過(guò)程。任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回?fù)Q路后的電路如圖(b)所示，根據(jù)換路定則有：根據(jù)KVL有：將代入上式得：它的解為：其中：電感電壓和電阻電壓為：任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回電感電流與電容電壓的衰減規(guī)律是一樣的，都是按指數(shù)規(guī)律由初始值逐漸衰減而趨于零。而電感電壓在換路瞬間會(huì)發(fā)生突變，由零突變到，然后再按指數(shù)規(guī)律逐漸衰減到零。衰減的快慢是可以用時(shí)間常數(shù)值的大小來(lái)衡量，值越大，電壓和電流衰減得越慢，暫態(tài)過(guò)程越長(zhǎng)；反之，值越小，電壓和電流衰減得越快，暫態(tài)過(guò)程越短。因此，時(shí)間常數(shù)是表示暫態(tài)過(guò)程中電壓和電流變化快慢的一個(gè)物理量。例題3-2-1任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回如圖(a)所示電路，繼電器線圈的電阻，吸合時(shí)其電感值。已知，。若繼電器的釋放電流為4mA，求開(kāi)關(guān)S閉合后多長(zhǎng)時(shí)間繼電器能夠釋放？任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回解：換路前繼電器的電流為：根據(jù)換路定則，電感電流的初始值為：電路的時(shí)間常數(shù)為：換路后的表達(dá)式為：當(dāng)繼電器的釋放電流為4mA時(shí)，即任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回一階零狀態(tài)RL電路分析：2．零狀態(tài)響應(yīng)如圖所示電路，在換路前電感未儲(chǔ)能，即，在時(shí)，將開(kāi)關(guān)S閉合，電壓源被接通，使電路進(jìn)入通過(guò)電阻R向電感L充電的暫態(tài)過(guò)程。任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回?fù)Q路后，根據(jù)換路定則有：根據(jù)KVL有：將代入上式得：它的解為：其中：電感電壓和電阻電壓為：即即例題3-2-2任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回如圖所示電路，已知，，，試求開(kāi)關(guān)S閉合后：

1)穩(wěn)態(tài)電流及、的變化規(guī)律；2)電流增至的63.2%所需的時(shí)間。任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回解：1)根據(jù)換路定則，電感電流的初始值為：開(kāi)關(guān)S閉合后，電感相當(dāng)于短路，此時(shí)電流為：電路的時(shí)間常數(shù)為：換路后和的表達(dá)式為：任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回2)當(dāng)時(shí)，則有：即開(kāi)關(guān)S閉合10ms后，電流增至穩(wěn)態(tài)值的63.2%。3．全響應(yīng)任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回如圖所示，設(shè)開(kāi)關(guān)S閉合前流過(guò)電感L的電流為，即。S閉合后，電路進(jìn)入全響應(yīng)的暫態(tài)過(guò)程。

根據(jù)前面分析RC電路的全響應(yīng)，不難得出此電路中電流的一般表達(dá)式為：例題3-2-3任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回如圖所示電路，已知，，，

?，F(xiàn)將S在時(shí)閉合，求電路中電感電流和電壓的表達(dá)式。任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回解：S斷開(kāi)前電感電流為：根據(jù)換路定則，電感電流的初始值為：開(kāi)關(guān)S閉合后，R1被短路。電路的時(shí)間常數(shù)為：全響應(yīng)時(shí)的電感電流的表達(dá)式為：電壓的表達(dá)式為：知識(shí)鏈接---3.2.2一階電路的三要素法任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回由前面的分析可知，在分析一階電路的暫態(tài)過(guò)程中，任何電壓和電流隨時(shí)間的變化規(guī)律，均可以用下面的公式表示：：是暫態(tài)過(guò)程中電路變量的初始值：是暫態(tài)過(guò)程中電路變量的穩(wěn)態(tài)值：是暫態(tài)過(guò)程的時(shí)間常數(shù)任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回三要素法的一般步驟如下：1)畫(huà)出換路前()的等效電路，求出電容電壓或電感電流;

2)初始值。根據(jù)換路定則，，畫(huà)出換路瞬間()時(shí)的等效電路（換路瞬間電容相當(dāng)于理想電壓源，電感相當(dāng)于理想電流源），求出響應(yīng)電壓或電流的初始值或，即。任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回3)穩(wěn)態(tài)值。畫(huà)出時(shí)的新穩(wěn)態(tài)等效電路（穩(wěn)態(tài)時(shí)電容相當(dāng)于斷路，電感相當(dāng)于短路），求出響應(yīng)電壓或電流的穩(wěn)態(tài)值或，即。4)時(shí)間常數(shù)?；?，其中R是換路后斷開(kāi)動(dòng)態(tài)元件C或L，從動(dòng)態(tài)元件兩端看進(jìn)去，用戴維南定理或諾頓定理等效電路求得的等效電阻。5)根據(jù)三要素法公式即可得到電壓或電流的暫態(tài)過(guò)程表達(dá)式。例題3-2-4任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回如圖所示電路，已知，，，

，電容電壓為?，F(xiàn)將S在時(shí)閉合，求電路中電容電壓和電流。開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，電容相當(dāng)于一個(gè)60V的電壓源，此時(shí)的等效電路如右圖所示。根據(jù)基爾霍夫電壓定律可求得電流的初始值為：任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回解：

1)初始值根據(jù)換路定則，電容電壓的初始值為：根據(jù)已知條件可知，有任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回2)穩(wěn)態(tài)值

時(shí)，電容相當(dāng)于斷路，電路的等效電路如圖所示。求得的響應(yīng)電壓和電流為：任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回3)時(shí)間常數(shù)

R是換路后的電路中從電容兩端看進(jìn)去的等效電阻，其中電壓源作短路處理，如圖所示。由三要素法公式得電容電壓和電流的表達(dá)式分別為：//練習(xí)思考判斷：(2)一階RL電路的零輸入響應(yīng)是電感充電的過(guò)程。（

）(3)一階RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)是電感放電的過(guò)程。（

）×任務(wù)2汽車(chē)電子點(diǎn)火電路分析返回(1)在任何情況下，電路中的電感相當(dāng)于短路。（

）(4)在一階電路中，電感的充電時(shí)長(zhǎng)要比放電時(shí)長(zhǎng)短。（

）×××返回磁性材料與磁路應(yīng)用電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目4任務(wù)1任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)磁路測(cè)試和分析4任務(wù)導(dǎo)入返回任務(wù)導(dǎo)入有報(bào)紙?jiān)鴪?bào)道過(guò)一則消息：上海的信鴿從內(nèi)蒙古放飛后，歷經(jīng)20余天，返回上海市自己的巢，信鴿為什么會(huì)有這種驚人的遠(yuǎn)距離辨認(rèn)方向的本領(lǐng)？除了天然磁石外，人們還可以怎樣獲得磁場(chǎng)？磁場(chǎng)的強(qiáng)弱如何定義呢？常用的鐵磁性材料有哪些？為什么繞在鐵心上線圈磁場(chǎng)增大，電感也變大？和電路相比較，磁路有哪些基本定律？磁生電條件是什么？電磁力的大小跟什么有關(guān)？航母上的電磁彈射裝置的工作原理是什么？返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解磁路的基本物理量。23了解常用的鐵磁材料及其特性。掌握磁路基本定律。返回4掌握基本電磁定律。工作任務(wù)返回識(shí)別常見(jiàn)硅鋼片形狀并測(cè)量其尺寸，探究電流磁效應(yīng)及電磁力大小跟什么因素有關(guān)，探究電磁感應(yīng)條件。返回鐵磁性材料的導(dǎo)磁性能比較好，線圈中插入鐵磁材料后鐵磁性材料被磁化，磁場(chǎng)強(qiáng)度增加。人們利用電流的磁效應(yīng)制成不同的電磁鐵，有直流的，有交流的，直流電磁鐵只有電阻，因?yàn)轭l率為零所以電抗為零，交流電磁鐵的阻抗是它本身直流電阻和交流電抗的疊加，同功率的交直流電磁鐵比較時(shí)，直流電磁鐵發(fā)熱較大，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，直流電阻大，交流電磁鐵匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，直流電阻小。工作任務(wù)【總結(jié)與提升】知識(shí)鏈接---4.1磁路返回知識(shí)鏈接---4.1磁路返回知識(shí)鏈接---4.1磁路返回知識(shí)鏈接---4.1磁路4.1.1磁場(chǎng)的幾個(gè)基本物理量返回1．磁場(chǎng)天然磁石自然界中的磁體總存在兩個(gè)磁極，磁體上兩個(gè)磁極為N極與S極，磁極間的相互作用為：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。人造磁體電磁體通電導(dǎo)體對(duì)磁體有力的作用，磁體對(duì)通電導(dǎo)線也有力的作用，同樣任意兩根通電導(dǎo)線之間也有力的作用，這些相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。磁場(chǎng)是存在于磁體、運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)囊环N物質(zhì)。磁場(chǎng)的基本特性是：對(duì)處于其中的磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。2．磁感應(yīng)強(qiáng)度與電磁力4.1.1磁場(chǎng)的幾個(gè)基本物理量返回磁體磁性的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度，它是表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，其大小用通過(guò)垂直于磁場(chǎng)方向單位面積的磁力線數(shù)目表示，符號(hào)為B。磁感應(yīng)強(qiáng)度B在國(guó)際單位制（SI）中是特斯拉，簡(jiǎn)稱(chēng)特，符號(hào)為T(mén)，工程上常沿用高斯（Gs）為單位，其換算關(guān)系為：1T=104Gs。磁場(chǎng)的最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電流或磁極有力的作用，電流垂直于磁場(chǎng)時(shí)受電磁力最大，電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電磁力為零。3．磁感線4.1.1磁場(chǎng)的幾個(gè)基本物理量返回為了描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向，人們想象在磁場(chǎng)中畫(huà)出的一組有方向的曲線，叫磁感線，也叫磁力線。4．通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)直線電流的安培定則：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。通電螺線管的安培定則：右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向。5．磁通量4.1.1磁場(chǎng)的幾個(gè)基本物理量返回在磁場(chǎng)中，穿過(guò)任意面積的磁感線總量稱(chēng)為該截面的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通，符號(hào)

。勻強(qiáng)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：磁通是一個(gè)標(biāo)量，它的單位在SI制中為韋伯，簡(jiǎn)稱(chēng)韋，符號(hào)為Wb，有時(shí)沿用麥克斯韋（Mx）為單位，其換算關(guān)系為：1Wb=108Mx。6．磁場(chǎng)強(qiáng)度與磁導(dǎo)率4.1.1磁場(chǎng)的幾個(gè)基本物理量返回磁場(chǎng)的強(qiáng)弱還與磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)有關(guān)，例如鐵心線圈就比空心線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)，這是由于磁介質(zhì)具有一定的磁性，產(chǎn)生了附加磁感應(yīng)強(qiáng)度B

。定義僅與導(dǎo)線中電流和導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)有關(guān)而與磁介質(zhì)無(wú)關(guān)的物理量，稱(chēng)為磁場(chǎng)強(qiáng)度：H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，單位為安/米（A/m），

為磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率，單位是亨/米（H/m）。磁導(dǎo)率表示一種磁介質(zhì)導(dǎo)磁性能強(qiáng)弱的物理量，在電流大小及導(dǎo)體的幾何形狀一定的情況下，磁導(dǎo)率

越大，對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響就越大。1．鐵磁材料的磁化4.1.2常用鐵磁材料及其特性返回磁場(chǎng)的強(qiáng)弱還與磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)有關(guān)，例如鐵心線圈就比空心線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)，這是由于磁介質(zhì)具有一定的磁性，產(chǎn)生了附加磁感應(yīng)強(qiáng)度B

。正是由于鐵磁材料具有磁化特性，才使其磁導(dǎo)率較非鐵磁物質(zhì)大得多。所以，磁化是鐵磁材料的重要特性之一。磁化前：磁化后：2．磁化曲線和磁滯回線4.1.2常用鐵磁材料及其特性返回材料的磁化特性可用磁化曲線來(lái)表示。所謂磁化曲線，它是表示磁場(chǎng)強(qiáng)度H與磁通密度B之間關(guān)系的特性曲線。對(duì)于空氣等非鐵磁物質(zhì)，磁通密度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間呈線性關(guān)系，即磁化曲線為一直線，如右圖中直線①所示。鐵磁性材料的磁通密度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間呈非線性關(guān)系，磁化曲線是一條曲線，如右圖中曲線②所示。HB2．磁化曲線和磁滯回線4.1.2常用鐵磁材料及其特性返回若鐵磁材料處于交變的磁場(chǎng)中，將進(jìn)行周期性磁化，此時(shí)B和H之間的關(guān)系變?yōu)槿缬覉D所示的磁滯回線。當(dāng)對(duì)稱(chēng)交變的磁場(chǎng)強(qiáng)度在+Hm和-Hm之間變化，對(duì)鐵磁材料反復(fù)磁化時(shí)，得到如右圖所示的近似對(duì)稱(chēng)于原點(diǎn)的B-H閉合曲線a－b－c－d－e－f－a，稱(chēng)為磁滯回線。3．鐵磁材料的分類(lèi)4.1.2常用鐵磁材料及其特性返回按照磁滯回線形狀的不同，鐵磁材料可分為三大類(lèi)：軟磁材料、硬磁（永磁）材料和矩磁材料。軟磁材料：硬磁材料：矩磁材料：軟磁：沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)磁性基本消失，磁導(dǎo)率高，常用于電機(jī)和變壓器鐵心制造。硬磁：剩磁較大且不容易消失，適合于制作永磁體，因此又稱(chēng)為永磁材料。4．鐵磁材料的鐵損耗4.1.2常用鐵磁材料及其特性返回帶鐵心的交流線圈中，除了線圈電阻上的功率損耗（銅損耗）外，由于其鐵心處于反復(fù)磁化下，鐵心中也將產(chǎn)生功率損耗，以發(fā)熱的方式表現(xiàn)出來(lái)，稱(chēng)為鐵磁損耗，簡(jiǎn)稱(chēng)鐵耗。鐵損耗磁滯損耗渦流損耗鐵損耗與材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)，交變磁場(chǎng)的頻率，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān)。4．鐵磁材料的鐵損耗4.1.2常用鐵磁材料及其特性返回鐵磁材料在交變磁場(chǎng)作用下，正反方向反復(fù)磁化，材料內(nèi)部磁疇在不斷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相互摩擦，消耗能量，引起材料發(fā)熱，消耗功率，這種損耗稱(chēng)為磁滯損耗。磁滯損耗磁滯損耗的大小取決于材料性質(zhì)、材料體積、最大磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁化場(chǎng)的變化頻率。4．鐵磁材料的鐵損耗4.1.2常用鐵磁材料及其特性返回渦流由于鐵磁材料也是導(dǎo)電體，在交變的磁場(chǎng)作用下，變化的磁通在鐵心中感應(yīng)電勢(shì)并產(chǎn)生電流，這些電流在鐵心內(nèi)部環(huán)繞磁通呈旋渦狀流動(dòng)，稱(chēng)為渦流。因渦流產(chǎn)生損耗，稱(chēng)為渦流損耗。（a）圓柱形鐵心（b）渦流渦流損耗與材料性質(zhì)、材料體積、鐵片厚度、磁通的波形、最大磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁化場(chǎng)的變化頻率等因素有關(guān)。4．鐵磁材料的鐵損耗4.1.2常用鐵磁材料及其特性返回：通常采用摻雜的方法來(lái)提高材料的電阻率渦流損耗的危害能量的浪費(fèi)，降低設(shè)備的效率釋放出大量熱量，引起鐵心發(fā)熱，減少設(shè)備使用壽命，甚至燒毀設(shè)備減少渦流損耗的途徑減小鐵片厚度提高鐵心材料的電阻率：通常采用表面通過(guò)絕緣處理的薄鋼片疊裝鐵心1．磁路的概念4.1.3磁路基本定律返回磁通集中通過(guò)的路徑稱(chēng)為磁路。勵(lì)磁電流為交流，磁路中的磁通是交變的，磁路中的磁通是隨時(shí)間變化而變化的，這種磁路稱(chēng)為交流磁路。勵(lì)磁電流為直流，磁路中的磁通是恒定的，不隨時(shí)間變化而變化，這種磁路稱(chēng)為直流磁路。電磁鐵磁路：變壓器磁路：2．安培環(huán)路定律4.1.3磁路基本定律返回安培環(huán)路定律又稱(chēng)為全電流定律，即：在磁路中，沿任一閉合路徑，磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量的線積分，等于該閉合回路所包圍電流的代數(shù)和。作用在磁路上的總磁動(dòng)勢(shì)F等于磁路內(nèi)磁通量

與磁路磁阻Rm的乘積，它與電路中的歐姆定律在形式上十分相似，稱(chēng)為磁路的歐姆定律。3．磁路歐姆定律4．磁路基爾霍夫第一定律4.1.3磁路基本定律返回當(dāng)忽略漏磁通時(shí)，在磁路中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)處，磁通的代數(shù)和恒等于0，即：

=0，這就是磁路基爾霍夫第一定律，也叫基爾霍夫磁通定律。在磁場(chǎng)中的任何一個(gè)閉合回路中，磁壓降的代數(shù)和等于磁動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，這就是磁路的基爾霍夫第二定律，也叫基爾霍夫磁壓定律，用公式表示為：

Fm=

Um。5．磁路基爾霍夫第二定律知識(shí)鏈接---4.1磁路返回知識(shí)鏈接---4.1磁路返回知識(shí)鏈接---4.1磁路返回知識(shí)鏈接---4.1磁路返回4.1.4電磁感應(yīng)定律返回當(dāng)穿過(guò)某一閉合導(dǎo)體回路的磁通發(fā)生變化（無(wú)論是何種原因變化）時(shí)，在導(dǎo)體回路中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流。如果是穿過(guò)線圈的磁通發(fā)生變化，線圈的匝數(shù)為N匝，則線圈中感應(yīng)電勢(shì)的大小與線圈匝數(shù)成正比，與單位時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率成正比，可用下式表示：(4)磁感線疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。（

）練習(xí)思考判斷：(1)地球是一個(gè)大磁體，地磁的N極在地球的北極附近。（

）(2)

磁感應(yīng)強(qiáng)度簡(jiǎn)稱(chēng)磁場(chǎng)強(qiáng)度。（

）(3)磁通是一個(gè)矢量，它的單位在SI制中為特斯拉。（

）××返回√×返回單相變壓器磁路分析電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目4任務(wù)2任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)磁路測(cè)試和分析4任務(wù)導(dǎo)入如果氣隙中有異物卡住，交流電磁鐵長(zhǎng)時(shí)間吸合不上，是否燒毀線圈？變壓器的初級(jí)繞組也是一個(gè)交流電磁鐵，變壓器是如何通過(guò)磁路把能量傳遞給次級(jí)繞組的，初級(jí)繞組的電流是不是只由初級(jí)繞組的阻抗和所加交流電壓決定，變壓器初級(jí)和次級(jí)的電壓、電流、阻抗之間的關(guān)系是什么？返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1掌握交流磁路分析方法。23掌握變壓器磁路的分析方法。能夠?qū)ψ儔浩鬟M(jìn)行測(cè)試分析。返回4了解電壓和電流互感器原理。工作任務(wù)返回測(cè)量變壓器直流電阻，絕緣電阻；測(cè)量計(jì)算變壓器的空載電流和電壓調(diào)整率。返回直流電磁鐵電路只考慮線圈直流電阻不考慮線圈阻抗值，所以勵(lì)磁電流穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而使得磁場(chǎng)穩(wěn)定，吸力穩(wěn)定。交流電磁鐵電路不僅要考慮阻抗值，還要考慮感應(yīng)電壓，所以需要根據(jù)基爾霍夫定律列出勵(lì)磁回路的電壓平衡方程進(jìn)行電路部分的分析，磁路部分因?yàn)殡妷航蛔?，所以電流交變?dǎo)致磁通也是交變的，導(dǎo)致交流電磁鐵的吸力一直在變化，引起振動(dòng)。工作任務(wù)【總結(jié)與提升】知識(shí)鏈接---4.2變壓器4.2.1變壓器基本概念返回1．變壓器的用途、分類(lèi)和基本結(jié)構(gòu)變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止的電氣設(shè)備。它具有變換電壓、變換電流、變換阻抗等作用。被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、電子線路和電子設(shè)備中。2）變壓器的分類(lèi)變壓器按交流電的相數(shù)不同一般分為：?jiǎn)蜗嘧儔浩骱腿嘧儔浩鳌?）變壓器的用途1．變壓器的用途、分類(lèi)和基本結(jié)構(gòu)4.2.1變壓器基本概念返回3）變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的種類(lèi)很多，結(jié)構(gòu)形狀各異，用途也各不相同，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理卻是相同的。變壓器的主要結(jié)構(gòu)是鐵心、繞組、箱體及其他零部件。鐵心是變壓器的主磁路，又作為繞組的支撐骨架。為了減少鐵心內(nèi)的磁滯和渦流損耗，通常采用含硅量為5%、厚度為0.35mm或0.5mm、兩平面涂絕緣漆或經(jīng)氧化膜處理的硅鋼片疊裝而成。2．變壓器的工作原理4.2.1變壓器基本概念返回初級(jí)：接電源的繞組稱(chēng)為初級(jí)繞組（又稱(chēng)原邊或一次繞組），匝數(shù)為N1，其電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)分別用

表示。次級(jí)：與負(fù)載相接的繞組稱(chēng)為次級(jí)繞組（又稱(chēng)副邊或二次繞組），匝數(shù)為N2，其電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)分別用

表示。1）變壓器的變壓原理2．變壓器的工作原理4.2.1變壓器基本概念返回2）變壓器的變流原理當(dāng)變壓器在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁分量i0很小，約為原邊額定電流的（2～10）%，在分析原、副邊電流的數(shù)量關(guān)系時(shí)，可將i0忽略不計(jì)，于是根據(jù)原副邊功率近似相等P1=P2，有：2．變壓器的工作原理4.2.1變壓器基本概念返回3）變壓器的變阻抗原理變壓器的原邊接上電源電壓，副邊接入負(fù)載阻抗，從原邊看進(jìn)去，可用一個(gè)阻抗來(lái)等效，當(dāng)副邊的負(fù)載阻抗一定時(shí)，通過(guò)選取不同匝數(shù)比的變壓器，在原邊可得到不同的等效阻抗。在一些電子設(shè)備中，利用變壓器將負(fù)載的阻抗變換到正好等于電源的內(nèi)阻抗，即“阻抗匹配”。4.2.2特殊用途變壓器返回1．自耦調(diào)壓器自耦變壓器是初級(jí)和次級(jí)在同一個(gè)繞組上的變壓器，原副繞組直接串聯(lián)，如圖所示。外形圖原理圖4.2.2特殊用途變壓器返回2．儀用互感器1）電壓互感器（TV）電壓互感器的原繞組匝數(shù)較多，其端線并聯(lián)在被測(cè)的高壓線路上；副繞組匝數(shù)較少，其端線可同電壓表、電壓繼電器、功率表或電能表的電壓線圈相連。電壓互感器在運(yùn)行時(shí)副繞組絕對(duì)不允許短路。電壓互感器的鐵心和副繞組的一端都必須可靠接地。4.2.2特殊用途變壓器返回2．儀用互感器2）電流互感器（TA）電流互感器的原繞組匝數(shù)很少（可少至一匝），導(dǎo)線粗，直接串入被測(cè)大電流電路中；而副繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)線細(xì)，與阻抗很小的電流表、電流繼電器、功率表或電能表的電流線圈串聯(lián)。電流互感器在運(yùn)行時(shí)副繞組絕對(duì)不允許開(kāi)路。電流互感器的鐵心和副繞組的一端都必須可靠接地。(4)變壓器是利用電磁感應(yīng)原理而設(shè)計(jì)的裝置。（

）練習(xí)思考判斷：(1)恒壓交流鐵心磁路，空氣氣隙增大時(shí)主磁通改變。（

）(2)

繞組是變壓器的磁路部分。（

）(3)電壓互感器的原繞組匝數(shù)較少。（

）××返回√×返回預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目5任務(wù)1任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)安全用電技術(shù)5任務(wù)導(dǎo)入作為一名電工，你對(duì)觸電對(duì)人體的危害、發(fā)生觸電事故的原因、人體觸電的形式、防止觸電的保護(hù)措施、電工安全操作規(guī)程、電工崗位責(zé)任制了解多少？當(dāng)有人發(fā)生觸電事故，你會(huì)首先干什么？觸電事件發(fā)生后斷電操作的步驟是什么？為什么要這樣操作？任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解觸電事故發(fā)生原因和對(duì)人身安全的危害。234熟悉電工安全操作規(guī)程和電工崗位責(zé)任制掌握安全用電基本知識(shí)和預(yù)防觸電的安全措施熟練掌握觸電事故的斷電操作。任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回工作任務(wù)任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回1．檢查教室、宿舍、實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)所是否有觸電隱患，做好記錄并提出整改措施。2．分析一個(gè)觸電事故發(fā)生的主、客觀原因，提出相應(yīng)的預(yù)防措施。3．調(diào)查了解某企業(yè)安全用電的相關(guān)制度，分析這些制度的科學(xué)依據(jù)。4．自己制定一個(gè)安全用電制度，并說(shuō)明這個(gè)制度中各條款的制定依據(jù)。5．模擬練習(xí)低壓觸電事故斷電操作。6．模擬練習(xí)高壓觸電事故斷電操作。知識(shí)鏈接---5.1電工安全基礎(chǔ)知識(shí)1、觸電對(duì)人體的危害5.1.1預(yù)防觸電基本知識(shí)任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回觸電：在意外情況下，人體與帶電體相接觸而有電流通過(guò)人體，造成人體器官組織損傷乃至死亡，或者有較大的電弧燒到人體稱(chēng)為觸電。任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回根據(jù)人體受傷害程度不同可分為電擊和電傷。在觸電事故中電擊和電傷會(huì)同時(shí)發(fā)生。觸電所引起的傷害程度與下列各種因素有關(guān)人體電阻的大小電流通過(guò)時(shí)間的長(zhǎng)短作用于人體的電壓和電流的大小電流通過(guò)人體的途徑觸電事故及危害：任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回不同的場(chǎng)合，引起觸電的原因也不一樣，根據(jù)日常用電情況，觸電原因有以下幾種。線路架設(shè)不合理用電設(shè)備不合格電工操作不合要求使用電器不謹(jǐn)慎2、發(fā)生觸電事故的原因任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回單相觸電3、人體觸電的形式人體處于相電壓之下

電源中性點(diǎn)接地的單相觸電任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回單相觸電3、人體觸電的形式電源中性點(diǎn)不接地的單相觸電人體處于相電壓之下

任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回兩相觸電3、人體觸電的形式兩相觸電最為危險(xiǎn)，人體處于線電壓之下人體處于線電壓之下

任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回跨步電壓觸電3、人體觸電的形式其大小取決于離高壓著地點(diǎn)的遠(yuǎn)近及兩腳之間的跨步距離任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回4、防止觸電的保護(hù)措施絕緣屏護(hù)和間距安全電壓電氣隔離剩余電流保護(hù)直接接觸電擊防護(hù)技術(shù)任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回4、防止觸電的保護(hù)措施使用安全操作電壓任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回4、防止觸電的保護(hù)措施使用漏電保護(hù)器任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回4、防止觸電的保護(hù)措施間接接觸電擊防護(hù)技術(shù)IT系統(tǒng)（保護(hù)接地）TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)（保護(hù)接零）任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回4、防止觸電的保護(hù)措施間接接觸電擊防護(hù)技術(shù)IT系統(tǒng)（保護(hù)接地）TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)（保護(hù)接零）*在中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)中,若電氣設(shè)備采用接地保護(hù)，當(dāng)發(fā)生漏電時(shí),外殼上仍有較高的漏電電壓,并不能完全保證接觸者的人身安全

。（下圖應(yīng)選用電網(wǎng)中性點(diǎn)不接地的保護(hù)說(shuō)明圖）

如圖中采用保護(hù)接地之后，當(dāng)發(fā)生人身觸電時(shí)，由于保護(hù)接地電路的并聯(lián)，人身觸電電壓將顯著下降。因此，保護(hù)接地在應(yīng)用于電源中性點(diǎn)不直接接地的低壓電網(wǎng)時(shí)，用電設(shè)備凡可能漏電對(duì)人體造成觸電的外漏金屬部位均應(yīng)做可靠的接地保護(hù)，并在負(fù)載電源側(cè)安裝漏電保護(hù)器配合保護(hù)。任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回保護(hù)接地4、防止觸電的保護(hù)措施其適用于中性點(diǎn)不直接接地的低壓電力系統(tǒng)，保護(hù)接地電阻一般應(yīng)不大于4Ω，最大不得大于10Ω。IT系統(tǒng)（保護(hù)接地）TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)（保護(hù)接零）任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回4、防止觸電的保護(hù)措施間接接觸電擊防護(hù)技術(shù)IT系統(tǒng)（保護(hù)接地）TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)（保護(hù)接零）TT系統(tǒng)是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱(chēng)為保護(hù)接地系統(tǒng)。第一個(gè)符號(hào)T表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；第二個(gè)符號(hào)T表示負(fù)載設(shè)備外露不與帶電體相接的金屬導(dǎo)電部分與大地直接聯(lián)接，而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān)。在TT系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱(chēng)為保護(hù)接地，如圖1所示。任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回4、防止觸電的保護(hù)措施間接接觸電擊防護(hù)技術(shù)IT系統(tǒng)（保護(hù)接地）TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)（保護(hù)接零）TT系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電）時(shí)，由于有接地保護(hù)，可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是，低壓斷路器（自動(dòng)開(kāi)關(guān)）不一定能跳閘，造成漏電設(shè)備的外殼對(duì)地電壓高于安全電壓，屬于危險(xiǎn)電壓。當(dāng)漏電電流比較小時(shí)，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù)，困此TT系統(tǒng)難以推廣。TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費(fèi)工時(shí)、費(fèi)料。但對(duì)低壓專(zhuān)用供電系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)廠房，宜改造為T(mén)N-S配電系統(tǒng)型式。任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回保護(hù)接零4、防止觸電的保護(hù)措施在中性點(diǎn)直接接地的三相四線電力系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼、框架等與系統(tǒng)的零線（中線）相接，稱(chēng)為保護(hù)接零。任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回4、防止觸電的保護(hù)措施保護(hù)原理當(dāng)某一相接觸設(shè)備外殼時(shí),故障相通過(guò)外殼與零線形成短路,較大的短路電流促使線路上的短路保護(hù)裝置動(dòng)作,切除故障相。NL3L2L1間接接觸電擊防護(hù)技術(shù)IT系統(tǒng)（保護(hù)接地）TT系統(tǒng)TN系統(tǒng)（保護(hù)接零）任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回5、電工安全操作規(guī)程與崗位責(zé)任制為了保證人身和設(shè)備安全，國(guó)家按照安全技術(shù)要求頒發(fā)了一系列的規(guī)定和規(guī)程，而且要求從事電工操作必須持證上崗。這些規(guī)定和規(guī)程主要包括電器裝置安裝規(guī)程、電氣裝置檢修規(guī)程和安全操作規(guī)程等，統(tǒng)稱(chēng)為安全技術(shù)規(guī)程。電工崗位責(zé)任制在不同性質(zhì)的單位內(nèi)，側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所不同。5.1.2觸電事故斷電操作方法任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回1.對(duì)于低壓觸電事故采取的斷電措施①如果開(kāi)關(guān)距救護(hù)人員較近，應(yīng)迅速拉開(kāi)開(kāi)關(guān)，切斷電源。②如果開(kāi)關(guān)距救護(hù)人員較遠(yuǎn)，可用絕緣電工鉗或有干燥木柄的刀、斧等將電源切斷，但要防止帶電導(dǎo)線斷落觸及人體。③當(dāng)無(wú)法切斷電源線時(shí)，可用干燥的衣服、手套、繩索、木板等絕緣物，拉開(kāi)觸電者，使其脫離電源。④如果導(dǎo)線搭落在觸電者身上或壓在身下，可用干燥的木棒、竹竿等挑開(kāi)導(dǎo)線，或用干燥的絕緣繩套拉導(dǎo)線或觸電者，使其脫離電源。任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回1.對(duì)于低壓觸電事故采取的斷電措施任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回2.對(duì)于高壓觸電事故采取的斷電措施①立即通知有關(guān)部門(mén)停電。②戴上絕緣手套、穿上絕緣靴，拉開(kāi)高壓斷路器；用相應(yīng)電壓等級(jí)的絕緣工具拉開(kāi)高壓跌落開(kāi)關(guān)，切斷電源。③拋擲裸金屬軟導(dǎo)線，造成線路短路，迫使保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷電源。應(yīng)保證拋擲導(dǎo)線不觸及人體。任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回注意事項(xiàng)

①救護(hù)人員不得用金屬和其他潮濕的物品作救護(hù)工具。②未采取任何絕緣措施，救護(hù)人員不得直接觸及觸電者的皮膚和潮濕衣服。③在使觸電者脫離電源的過(guò)程中，救護(hù)人員最好用一只手操作，以防觸電。④夜晚發(fā)生觸電事故時(shí)，應(yīng)考慮切斷電源后的臨時(shí)照明，以利于救護(hù)。練習(xí)思考判斷：(1)電傷傷害是造成觸電死亡的主要原因、是最嚴(yán)重的觸電事故。（

）(2)如果發(fā)生觸電事故，應(yīng)立即切斷電源，然后施救。（

）(3)電流從帶電體流經(jīng)人體到大地形成回路，這種觸電叫單相觸電。（

）√××任務(wù)1預(yù)防觸電的安全措施訓(xùn)練返回返回觸電急救與電氣火災(zāi)處理電工技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目5任務(wù)2任務(wù)導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)鏈接練習(xí)思考工作任務(wù)安全用電技術(shù)5任務(wù)導(dǎo)入觸電事故的特點(diǎn)是多發(fā)性、突發(fā)性、季節(jié)性、高死亡率并具有行業(yè)特征，令人猝不及防。如果延誤急救時(shí)機(jī)，死亡率是很高的，防范得當(dāng)可最大限度地減少事故的發(fā)生率。即使在觸電事故發(fā)生后，若能及時(shí)采取正確的救護(hù)措施，死亡率亦可大大降低。作為一名電工，當(dāng)自己周?chē)杏|電者時(shí)應(yīng)該如何進(jìn)行急救？當(dāng)自己周?chē)须姎饣馂?zāi)發(fā)生時(shí)，應(yīng)該如何進(jìn)行應(yīng)急處理？任務(wù)2觸電急救與電氣火災(zāi)處理返回學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解觸電者的現(xiàn)場(chǎng)特征及傷情的診斷處理。234學(xué)會(huì)人工呼吸和胸外心臟按壓的操作手法。熟練掌握觸電急救的現(xiàn)場(chǎng)心肺復(fù)蘇搶救方法。了解電氣火災(zāi)產(chǎn)生的原因。任務(wù)2觸電急救與電氣火災(zāi)處理返回56熟悉電氣火災(zāi)的預(yù)防措施。掌握電氣火災(zāi)的消防操作。工作任務(wù)任務(wù)2觸電急救與電氣火災(zāi)處理返回1．觸電急救：假設(shè)某處有一個(gè)觸電者，首先對(duì)模