第六節(jié) 交流電及安全用電 （教學(xué)課件）-【中職專用】高中物理同步課堂（高教版）

物理第六節(jié)

交流電及安全用電主題五

電與磁及其應(yīng)用通用類你是如何挑選優(yōu)質(zhì)的滿足你需要的接線板的？主要內(nèi)容3421人的觸電類型交流電的變化規(guī)律周期和頻率安全用電1交流電的變化規(guī)律大小及方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流稱為交流電，簡稱交流。一、正弦交流電的產(chǎn)生

式中

e隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，不同的時(shí)刻有不同的數(shù)值，稱為電動(dòng)勢的瞬時(shí)值。

二、正弦交流電大小及方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期性變化的電流、電壓、電動(dòng)勢稱為正弦交流電流、電壓、電動(dòng)勢，在某一時(shí)刻t的瞬時(shí)值可用三角函數(shù)式(解析式)來表示，即i(t)=Imsin

tu(t)=Umsin

t

e(t)=Emsin

t

i(t)=Imsin(

t

i0)u(t)=Umsin(

t

u0)e(t)=Emsin(

t

e0)

式中，Im、Um、Em分別稱為交流電流、電壓、電動(dòng)勢的振幅(也稱為峰值或最大值)，電流的單位為A(安)，電壓和電動(dòng)勢的單位為V(伏)；

稱為交流電的角頻率，單位為rad/s(弧度/秒)，它表征正弦交流電流每秒內(nèi)變化的電角度；

i0，

u0，

e0分別稱為電流、電壓、電動(dòng)勢的初相位或初相，單位為rad（弧度）或

(度)，它表示初始時(shí)刻(t=0時(shí))正弦交流電所處的電角度。

振幅、角頻率、初相這三個(gè)參數(shù)稱為正弦交流電的三要素。任何正弦量都具備三要素。2

周期和頻率

1．周期

正弦交流電完成一次循環(huán)變化所用的時(shí)間稱為周期，用字母T

表示，單位為s（秒）。顯然正弦交流電流或電壓相鄰的兩個(gè)最大值(或相鄰的兩個(gè)最小值)之間的時(shí)間間隔即為周期，由三角函數(shù)知識(shí)可知

一、周期與頻率

=2

f2．頻率交流電周期的倒數(shù)稱為頻率(用符號(hào)f表示)，即把示波器的“掃描范圍”旋鈕置于“10～100Hz”擋，調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)”旋鈕，使亮斑變?yōu)橐粭l穩(wěn)定的亮線；調(diào)節(jié)“X增益”旋鈕，使亮線的水平寬度適當(dāng)；調(diào)節(jié)把“衰減”調(diào)節(jié)旋鈕置于“

”擋，即由機(jī)內(nèi)提供豎直方向按正弦規(guī)律變化的交流電壓信號(hào)；

【觀察與體驗(yàn)】

用示波器觀察正弦交流電波形調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)”旋鈕，使屏上出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的一個(gè)波長的正弦波形曲線，如右圖所示。此時(shí)示波器的掃描頻率正好與信號(hào)頻率相等，為50Hz。

【觀察與體驗(yàn)】

用示波器觀察正弦交流電波形再次調(diào)節(jié)“掃描微調(diào)”旋鈕，改變示波器的掃描頻率，使光屏上出現(xiàn)穩(wěn)定且完整的兩個(gè)波長的正弦波形曲線，如右圖所示。與同學(xué)討論，此時(shí)示波器的掃描頻率是多少？

3.有效值

在電工技術(shù)中，有時(shí)并不需要知道交流電的瞬時(shí)值，而規(guī)定一個(gè)能夠表征其大小的特定值——有效值，其依據(jù)是交流電流和直流電流通過電阻時(shí)，電阻都要消耗電能(熱效應(yīng))。

設(shè)正弦交流電流i(t)在一個(gè)周期T時(shí)間內(nèi)，使一電阻R消耗的電能為WR

，另有一相應(yīng)的直流電流I在時(shí)間T內(nèi)也使該電阻R消耗相同的電能，即WR

=I2RT。

就平均對(duì)電阻作功的能力來說，這兩個(gè)電流(i與I)是等效的，則該直流電流I的數(shù)值可以表示交流電流i(t)的大小，于是把這一特定的數(shù)值I稱為交流電流的有效值。理論與實(shí)驗(yàn)均可證明，正弦交流電流i的有效值I等于其振幅(最大值)Im的0.707倍，即正弦交流電壓的有效值正弦交流電動(dòng)勢的有效值

我國工業(yè)和民用交流電源的有效值為220V，頻率為50Hz，因而通常將這一交流電壓簡稱為工頻電壓。三相交流電是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。三相交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由三個(gè)線圈AX、BY、CZ組成，始端表示為A、B、C，末端表示為X、Y、Z，每兩個(gè)線圈之間的空間夾角為120°，如右圖所示。

【應(yīng)用與拓展】

三相交流電當(dāng)轉(zhuǎn)子以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢圖像如右圖所示。這三個(gè)電動(dòng)勢的最大值和頻率都相同，但相位不同，相差120°。最大值相等、頻率相同，在相位上彼此相差120

的三個(gè)電動(dòng)勢稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢。對(duì)稱三相電動(dòng)勢瞬時(shí)值的數(shù)學(xué)表達(dá)式為第一相(U相)電動(dòng)勢：e1=Emsin(

t)第二相(V相)電動(dòng)勢：e2=Emsin(

t

120

)第三相(W相)電動(dòng)勢：e3=Emsin(

t

120

)三相電源中的繞組有星形(亦稱Y)聯(lián)結(jié)和三角形(亦稱

)聯(lián)結(jié)兩種。

【應(yīng)用與拓展】

三相交流電3

人的觸電類型1.觸電電流通過人體達(dá)到一定程度時(shí)引起的傷害事故外加電壓人體本身的電阻a.不同人的人體的電阻不一定相同。種類：電擊、電傷1、根據(jù)歐姆定律知道，導(dǎo)體中的電流大小跟什么有關(guān)系？通過人體的電流大小決定于什么？b.同一個(gè)人的電阻，皮膚干燥時(shí)大些，潮濕時(shí)就小。1．觸電方式

人體因觸及高電壓的帶電體而承受過大的電流，以致引起死亡或局部受傷的現(xiàn)象稱為觸電。觸電對(duì)人體的傷害程度，與流過人體電流的頻率、大小、通電時(shí)間的長短、電流流過人體的途徑、以及觸電者本人的情況有關(guān)。通常規(guī)定36V以下的電壓為安全電壓。

常見的觸電方式有單相觸電和兩相觸電。人體同時(shí)接觸兩根相線，形成兩相觸電，這時(shí)人體受380V的線電壓作用，最為危險(xiǎn)。單相觸電是人體在地面上，而觸及一根相線，電流通過人體流入大地造成觸電。此外，某些電氣設(shè)備由于導(dǎo)電絕緣破損而漏電時(shí)，人體觸及外殼也會(huì)發(fā)生觸電事故。例：經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)人體的電阻因人體組織不同而略有差異，一般人體的電阻約為1200歐左右，（人體的安全電流為30毫安以下）根據(jù)歐姆定律，則人體的安全電壓為多少伏以下？解：R=1200歐I=30毫安=0.03安根據(jù)歐姆定律:I=U/RU=IR1200歐=0.03安=36伏

所以，一般來說人體的安全電壓為36伏以下脫毛衣時(shí)發(fā)出的火花電壓達(dá)幾萬伏，一般情況下：36V以下的電壓是安全的，但在潮濕的環(huán)境中，安全電壓在24V，甚至12V以下。但沒有形成持續(xù)電流，所以不會(huì)電死人【思考討論】鳥兒落在電線上為什么不會(huì)觸電？站在高壓線上的小鳥，鳥兒站在一根電線上，沒有形成火線、地線同時(shí)加在鳥兒的兩個(gè)部位上，而且站在同一根電線上的小鳥的兩只腳之間的電壓可以認(rèn)為是零，也就不會(huì)有電流從它身上通過，所以鳥兒不會(huì)觸電.ABRAB=0UAB=0低壓觸電高壓觸電觸電的幾種方式?高壓跨步觸電高壓電弧觸電單相觸電兩相觸電1、低壓（家庭電路）觸電的形式：火線零線（1）單相觸電：單個(gè)相線之間的觸電。想救我，給我穿上絕緣鞋或給我一張干燥的木凳吧火線零線我來幫你！

?。‰娝牢依?！

一只手接觸火線，身體的其它部位接觸大地，電流從人體流過，造成觸電。人自以為與大地絕緣卻實(shí)際與地連通a、人站在絕緣物體上，卻用手扶墻或其它接地導(dǎo)

體或站在地上的人扶他。b、人站在木桌、木椅上，而木桌、木椅卻因潮濕

等原因轉(zhuǎn)化成為導(dǎo)體。

火線火線（2）雙相觸電危險(xiǎn)！想救我，快去斷開電源！一只手接觸火線，另一只手也接觸火線，電流從人體通過，造成觸電。危險(xiǎn)！1、低壓（家庭電路）觸電的形式：（1）單相觸電：兩個(gè)相線之間的觸電。a:高壓跨步觸電2、高壓觸電的兩種形式

單腳跳，脫離險(xiǎn)地；并派人看守，通知有關(guān)人員處理。

相線發(fā)生斷線落地或電氣設(shè)備由于絕緣損壞發(fā)生接地故障，接地電流以落地點(diǎn)為中心向大地流散。若人在落地點(diǎn)周圍行走，其兩腳之間的電壓，就是跨步電壓。由跨步電壓引起的人體觸電，稱為跨步電壓觸電，跨步電壓觸電是高壓觸電常見的觸電形式。

怎么辦呢？b:高壓電弧觸電2、高壓觸電的兩種形式雷擊

雷電是自然界中發(fā)生的放電現(xiàn)象，發(fā)生雷電時(shí)，在云層和大地之間雷電的路徑上有強(qiáng)大的電流通過，會(huì)給人們帶來危害.雷電的路徑往往經(jīng)過地面上凸起的部分，如樹木、高大建筑物、室外天線等，所以室外天線要裝設(shè)避雷裝置，特別是室外天線架設(shè)得比周圍建筑物高的情況下，一定要裝設(shè)避雷裝置.導(dǎo)致觸電的原因潮濕線破損火線露出水（水、潮濕、破損）設(shè)備不合要求用電不規(guī)范等4

安全用電安全用電的原則：請(qǐng)勿接觸低壓帶電體請(qǐng)勿靠近高壓帶電體（低壓勿摸，高壓勿近）小心觸電

高壓危險(xiǎn)1.不能私拉亂接電線和大功率的用電器。2.開關(guān)必須安裝在相線上，合理選擇導(dǎo)線及熔斷器，不能隨意加大熔體的規(guī)格或用鐵絲、銅絲等代替。3.電器設(shè)備安裝要符合技術(shù)要求，安裝漏電保護(hù)器，有金屬外殼的家用電器，外殼一定要可靠接地或接零。4.不接觸高于36V的帶電體,不靠近高壓帶電體。5.不弄濕用電器，切勿用濕手拔、插電源插頭，不要用濕布擦拭帶電的燈頭、開關(guān)、插座等。6.不損壞電器設(shè)備中的絕緣體，防止本來絕緣的物體帶電。7.電加熱設(shè)備上不能烘烤衣物。8.要愛護(hù)電力設(shè)施，不要在架空電線和配電變壓器周圍玩耍。9.當(dāng)電線落在地上時(shí)，不能走近，以免跨步電壓傷人，派人看守通知有關(guān)人員處理。

要實(shí)現(xiàn)安全用電，就要在實(shí)際工作和生活中，養(yǎng)成安全用電行為習(xí)慣。電火災(zāi)成因及預(yù)防短路引起的電火災(zāi)過載引起的電火災(zāi)接觸不良引起的電火災(zāi)雷電引起的電火災(zāi)假劣產(chǎn)品引起的電火災(zāi)發(fā)生電氣火災(zāi)怎么辦？1.立即切斷電源。

2.無法切斷電源時(shí)，不要用水及泡沫滅火器，應(yīng)該使用干黃沙和二氧化碳、干粉、1211滅火器進(jìn)行滅火。

3.迅速撥打119火警電話。

警示

●電源尚未切斷時(shí)，切勿把水澆到電氣用具或開關(guān)上。

●如果電器用具或插頭仍在著火，切勿用手碰及電氣用具的開關(guān)。觸電后的急救原則。拉、切、挑、拽、墊要使觸電者迅速脫離電源。在未切斷電源或觸電者未脫離電源時(shí)，切不可觸摸觸電者。（1）觸電者神智尚清醒，但感覺頭暈、心悸、出冷汗、惡心、嘔吐等，

應(yīng)讓其靜臥休息，減輕心臟負(fù)擔(dān)。（2）觸電者神智有時(shí)清醒，有時(shí)昏迷。應(yīng)靜臥休息，并請(qǐng)醫(yī)生救治。（3）觸電者呼吸停止，但心跳尚存，應(yīng)施行口對(duì)口人工呼吸。（4）如心跳停止，呼吸尚存，應(yīng)采取人工胸外擠壓心臟法。（5）若呼吸及心跳均停止者則兩種方法同時(shí)用，先胸外擠壓心臟4~6

次，然后口對(duì)口呼吸2~3次，再擠壓心臟，反復(fù)循環(huán)進(jìn)行操作。針對(duì)不同情況的救治

操作步驟如下：1.先使觸電者仰臥，解開衣領(lǐng)、圍巾、緊身衣服等，除去口腔中的粘液、血液、食物、假牙等雜物。2.將觸電者頭部盡量后仰，鼻孔朝天，頸部伸直。救護(hù)人一只手捏緊觸電者的鼻

孔，另一只手掰開觸電者的嘴巴。3、救護(hù)人深吸氣后，緊貼著觸電者的嘴巴大口吹氣，使其胸部膨脹；之后救護(hù)人

換氣，放松觸電者的嘴鼻，使其自動(dòng)呼氣。如此反復(fù)進(jìn)行吹氣2秒，放松3秒，

大約5秒鐘一個(gè)循環(huán)。4.吹氣時(shí)要捏緊鼻孔，緊貼嘴巴，不能漏氣，放松時(shí)應(yīng)能使觸電者自動(dòng)呼氣。5.如觸電者牙關(guān)緊閉，無法撬開,可采取口對(duì)鼻吹氣的方法。6.對(duì)體弱者和兒童吹氣時(shí)用力應(yīng)稍輕，以免肺泡破裂。

口對(duì)口人工呼吸法

口對(duì)口人工呼吸法

頭部后仰捏鼻掰嘴貼緊吹氣放松換氣①解開觸