目錄第一節(jié)單相交流電實驗與實訓(xùn)2示波器的使用實驗與實訓(xùn)3雙控一燈電路的安裝第二節(jié)正弦交流電的相量表示法第三節(jié)單相交流電基本電路第四節(jié)電阻、電感和電容串聯(lián)電路第五節(jié)三相交流電路第六節(jié)發(fā)電、輸電和配電概述第七節(jié)安全用電常識《電工學(xué)》課件1.了解交流電的概念。2.了解交流電的產(chǎn)生過程。3.了解正弦交流電有關(guān)物理量。

第一節(jié)

單相交流電干電池提供的是直流電。墻上的插座提供的是交流電。一、交流電的產(chǎn)生及交流電概念二、交流電的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流三、表征交流電的物理量一、交流電的產(chǎn)生及交流電概念交流電可以由交流發(fā)電機提供交流發(fā)電機示意圖交流發(fā)電機原理圖正弦交流電產(chǎn)生過程

二、交流電的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流設(shè)磁感應(yīng)強度為B，磁場中線圈一邊的長度為，平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，經(jīng)過時間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度為，這時，其單側(cè)線圈切割磁感線的線速度與磁感線的夾角也為，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。所以整個線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為。其中為感應(yīng)電動勢的最大值，設(shè)為，則上式為正弦交流電電動勢的瞬時值表達式，也稱為解析式。電壓瞬時值表達式電流瞬時值表達式

三、表征交流電的物理量

1．周期、頻率和角頻率（1）周期：交流電每重復(fù)變化一次所需的時間，稱為交流電的周期。用符號T表示，單位是秒（s）。

交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)子做圓周運動，因此交流電的周期相當于我們在游樂場坐的大風車，我們在游樂場風車上轉(zhuǎn)一圈，即是完成一個周期。（2）頻率：交流電在1秒內(nèi)重復(fù)變化的次數(shù)，稱為交流電的頻率。用符號f表示，單位是赫茲（Hz）。我國動力和照明用電的標準頻率為50Hz（習慣上稱為工頻），少數(shù)國家如美國、日本采用60Hz的頻率。（3）角頻率：正弦交流電1秒內(nèi)變化的電角度，用符號ω表示，單位是弧/秒（rad/s）

2．正弦交流電的最大值、有效值和平均值（1）最大值：正弦交流電在一個周期所能達到的最大瞬時值，又稱峰值、幅值。最大值用大寫字母加下標m表示，如Em、Um、Im。（2）有效值：因為交流電的大小是隨時間變化的，所以在研究交流電功率時，采用最大值就不方便，通常是用有效值來表示。有效值是這樣規(guī)定的：使交流電和直流電加在同樣阻值的電阻上，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同，就把這一直流電的數(shù)值叫做該交流電的有效值。

有效值用大寫字母表示，如E、U、I。

有效值=×最大值≈0.707×最大值

我們通常說家庭電路的電壓是220V，便是指有效值．各種使用交流電的電氣設(shè)備上所標的額定電壓和額定電流的數(shù)值，交流電流表和交流電壓表測量的數(shù)值，也都是有效值。液晶電視機的銘牌上標的額定電壓220V是有效值

3．正弦交流電的相位與相位差（1）相位：在式中，表示在任意時刻線圈平面與中性面所成的角度，這個角度稱為相位角，也稱相位或相角，它反映了交流電變化的進程。其中，為正弦量t=0時的相位，稱為初相位，也稱初相角或初相。（2）相位差：兩個同頻率交流電的相位之差稱為相位差，用符號表示，即兩個同頻率交流電的相位差就等于它們的初相之差?！纠恳阎涣麟婋妷簽椋笤摻涣麟姷闹芷?、頻率、角頻率、最大值、有效值和初相位。解：角頻率ω=314rad/s

周期

頻率

最大值

有效值

初相位實驗與實訓(xùn)2示波器的使用一、實驗?zāi)康?．掌握示波器的使用方法。2．熟悉示波器面板上各控制開關(guān)、旋鈕的名稱和作用。3．利用示波器觀察“標準方波信號”波形,學(xué)習測量波形振幅和周期(頻率)的基本方法。二、實驗器材雙蹤示波器1臺、低頻信號發(fā)生器1臺。三、實驗說明示波器是一種用途廣泛的電子測量儀器。它既可以定性觀察電壓、電流的波形,還可以定量測定信號的電壓、周期、頻率、相位等。雙蹤示波器低頻信號發(fā)生器四、示波器測量原理１．電壓的測量２．周期和頻率的測量實驗與實訓(xùn)3雙控一燈電路的安裝一、實驗?zāi)康?．通過雙控白熾燈的安裝,加深對單相照明電路的理解。2．訓(xùn)練白熾燈的安裝和接線技能。二、實訓(xùn)器材配電板1塊,白熾燈1個,雙控開關(guān)2個,導(dǎo)線若干。三、電路原理電路采用兩個雙聯(lián)開關(guān)控制同一盞燈。例如,安裝在樓梯或走廊中間的照明燈,需要在樓梯上、下或走廊兩端都能控制其亮滅,一般都采用這一接法。如圖所示。雙控一燈示意圖雙控一燈接線圖《電工學(xué)》課件

了解正弦量的相量表示法，能進行正弦量解析式、相量圖的相互轉(zhuǎn)換

第二節(jié)正弦交流電的相量表示法

有兩個正弦交流電和進行相加，如何得到相加后的交流電的表達式呢？無論是運用波形圖還是瞬時值表達式，都很不方便。為此，引入正弦交流電的相量圖表示法。

在直角坐標系，作一矢量OA，其長度為正弦電動勢e的最大值Em，它的起位置與X軸正方向的夾角等于初相，并以正弦電動勢的角頻率ω為角速度逆時針勻速旋轉(zhuǎn)，則在任一瞬間旋轉(zhuǎn)矢量與X軸的夾角為正弦電動勢的相位，它在Y軸的投影（Oa）即為該電動勢的瞬時值。為了與一般空間矢量相區(qū)別，把表示正弦交流電這一矢量稱為相量。

正弦交流電的相量用、、表示。但實際應(yīng)用更多的是有效值相量，即將有向線段0A的長度定為正弦量的有效值，相應(yīng)符號則改為、、。提示：１．同一相量圖中，各正弦交流電的頻率應(yīng)相同。２．同一相量圖中，相同單位的相量應(yīng)按相同比例畫出。３．一般取直角坐標軸的水平正方向為參考方向，逆時針轉(zhuǎn)動的角度為正，反之為負。有時為了方便起見，也可在幾個相量中任選其一作為參考相量，并省略直角坐標軸。４．用相量表示正弦交流電后，它們的加、減運算可按平行四邊形法則進行。５．一個正弦量的相量圖、波形圖、解析式是正弦量的幾種不同的表示方法，它們有一一對應(yīng)的關(guān)系，但在數(shù)學(xué)上并不相等，如果寫成是錯誤的。《電工學(xué)》課件第三節(jié)單相交流電基本電路1．了解純電阻交流電路的電壓與電流的關(guān)系以及其有功功率。2．了解純電感交流電路的電壓與電流的關(guān)系以及其無功功率。3．了解純電容交流電路的電壓與電流的關(guān)系以及其無功功率。

有一1000W的電熱爐接在交流電路中，如何計算流過電爐的電流一、純電阻交流電路二、純電感交流電路三、純電容交流電路

一、純電阻交流電路分別用6V交、直流電源分別點亮6V燈泡，串入相同的電阻。開關(guān)Ｋ閉合后，可以看到，兩個燈泡的亮度相同，這表明電阻對直流電流和對交電流的阻礙作用相同。

純電阻電路：交流電路如果只有電阻，這種電路稱為純電阻電路，如電熱爐、白熾燈等都可以近似地看成是純電阻電路。

1

.電流與電壓的關(guān)系設(shè)加在電阻兩端的電壓為實驗證明，在任一瞬間通過電阻的電流i仍可用歐姆定律計算，即

在純電阻電路中，電流i與電壓是同頻率、同相位的正弦量。通過電阻的最大電流為把上式兩邊同除以，則得。

2.功率

PR任一瞬間的數(shù)值都大于零或等于零，這說明電阻總是消耗功率，因此電阻是耗能元件。有功功率（P）：電阻在一個周期內(nèi)消耗的平均功率，單位是W

?！纠恳恢弧?20V,1000W”電爐接在電壓的交流電源上，試求流過電爐的電流I和該電爐的電阻R是多少？解：根據(jù)P=URI

得

二、純電感交流電路電感對交流電的這種阻礙作用大小用感抗來衡量。感抗：XL==ωL

起阻礙作用的只是電阻起阻礙作用的是電阻和電感

1．電壓與電流的關(guān)系相位關(guān)系電壓超前電流90°

數(shù)量關(guān)系

2．功率瞬時功率在一個周期內(nèi)吸收的能量與釋放的能量相等。也就是說純電感電路不消耗能量，電感是一種儲能元件。

無功功率（QL）：瞬時功率的最大值來反映電感與電源之間轉(zhuǎn)換能量的規(guī)模，稱為無功功率，單位名稱是乏，符號為Var，其計算式為：

在機床電控柜中的接觸器，用于控制電動機的啟動和停轉(zhuǎn)，有直流和交流兩種，相同額定電壓的直流接觸器的線圈比交流接觸器的線圈粗、匝數(shù)多，這是因為當交流電通過線圈時，除線圈本身的電阻R外，還有感抗XL，而直流電通過線圈時，只有電阻，沒有感抗。三、純電容交流電路容抗：電容對交流電的阻礙作用稱為容抗，用XC表示，容抗的單位也是歐姆（Ω）。合上開關(guān)K，燈HL1瞬間微亮，然后熄滅。合上開關(guān)K，燈HL2一直亮著。1．電壓與電流的關(guān)系電壓與電流的相位關(guān)系電流超前電壓90°電壓與電流的數(shù)量關(guān)系2.功率電容也是儲能元件，純電容電路不消耗功率。純電容電路的無功功率為《電工學(xué)》課件

第四節(jié)電阻、電感和電容串聯(lián)電路１．了解RL串聯(lián)電路的電壓與電流的關(guān)系以及功率。２．了解RLC串聯(lián)電路的電壓和電流的關(guān)系以及功率。

日光燈電路是一個典型的單相RL串聯(lián)電路，R是日光燈燈絲的等效電阻，L是日光燈鎮(zhèn)流器的等效電感，有位電工用萬用表的交流電壓檔測量了日光燈鎮(zhèn)流器兩端電壓和燈絲兩端電壓，發(fā)現(xiàn)兩個電壓加起來不是220V，這是為什么呢？一、RL串聯(lián)電路二、RLC串聯(lián)電路一、RL串聯(lián)電路1．電壓與電流的關(guān)系RL串聯(lián)電路總電壓瞬時值等于各個元件上電壓瞬時值之和對應(yīng)的相量關(guān)系為根據(jù)相量圖可得：則電壓與電流的大小關(guān)系為：

令

Z稱為電路的阻抗，它表示電阻和電感串聯(lián)電路對交流電的總阻礙作用。阻抗的單位是Ω。2．功率（1）有功功率整個電路消耗的有功功率等于電阻消耗的有功功率。

（2）無功功率整個電路的無功功率也就是電感上的無功功率。（3）視在功率電源輸出的總電流與總電壓有效值的乘積叫做電路的視在功率，用S表示，即：

S=UI視在功率不是表示交流電路實際消耗的功率，而是表示電源可能提供的最大功率，或指電源設(shè)備的容量，單位：?！纠磕辰涣鹘佑|器線圈的電阻R=200Ω，電感L=1.25H，接到電壓U=220V的工頻交流電源上，試問電流I的值是多少？如果將此接觸器接到電壓U=220V的直流電源上，線圈中電流I的值是多少？會出現(xiàn)什么結(jié)果？（線圈允許通過的電流為0.6A）解：若將該接觸器接入直流電源，則沒有感抗，只有電阻因此此時流過線圈電流已超過其額定電流，會將其燒掉。

二、RLC串聯(lián)電路

1．電壓與電流的關(guān)系總電壓瞬時值等于各個元件上電壓瞬時值之和對應(yīng)的相量關(guān)系為：根據(jù)相量圖=IZUL>UCUL<UC

UL=UC由相量圖可知，當R、L、C參數(shù)不同時，RLC串聯(lián)電路可能出現(xiàn)以下三種情況：（1）電感性電路當XL>XC時，則UL>UC，阻抗角φ>0，電路呈電感性，電壓超前電流φ角。（2）電容性電路當XL<XC時，則UL<UC，阻抗角φ<0，電路呈電容性，電壓滯后電流φ角。（3）電阻性電路當XL=XC時，則UL=UC，阻抗角φ=0，電路呈電阻性，且總阻抗最小，電壓和電流同相。電感和電容的無功功率正好互相補償，這種電路狀態(tài)稱為串聯(lián)諧振。2．功率（1）有功功率電阻消耗的有功功率，即：P＝URI＝UIcosφ。（2）無功功率由于電感和電容兩端的電壓任何時刻都是反相的，所以電感和電容瞬時功率符號也是相反的，當電感吸收能量時，電容釋放能量；電容吸收能量時，電感放出能量，所以電路的無功功率為電感和電容上的無功功率之差，即(3）視在功率

視在功率S與有功功率P和無功功率Q的關(guān)系為

功率因數(shù)，表示電源功率被利用的程度。

收音機收聽電臺就是利用了串聯(lián)諧振的原理，收音機的旋鈕調(diào)節(jié)的是一個可變電容器的電容量，通過調(diào)節(jié)電容量使電容的容抗與電感的感抗相等，此時發(fā)生諧振，對某個頻率的電臺信號的阻抗最?。ㄖ挥须娮瑁瑒t該電臺的信號被收音機接收進來，而其他信號未發(fā)生諧振，阻抗很大，被抑制掉了?！峨姽W(xué)》課件第五節(jié)三相交流電路

１．了解三相交流電產(chǎn)生的過程。２．了解三相交流電的特點。３．了解三相負載的連接方式。

機床的電源插頭是插在四孔插座上的，我們家里用的兩孔插座，這兩個插座有什么不同呢？家里的插座上通的是單相交流電，只有一根相線（火線），而四孔插座上通的是三相交流電，即有三根相線。一、三相交流電的產(chǎn)生二、三相四線制三、三相負載的連接一、三相交流電的產(chǎn)生三相交流發(fā)電機主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子是電磁鐵，定子有三個繞組（U1U2、V1V2和W1W2），它們在空間位置上彼此相隔，轉(zhuǎn)子在原動機帶動下以角速度ω作勻速轉(zhuǎn)動時，三相定子繞組切割磁感線，產(chǎn)生三個對稱的正弦交流電動勢。

二、三相四線制火線把發(fā)電機三個線圈的末端連在一起，成為一個公共點（稱為中性點），從中性點引出一條輸電線。稱為中性線，簡稱中線，用N表示。中性線通常與大地相連，稱為零線。從發(fā)電機三個線圈的始端引出的輸電線，稱為相線，俗稱火線，用L1、L2、L3表示。

三相四線制供電可送出兩種電壓，一種是相線與相線之（如如L1、L2、L3之間）的電壓，稱為線電壓，另一種是相線與零線之間（如L1、L2、L3與N之間）的電壓，稱為相電壓。

這兩種電壓在大小上的關(guān)系是

三、三相負載的連接

1．三相負載的星形（Y）聯(lián)結(jié)將三相負載分別接在三相電源的一根相線與中線（零線）之間的接法稱為星形（用“Y”標記）連接。流過每根相線的電流叫線電流，流過每相負載的電流叫電流，流過中線的電流叫中線電流，在星形（Y）連接中，線電流等于相電流，即

2．三相負載的三角形連接將三相負載分別接在三相電源的每兩根相線之間的接法稱為三角形連接（常用“△”標記）【例】電加熱開水爐是利用爐膛內(nèi)的電熱阻絲加熱注入的冷水，該爐子接在線電壓為380V的三相電源中，電熱爐電熱絲的電阻為10Ω，（1）試分別計算電熱絲作星形和三角形連接時的相電流。（2）若電熱絲的額定電壓是220V應(yīng)該接成什么形式的連接？（3）若電熱絲的額定電壓為380V，又該接成什么形式？解：（1）電熱絲作星形連接時

電熱絲作三角形連接時

（2）若電熱絲的額定電壓是220V,而電源線電壓為380V,則電熱絲應(yīng)接成星形。因為此時每個電熱絲兩端電壓為相電壓，即220V。

（3）若電熱絲的額定電壓為380V，則應(yīng)接成三角形。

，則電熱絲兩端電壓即為380V

?！峨姽W(xué)》課件第六節(jié)

發(fā)電、輸電和配電概述

１．了解發(fā)電和輸配電的知識。２．了解電力系統(tǒng)的構(gòu)成。生產(chǎn)、生活用的交流電能是怎樣從發(fā)電廠傳輸?shù)轿覀兊募依锖凸S的呢？整個輸變電過程要經(jīng)過發(fā)電廠、升壓變壓器、輸電線路、變電站（變配電室）等環(huán)節(jié)。

發(fā)電廠發(fā)出來的電能通過升壓變壓器升高幾萬伏甚至幾十萬伏，以降低輸電線上的能量損耗，然后再經(jīng)過輸電線傳輸，到了用戶區(qū)經(jīng)過變電所降壓變壓器降壓10kV，再經(jīng)過用戶變電所的配電變壓器配電至所需電壓（照明用電為220V，工廠動力用電為380V）。

一、發(fā)電廠發(fā)電廠是將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的工廠。根據(jù)一次能源的來源不同，有水力力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠、風力發(fā)電廠以及太陽能發(fā)電廠等。二、電力網(wǎng)和電力系統(tǒng)

1．電力網(wǎng)將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能輸送和分配到用戶的輸配電系統(tǒng)稱為電力網(wǎng)，簡稱電網(wǎng)。2．電力系統(tǒng)將發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶聯(lián)系起來的一個包含發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體叫電力系統(tǒng)。發(fā)電機組升壓變壓器高壓輸電線變電所配電變壓器用戶3．變配電及配電方式（1）變配電工廠的電源進線電壓一般是6～10kV，當供電距離遠或負荷容量大時，則采用35kV以上電壓輸電。電能先經(jīng)高壓配電所集中，再由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所或由高壓配電線路直接供給高壓用電設(shè)備。車間變電所內(nèi)裝設(shè)有電力變壓器，將6～10kV的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓(如220／380V)，然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設(shè)備使用。

（2）廠區(qū)內(nèi)配電方式配電方式放射式

樹干式配電示意圖特點每個用戶有獨立線路供電。供電可靠性高，運行中互不影響，便于裝設(shè)自動裝置，操作、控制靈活方便，但使用設(shè)備多，耗用金屬材料多，占地多多個用戶由同一條干線供電。使用開關(guān)設(shè)備少，耗用導(dǎo)線少，但干線發(fā)生故障時影響范圍大，供電可靠性差，操作控制不夠靈活適用范圍適用于離供電點較近、可靠性要求較高的用戶適用于離供電點較遠，容量小且不重要的負荷，如機械加工車間、機修車間等

（3）配電裝置（配電柜）配電柜用來是對用電設(shè)備進行配電和控制，在電路出現(xiàn)過載、短路和漏電時，配電柜還可以提供斷電保護的裝置。

《電工學(xué)》課件１．掌握觸電的類型。２．掌握防止觸電的措施。３．掌握觸電急救的方法和步驟。

第七節(jié)

安全用電常識【案例】某工廠有一位操作工人在生產(chǎn)過程中碰到一臺漏電的電動機外殼，而意外身亡。后來調(diào)查事故時發(fā)現(xiàn)該工廠存在嚴重的安全問題，比如電動機未采用保護接地，工廠內(nèi)未安裝漏電保護器。該案例中，由于該工廠管理人員缺乏安全用電常識，造成了人身死亡的重大事故。一、觸電類型二、安全電流與電壓三、防止觸電的技術(shù)措施四、漏電保護器五、安全用電注意事項六、觸電急救

一、觸電類型

1．單相觸電人站在大地上，人體觸及一根相線（或漏電的電氣設(shè)備），而電源中性點是接地的，此時電流通過人體流入大地，人體承受的電壓是相電壓220V。

2．兩相觸電人體同時觸及兩根相線，此時電流從一根相線通過人體流到另一相相線，作用于人體的電壓是線電壓380V。危險性比單相觸電更大。

3．跨步電壓觸電在高壓導(dǎo)線斷落掉地處，在大地周圍形成電場分布，當人走進這個區(qū)域，兩腳踩在A、B兩點，由于A、B的電場強度不同，因此形成跨步電壓。發(fā)現(xiàn)高壓線掉落地面應(yīng)盡量不要靠近；若人誤入這個區(qū)域，應(yīng)雙腳并攏或單腳跳離（避免形成跨步電壓）。

二、安全電流與電壓觸電給人造成的傷害程度不盡相同，有時候只是感覺手麻了一下，有時候卻是致命的，那么影響人體觸電受傷害程度的因素有哪些呢？

1．影響人體觸電受傷害程度的因素（1）電流的大小和持續(xù)的時間觸電電流越大，持續(xù)的時間越長對人傷害的程度越嚴重。安全電流：交流電30mA及以下；直流電50mA及以下。（2）觸電路徑人體的心臟對電流是最敏感的，因此最危險的觸電路徑是從左手到腳。

（3）電流種類

50Hz的工頻交流電流對人體的傷害最大。直流電、高頻和超高頻交流電流對人體的傷害程度較小。

（4）人體電阻觸電時流過人體的電流取決于作用于人體的電壓和人體的電阻。皮膚越潮濕，人體電阻越小。

2．安全電壓加在人體上一定時間內(nèi)不致造成傷害的電壓稱為安全電壓。通常規(guī)定交流36V及以下、直流48V及以下為安全電壓。要求在有較多觸電危險的場合全部使用安全電壓，例如：機床的照明燈、小型手持電動工具、普通移動式照明燈具使用36V電壓，在潮濕、高溫、有導(dǎo)電塵埃環(huán)境中應(yīng)使用12V電壓。

三、防止觸電的技術(shù)措施防止觸電的技術(shù)措施有采用保護接地、保護接零和漏電保護器。

1．保護接地將電氣設(shè)備的金屬外殼與大地可靠地連接，稱為保護接地。它適用于1KV以下中性點不接地的三相供電系統(tǒng)。

2．保護接零將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的外露導(dǎo)電部分與供電系統(tǒng)中零線相接，稱為保護接零。保護接零適用于中性點直接接地的三相供電系統(tǒng)。３．漏電保護器當電器設(shè)備漏電時，人觸及漏電的外殼，也會造成觸電事故。為了防止設(shè)備漏電而