電工基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材及講義前言各位同事，大家好。歡迎參與本次電工基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)。電，這個(gè)我們?nèi)粘９ぷ髋c生活中不可或缺的能量形式，既為我們帶來(lái)了便捷與高效，也潛藏著不容忽視的風(fēng)險(xiǎn)。作為一名合格的電工從業(yè)者，或者任何需要與電氣設(shè)備打交道的技術(shù)人員，扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、規(guī)范的操作習(xí)慣以及時(shí)刻緊繃的安全意識(shí)，是我們開展一切工作的前提和保障。本教材及講義旨在為大家系統(tǒng)梳理電工領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，從最基本的概念入手，逐步深入到常用電路、設(shè)備及安全操作規(guī)范。內(nèi)容力求實(shí)用、嚴(yán)謹(jǐn)，希望能幫助大家打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，并將其應(yīng)用于實(shí)際工作中。請(qǐng)大家務(wù)必認(rèn)真對(duì)待，勤于思考，勇于提問，確保學(xué)有所獲，學(xué)以致用。安全第一，預(yù)防為主，這不僅是對(duì)自己負(fù)責(zé)，也是對(duì)他人、對(duì)企業(yè)負(fù)責(zé)。第一章電工基礎(chǔ)知識(shí)概述1.1電的基本概念我們談?wù)撾?，首先要理解幾個(gè)最核心的物理量。電荷：這是電的本源。自然界中存在兩種電荷，正電荷與負(fù)電荷。電荷的多少我們稱之為電荷量，其單位是庫(kù)侖（C）。電荷之間存在相互作用力，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電流：電荷的定向移動(dòng)形成電流。想象一下，水管中的水流是水分子的定向移動(dòng)，那么電流就是電荷的“水流”。我們規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较?。電流的大小用電流?qiáng)度來(lái)衡量，單位是安培（A），簡(jiǎn)稱安。在一些微小電流的場(chǎng)合，我們也會(huì)用到毫安（mA）和微安（μA）。電流是電路工作的核心，沒有電流，很多電氣設(shè)備就無(wú)法運(yùn)行。電壓：也稱為電勢(shì)差或電位差。它是促使電荷定向移動(dòng)形成電流的原因，類似于水在水管中流動(dòng)需要水壓，電荷在電路中流動(dòng)則需要電壓。電壓的單位是伏特（V），簡(jiǎn)稱伏。常用的單位還有千伏（kV）、毫伏（mV）等。電源是提供電壓的裝置，如電池、發(fā)電機(jī)等。電阻：電流在導(dǎo)體中流動(dòng)時(shí)，會(huì)受到導(dǎo)體本身對(duì)它的阻礙作用，這種阻礙作用就是電阻。不同的材料，其導(dǎo)電能力不同，也就是電阻特性不同。電阻的單位是歐姆（Ω），簡(jiǎn)稱歐。常用的單位還有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。電阻器是電路中常用的元件，用于控制電流大小、分壓、分流等。功率：電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，稱為電功率，簡(jiǎn)稱功率。它反映了電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量的快慢。功率的單位是瓦特（W），簡(jiǎn)稱瓦。較大的功率單位有千瓦（kW）。對(duì)于電器設(shè)備而言，功率是一個(gè)重要的參數(shù)，它決定了設(shè)備的能耗和輸出能力。我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的“度”，其實(shí)就是千瓦時(shí)（kWh），是電能的單位，表示功率為1千瓦的電器工作1小時(shí)所消耗的電能。1.2電路的基本組成與狀態(tài)電路：電流所流經(jīng)的路徑稱為電路。一個(gè)完整的電路通常由以下幾個(gè)基本部分組成：*電源：提供電能的裝置，如發(fā)電機(jī)、蓄電池等，它能將其他形式的能量（如機(jī)械能、化學(xué)能）轉(zhuǎn)換為電能。*負(fù)載：消耗電能的裝置，也稱為用電器。它將電能轉(zhuǎn)換為我們需要的其他形式的能量，如電燈將電能轉(zhuǎn)換為光能和熱能，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。*導(dǎo)線：連接電源、負(fù)載和其他元件，用于傳輸電能的導(dǎo)體。*控制和保護(hù)裝置：用于控制電路的通斷、改變電路狀態(tài)，以及在電路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)電路和設(shè)備安全的裝置，如開關(guān)、熔斷器、斷路器等。電路的狀態(tài)：*通路（閉合電路）：電路各部分連接完好，電流能夠正常流通，負(fù)載正常工作的狀態(tài)。*開路（斷路）：電路中某處斷開，電流無(wú)法流通的狀態(tài)。此時(shí)負(fù)載不工作。*短路：指電源未經(jīng)負(fù)載而直接由導(dǎo)線連接起來(lái)的狀態(tài)。這是一種非常危險(xiǎn)的狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致電路中電流急劇增大，可能燒毀電源、導(dǎo)線，甚至引發(fā)火災(zāi)。必須嚴(yán)防短路事故的發(fā)生。1.3歐姆定律歐姆定律是電工學(xué)中最基本、最重要的定律之一，由德國(guó)物理學(xué)家喬治·西蒙·歐姆發(fā)現(xiàn)。它揭示了電路中電流、電壓和電阻三者之間的基本關(guān)系。歐姆定律的內(nèi)容：在同一電路中，通過(guò)某段導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與這段導(dǎo)體的電阻成反比。數(shù)學(xué)表達(dá)式：I=U/R其中：*I表示電流，單位是安培（A）；*U表示電壓，單位是伏特（V）；*R表示電阻，單位是歐姆（Ω）。這個(gè)公式是分析和計(jì)算簡(jiǎn)單電路的基礎(chǔ)。我們可以根據(jù)其中兩個(gè)已知量，求出第三個(gè)未知量。例如，已知電壓和電阻，可以求出電流；已知電流和電阻，可以求出電壓；已知電壓和電流，可以求出電阻。在實(shí)際應(yīng)用中，歐姆定律的靈活運(yùn)用至關(guān)重要。1.4電路的連接方式電路中的元件，可以有多種連接方式，最基本的是串聯(lián)和并聯(lián)。串聯(lián)電路：將電路元件逐個(gè)順次首尾相連接的電路，稱為串聯(lián)電路。串聯(lián)電路的特點(diǎn)：1.電流處處相等：在串聯(lián)電路中，流過(guò)每個(gè)元件的電流是相同的。2.總電壓等于各部分電路兩端電壓之和：電源電壓等于串聯(lián)電路中各個(gè)元件兩端電壓的總和。3.總電阻等于各串聯(lián)電阻之和：串聯(lián)電路的總電阻比其中任何一個(gè)分電阻都大。4.分壓作用：串聯(lián)電路中，各個(gè)電阻兩端的電壓與其電阻值成正比。電阻越大，分得的電壓越高。并聯(lián)電路：將電路元件并列地連接在電路兩點(diǎn)之間的電路，稱為并聯(lián)電路。并聯(lián)電路的特點(diǎn)：1.各支路兩端的電壓相等：并聯(lián)電路中，每個(gè)元件（或支路）兩端的電壓都等于電源電壓。2.總電流等于各支路電流之和：干路電流等于流過(guò)各個(gè)并聯(lián)支路電流的總和。3.總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和：并聯(lián)電路的總電阻比其中任何一個(gè)分電阻都小。4.分流作用：并聯(lián)電路中，通過(guò)各個(gè)電阻的電流與其電阻值成反比。電阻越大，通過(guò)的電流越小。在實(shí)際電路中，往往是串聯(lián)和并聯(lián)的組合，我們稱之為混聯(lián)電路。分析混聯(lián)電路時(shí)，通常需要將其分解為串聯(lián)和并聯(lián)部分，分別運(yùn)用串、并聯(lián)電路的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。第二章電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介2.1發(fā)電、輸電與配電我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔?，并非憑空產(chǎn)生，而是來(lái)自發(fā)電廠。發(fā)電：發(fā)電廠將自然界的一次能源（如煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等）轉(zhuǎn)換為電能。常見的發(fā)電形式有火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和核能發(fā)電等。發(fā)電機(jī)是實(shí)現(xiàn)這一能量轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備。輸電：電能從發(fā)電廠發(fā)出后，需要輸送到用電地區(qū)。由于發(fā)電廠通常距離用電中心較遠(yuǎn)，為了減少在傳輸過(guò)程中的電能損耗，提高輸電效率，通常采用高壓輸電。這是因?yàn)?，在輸送相同功率的情況下，電壓越高，電流就越小，根據(jù)焦耳定律，電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的熱量（損耗）就越小。高壓輸電線路通常架設(shè)得很高，采用鐵塔或水泥桿支撐。配電：電能通過(guò)高壓輸電線路輸送到用電區(qū)域后，需要經(jīng)過(guò)變電站進(jìn)行降壓，然后通過(guò)配電線路分配到千家萬(wàn)戶和各類用電設(shè)備。這個(gè)過(guò)程稱為配電。從變電站出來(lái)的中壓線路（如10kV）先送到配電變壓器，進(jìn)一步降壓為我們?nèi)粘Ｊ褂玫牡蛪海ㄈ?20V/380V），再通過(guò)低壓配電線路送到用戶。2.2常用供電方式與電壓等級(jí)常用供電方式：在低壓配電系統(tǒng)中，常見的供電方式有單相供電和三相供電。*單相供電：通常為220V，一根火線（相線）和一根零線（中性線），再加上一根保護(hù)接地線（PE線），構(gòu)成單相三線制。主要用于居民家庭、小型家用電器等。*三相供電：通常為380V，有三根火線（相線），一根零線（中性線），有時(shí)也會(huì)有一根保護(hù)接地線。三相電可以提供更大的功率，主要用于工業(yè)生產(chǎn)中的電動(dòng)機(jī)等大功率設(shè)備。我們?nèi)粘Ｊ褂玫?20V單相電，就是取自三相電中的一相火線和零線之間的電壓。電壓等級(jí)：電力系統(tǒng)中，電壓等級(jí)的劃分是為了適應(yīng)不同規(guī)模的電能傳輸和分配需求。*高壓：通常指1kV及以上的電壓。如3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV、750kV、1000kV等。*低壓：指1kV以下的電壓。我們?nèi)粘＝佑|最多的是220V（單相）和380V（三相）。了解這些電壓等級(jí)，有助于我們?cè)诠ぷ髦姓_識(shí)別和處理不同場(chǎng)合的電氣設(shè)備。第三章常用電工工具與儀表3.1常用電工工具及其使用“工欲善其事，必先利其器”。作為電工，熟悉并正確使用各種工具是基本技能。驗(yàn)電器：這是電工安全操作的必備工具，用于檢驗(yàn)電氣設(shè)備或線路是否帶電。常用的有低壓驗(yàn)電器（俗稱“電筆”）和高壓驗(yàn)電器。使用低壓驗(yàn)電器時(shí)，手指需接觸筆尾的金屬體，筆尖接觸被測(cè)導(dǎo)體，通過(guò)氖管是否發(fā)光來(lái)判斷是否帶電。使用前應(yīng)先在已知帶電體上校驗(yàn)其是否完好。螺絲刀（起子）：用于緊固或拆卸螺釘。按頭部形狀可分為一字螺絲刀和十字螺絲刀，還有各種專用螺絲刀。選擇螺絲刀時(shí)，應(yīng)使其頭部大小與螺釘槽相匹配，避免損壞螺釘或工具。使用時(shí)，注意用力均勻，防止打滑傷人或損壞設(shè)備。鋼絲鉗（老虎鉗）：用于夾持、剪切導(dǎo)線或金屬絲。其鉗口可用于夾持，齒口可用于旋動(dòng)螺母，刀口可用于剪切。有些鋼絲鉗還帶有剝線口，可用于剝削導(dǎo)線絕緣層。使用時(shí)，要根據(jù)工件大小選擇合適的規(guī)格，避免用力過(guò)猛導(dǎo)致鉗柄斷裂。尖嘴鉗：頭部尖細(xì)，適用于在狹小空間內(nèi)夾持、彎曲導(dǎo)線或操作小零件。斜口鉗（斷線鉗）：專門用于剪斷較粗的導(dǎo)線或金屬絲。剝線鉗：用于剝削導(dǎo)線端部的絕緣層，其鉗口有不同尺寸的切口，以適應(yīng)不同線徑的導(dǎo)線。使用時(shí)，應(yīng)選擇合適的切口，避免傷及線芯。電工刀：用于切割導(dǎo)線絕緣層、電纜外皮等。使用時(shí)，刀口應(yīng)朝外，避免傷手。用完后要及時(shí)將刀片收回刀鞘。扳手：用于緊固或拆卸螺母、螺栓。常用的有活扳手、呆扳手、梅花扳手等?；畎馐质褂渺`活，但容易損壞螺母棱角，應(yīng)盡量選擇與螺母規(guī)格匹配的呆扳手或梅花扳手。使用扳手時(shí)，應(yīng)讓固定鉗口承受主要作用力。沖擊鉆與電錘：用于在墻體、地面等硬質(zhì)材料上鉆孔，以便安裝電氣設(shè)備、敷設(shè)導(dǎo)線。沖擊鉆適用于混凝土、磚石等材料；電錘沖擊力更大，適用于更堅(jiān)硬的材料或較大直徑的孔。使用時(shí)，需佩戴護(hù)目鏡，注意安全。除了上述工具外，還有卷尺、水平儀、電工膠帶、扎帶、手電等輔助工具，也是電工工作中常用的。工具的維護(hù)與保養(yǎng)：1.工具使用后應(yīng)擦拭干凈，放置在干燥、通風(fēng)的工具盒或工具柜內(nèi)，防止生銹、受潮。2.定期檢查工具的完好性，如絕緣部分是否破損、活動(dòng)部分是否靈活、刃口是否鋒利等。3.對(duì)于絕緣工具（如驗(yàn)電器、絕緣手套、絕緣靴），應(yīng)定期進(jìn)行絕緣性能檢測(cè)，確保其安全可靠。4.不可將工具當(dāng)錘子等其他用途使用，以免損壞。3.2常用電工儀表及其使用電工儀表是測(cè)量電路中各種電參數(shù)的工具，是分析電路、判斷故障、調(diào)試設(shè)備的重要手段。萬(wàn)用表：這是一種多功能、多量程的便攜式儀表，通?？梢詼y(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻等，有些萬(wàn)用表還可以測(cè)量交流電流、電容、電感、二極管、三極管參數(shù)等。使用萬(wàn)用表時(shí)，首先要根據(jù)被測(cè)量的種類（電壓、電流、電阻等）選擇正確的功能檔位，并選擇合適的量程。測(cè)量電壓時(shí)，萬(wàn)用表應(yīng)并聯(lián)在被測(cè)電路兩端；測(cè)量電流時(shí)，萬(wàn)用表應(yīng)串聯(lián)在被測(cè)電路中。測(cè)量電阻時(shí)，必須確保被測(cè)電路已斷電，并且不能有并聯(lián)支路。每次測(cè)量前，最好先預(yù)估被測(cè)量的大小，選擇合適的量程，若無(wú)法預(yù)估，應(yīng)從最大量程開始試測(cè)，再逐步減小量程，以保護(hù)儀表。使用完畢后，應(yīng)將功能開關(guān)置于交流電壓最大檔或“OFF”檔。兆歐表（搖表）：專門用于測(cè)量電氣設(shè)備的絕緣電阻。絕緣電阻是衡量電氣設(shè)備絕緣性能好壞的重要指標(biāo)，其數(shù)值通常很大，以兆歐（MΩ）為單位。兆歐表主要由手搖發(fā)電機(jī)（或其他電源）、磁電式比率計(jì)和測(cè)量線路組成。使用時(shí)，必須將被測(cè)設(shè)備從電源斷開，并進(jìn)行充分放電。測(cè)量時(shí)，兆歐表的“L”（線路）端接被測(cè)設(shè)備的導(dǎo)電部分，“E”（接地）端接被測(cè)設(shè)備的外殼或接地部分。對(duì)于電纜等設(shè)備，還需連接“G”（屏蔽）端以消除表面泄漏電流的影響。測(cè)量時(shí)，勻速搖動(dòng)手柄（通常為每分鐘120轉(zhuǎn)），待指針穩(wěn)定后讀取數(shù)值。測(cè)量完畢后，也應(yīng)注意放電。鉗形電流表：一種無(wú)需斷開電路即可測(cè)量交流電流的儀表。它的核心部分是一個(gè)穿心式電流互感器。使用時(shí)，將鉗口張開，夾住一根被測(cè)導(dǎo)線（注意只能夾一根），儀表即可指示出被測(cè)電流的大小。鉗形電流表通常也具備測(cè)量電壓和電阻的功能。使用時(shí)，同樣要注意選擇合適的量程。電能表（電度表）：用于計(jì)量一段時(shí)間內(nèi)消耗的電能總量，是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷碾姽x表之一。其單位是千瓦時(shí)（kWh），俗稱“度”。電能表按其工作原理可分為感應(yīng)式（機(jī)械式）和電子式兩大類。使用任何電工儀表，都應(yīng)仔細(xì)閱讀其使用說(shuō)明書，了解其性能、量程、使用方法和注意事項(xiàng)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，以確保測(cè)量準(zhǔn)確和人身設(shè)備安全。第四章常用電器元件4.1開關(guān)電器開關(guān)電器在電路中起著控制電路通斷、保護(hù)電路安全的重要作用。刀開關(guān)（閘刀開關(guān)）：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由刀片、刀座和操作手柄組成。用于不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?，或作為電源隔離開關(guān)使用。在選用時(shí)，其額定電流應(yīng)大于或等于電路的最大工作電流。在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，會(huì)產(chǎn)生電弧，因此大容量的刀開關(guān)通常配有滅弧罩。負(fù)荷開關(guān)：能在正常負(fù)荷下接通和分?jǐn)嚯娐?，也能在短路情況下借助熔斷器的作用分?jǐn)喽搪冯娏?。其滅弧能力比刀開關(guān)強(qiáng)，但不如斷路器。斷路器（空氣開關(guān)）：這是目前應(yīng)用最廣泛的開關(guān)電器之一。它不僅能在正常情況下接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電流，還能在電路發(fā)生過(guò)載、短路等故障時(shí)自動(dòng)切斷故障電流，起到保護(hù)作用。斷路器的種類很多，按極數(shù)分有單極、兩極、三極、四極；按脫扣器類型分有熱脫扣器（過(guò)載保護(hù)）、電磁脫扣器（短路保護(hù)）、復(fù)式脫扣器（過(guò)載和短路保護(hù)）等。選擇斷路器時(shí)，需根據(jù)電路的額定電流、保護(hù)特性等因素綜合考慮。漏電保護(hù)器（RCD）：全稱是剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。它主要用于防止人身觸電事