導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電工的初級知識，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

本章學習要點：

1．熟悉電流、電壓、電阻、電功率、電功等常用的物理量；

2．了解常用電氣元件的電路符號，能夠看懂電路圖的連接關(guān)系；

3．熟練掌握歐姆定律的兩種形式，明確U，J，R，E，r之間的關(guān)系；

4．準確辨識簡單電路電阻的串、并聯(lián)關(guān)系，掌握兩種連接形式中每個元件上電壓、電流與總電壓、總電流的關(guān)系。

現(xiàn)實生活中，我們經(jīng)常聽到或說起很多有關(guān)電方面的名詞、術(shù)語，也經(jīng)常有很多用電方面的困惑。這些名詞、術(shù)語究竟是怎樣定義的?它們之間有什么關(guān)系?是什么因素導(dǎo)致電壓的高低、電流的大小?為什么會發(fā)生由用電引發(fā)的火災(zāi)?為什么家里幾個月沒人住，還會產(chǎn)生電費?很多經(jīng)常聽到的，看似簡單，又不容易說清的問題，通過本章的學習都會有明確的答案。

§1—1 電學的基本物理量

一、電量

自然界中的一切物質(zhì)都是由分子組成的，分子又是由原子組成的，而原子是由帶正電荷的原子核和一定數(shù)量帶負電荷的電子組成的。在通常情況下，原子核所帶的正電荷數(shù)等于核外電子所帶的負電荷數(shù)，原子對外不顯電性。但是，用一些辦法，可使某種物體上的電子轉(zhuǎn)移到另外一種物體上。失去電子的物體帶正電荷，得到電子的物體帶負電荷。物體失去或得到的電子數(shù)量越多，則物體所帶的正、負電荷的數(shù)量也越多。

物體所帶電荷數(shù)量的多少用電量來表示。電量是一個物理量，它的單位是庫侖，用字母C表示。1C的電量相當于物體失去或得到6.25×1018個電子所帶的電量。

二、電流

電荷的定向移動形成電流。電流有大小，有方向。

1．電流的方向

1、人們規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。金屬導(dǎo)體中，電流是電子在導(dǎo)體內(nèi)電場的作用下定向移動的結(jié)果，電子流的方向是負電荷的移動方向，與正電荷的移動方向相反，所以金屬導(dǎo)體中電流的方向與電子流的方向相反，如圖1—1所示。

2．電流的大小

電學中用電流強度來衡量電流的大小。電流強度就是l秒鐘通過導(dǎo)體截面的電量。電流強度用字母表示，計算公式如下：

式中 ——電流強度，單位安培(A)；

——在t秒時間內(nèi)，通過導(dǎo)體截面的電量數(shù)，單位庫侖(C)；

——時間，單位秒(s)。

實際使用時，人們把電流強度簡稱為電流。電流的單位是安培，簡稱安，用字母A表示。如果1秒內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量為1庫侖，則該電流的電流強度為1安培，習慣簡稱電流為1安。實際應(yīng)用中，除單位安培外，還有千安()、毫安()和微安()。它們之間的關(guān)系為：

三、電壓

為了弄清楚電荷在導(dǎo)體中定向移動而形成電流的原因，我們對照圖1—2a水流的形成來理解這個問題。

從圖1—2a可以看到外水由一A槽經(jīng)C管向8槽流去。水之所以能在C管中進行定向移動，是由于A槽水位高，B槽水位低所致：A，B兩槽之間的水位差即水壓，是實現(xiàn)水形成水流的原因。與此相似，當圖1—2b中的開關(guān)S閉合后，電路里就有電流。這是因為電源的正極電位高，負極電位低。兩個極間電位差(電壓)使正電荷從正極出發(fā)，經(jīng)過負載R移向負極形成電流。所以，電壓是自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因。在電路中電場力把單位正電荷由高電位a點移向低電位b點所做的功稱為兩點間的電壓，用表示。所以電壓是a與b兩點間的電位差，它是衡量電場力做功本領(lǐng)大小的物理量。

電壓用字母U表示，單位為伏特，電場力將1庫侖電荷從a點移到b點所做的功為1焦耳，則ab間的電壓值就是1伏特，簡稱伏，用字母V表示。常用的電壓單位還有千伏(kV)，毫伏(mV)等。它們之間的關(guān)系為：

1 kV=V

l V=mV

電壓與電流相似，不但有大小，而且有方向。對于負載來說，電流流人端為正端，電流流出端為負端。電壓的方向是由正端指向負端，也就是說負載中電壓實際方向與電流方向一致。在電路圖中，用帶箭頭的細實線表示電壓的方向。

四、電動勢、電源

在圖1—2a中，為使水在C管中持續(xù)不斷地流動，必須用水泵把B槽中的水不斷地泵入A槽，以維持兩槽間的固定水位差，也就是要保證C管兩端有一定的水壓。在圖1—2b中，電源與水泵的作用相似，它把正電荷由電源的負極移到正極，以維持正、負極間的電位差，即電路中有一定的電壓使正電荷在電路中持續(xù)不斷地流動。

電源是利用非電力把正電荷由負極移到正極的，它在電路中將其他形式能轉(zhuǎn)換成電能。電動勢就是衡量電源能量轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的物理量，用字母E表示，它的單位也是伏特，簡稱伏，用字母V表示。

電源的電動勢只存在于電源內(nèi)部。人們規(guī)定電動勢的方向在電源內(nèi)部由負極指向正極。在電路中也用帶箭頭的細實線表示電動勢的方向，如圖1—2b所示。當電源兩端不接負載時，電源的開路電壓等于電源的電動勢，但二者方向相反。

生活中用測量電源端電壓的辦法，來判斷電源的狀態(tài)。比如測得工作電路中兩節(jié)5號電池的端電壓為2.8 V，則說明電池電量比較充足。

五、電阻

一般來說，導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻，用字母R表示。電阻的單位為歐姆，簡稱歐，用字母表示。

如果導(dǎo)體兩端的電壓為1伏，通過的電流為1安，則該導(dǎo)體的電阻就是1歐。

常用的電阻單位還有千歐(k)、兆歐(M)。它們之間的關(guān)系為：

1 k=

1 M=k

應(yīng)當強調(diào)指出：電阻是導(dǎo)體中客觀存在的，它與導(dǎo)體兩端電壓變化情況無關(guān)，即使沒有電壓，導(dǎo)體中仍然有電阻存在。實驗證明，當溫度一定時，導(dǎo)體電阻只與材料及導(dǎo)體的幾何尺寸有關(guān)。對于二根材質(zhì)均勻、長度為L、截面積為S的導(dǎo)體而言，其電阻大小可用下式表示：

式中 ——導(dǎo)體電阻，單位為歐()；

——導(dǎo)體長度，單位為米(m)；

——導(dǎo)體截面積，單位為平方毫米()；

——電阻率，單位為歐·米(·m)。

式中電阻率是與材料性質(zhì)有關(guān)的物理量。電阻率的大小等于長度為1m，截面積為1的導(dǎo)體在一定溫度下的電阻值，其單位為歐米(：m)。例如，銅的電阻率為1.7×·m，就是指長為1m，截面積為1mmz的銅線的電阻是1.7×。幾種常用材料在20時的電阻率見表1—1。

從表中可知，銅和鋁的電阻率較小，是應(yīng)用極為廣泛的導(dǎo)電材料。以前，由于我國鋁的礦藏量豐富，價格低廉，常用鋁線作輸電線。由于銅線有更好的電氣特性，如強度高、電阻率小，現(xiàn)在銅制線材被更廣泛應(yīng)用。電動機、變壓器的繞組一般都用銅材。

表1—1  幾種常用材料在20℃時的電阻率

材料名稱電阻率(·m)

銀1.6×

銅1.7×

鋁2.9×

鎢5.3×

鐵1.0×

康銅5.0×

錳銅4.4×

鋁鉻鐵電阻絲1.2×

六、電功、電功率

電流通過用電器時，用電器就將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能，如熱能、光能和機械能等。我們把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能叫做電流做功，簡稱電功，用字母W表示。電流通過用電器所做的功與用電器的端電壓、流過的電流、所用的時間和電阻有以下的關(guān)系：

如果公式(1—3)中，電壓單位為伏，電流單位為安，電阻單位為歐，時間單位為秒，則電功單位就是焦耳，簡稱焦，用字母J表示。

電流在單位時間內(nèi)通過用電器所做的功稱為電功率，用字母P表示。其數(shù)學表達式為：

將公式(1—3)代入公式1—4后得到：

若在公式(1—4)中，電功單位為焦耳，時間單位為秒，則電功率的單位就是焦耳/秒。焦耳/秒又叫瓦特，簡稱瓦，用字母W表示。在實際工作中，常用的電功率單位還有千瓦(kW)、毫瓦(mW)等。它們之間的關(guān)系為：

1kW=W

1W=mW

從公式1—5中可以得出如下結(jié)論：

1．當用電器的電阻一定時，電功率與電流平方或電壓平方成正比。若通過用電器的電流是原來電流的2倍，則電功率就是原功率的4倍；

若加在用電器兩端電壓是原電壓的2倍,則電功率就是原功率的4倍。

2．當流過用電器的電流一定時，電功率與電阻值成正比。對于串聯(lián)電阻電路，流經(jīng)各個電阻的電流是相同的，則串聯(lián)電阻的總功率與各個電阻的電阻值的和成正比。

3．當加在用電器兩端的電壓一定時，電功率與電阻值成反比。對于并聯(lián)電阻電路，各個電阻兩端電壓相等，則各個電阻的電功率與各電阻的阻值成反比。

在實際工作中，電功的單位常用千瓦小時(kW·h)，也叫“度”。1千瓦小時是1度，它表示功率為1千瓦的用電器1小時所消耗的電能，即：

1kW·h=1kW×1h=3.6×J

例題1 一臺42英寸(1英寸=2.54厘米)等離子電視機的功率約為300W，平均每天開機3小時，若每度電費為人民幣0.48元，問一年(以365天計算)要交納多少電費?

解：

電視機的功率P=300 W=0.3 kW

電視機一年開機的時間t=3×365=1 095 h

電視機一年消耗的電能W=Pt=0.3×1 095=328.5 kW·h

一年的電費為328.5×0.48=157.68元

想一想：現(xiàn)在的電氣在不工作時經(jīng)常是通電的，(待機狀態(tài))，此時的功耗很低，一般不超過10 W(計算時可以估算為5 W)，假定家中有空調(diào)、電視機、DVD播放器、家庭影院功放、計算機主機、計算機顯示器，如果這些電氣長期處在待機狀態(tài)，它們一年要消耗多少電費?有沒有其他問題?

七、電流的熱效應(yīng)

電流通過導(dǎo)體使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)換成熱能的效應(yīng)。

電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，用焦耳一楞次定律表示如下：

式中 ——熱量，單位焦耳(J)；

——通過導(dǎo)體的電流，單位安培(A)；

——導(dǎo)體電阻，一單位歐姆()；

——導(dǎo)體通過電流的時間，單位秒(S)

焦耳一楞次定律的物理意義是：電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量，與電流強度的平方、導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比。

在生產(chǎn)和生活中，應(yīng)用電流熱效應(yīng)制作各種電氣。如白熾燈、電烙鐵、電烤箱、熔斷器等在工廠中最為常見；

電吹風、電褥子等常用于家庭中。但是電流的熱效應(yīng)也有其不利的一面，如電流的熱效應(yīng)能使電路中不需要發(fā)熱的地方(如導(dǎo)線)發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣材料老化，甚至燒毀設(shè)備，導(dǎo)致火災(zāi)，是一種不容忽視的潛在禍因。

例題2 已知當一臺電烤箱的電阻絲流過5 A電流時，每分鐘可放出1.2×J的熱量，求這臺電烤箱的電功率及電阻絲工作時的電阻值。

解：

根據(jù)公式(1—4)，電烤箱的電功率為：

電阻絲工作時電阻值為：

§1—2 電 路

一、電路的組成和作用

電流所流過的路徑稱為電路。它是由電源、負載、開關(guān)和連接導(dǎo)線等4個基本部分組成的，如圖1—3所示。電源是把非電能轉(zhuǎn)換成電能并向外提供電能的裝置。常見的電源有干電池、蓄電池和發(fā)電機等。負載是電路中用電器的總稱，它將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能。如電燈把電能轉(zhuǎn)換成光能；

電烙鐵把電能轉(zhuǎn)換成熱能；

電動機把電能轉(zhuǎn)換成機械能。開關(guān)屬于控制電器，用于控制電路的接通或斷開。連接導(dǎo)線將電源和負載連接起來，擔負著電能的傳

輸和分配的任務(wù)。電路電流方向是由電源正極經(jīng)負載流到電源負極，在電源內(nèi)部，電流由負極流向正極，形成一個閉合通路。

二、電路圖

在設(shè)計、安裝或維修各種實際電路時，經(jīng)常要畫出表示電路連接情況的圖。如果是畫如圖1—3所示的實物連接圖，雖然直觀，但很麻煩。所以很少畫實物圖，而是畫電路圖。所謂電路圖就是用國家統(tǒng)一規(guī)定的符號，來表示電路連接情況的圖。表1—2是幾種常用的電工符號。圖1—4是圖1—3的電路圖。

表1—2  幾種常用的電工符號

名稱符號名稱符號

電池電流表

導(dǎo)線電壓表

開關(guān)熔斷器

電阻電容

照明燈接地

三、電路的三種狀態(tài)

電路有三種狀態(tài)：即通路、開路、短路。

通路是指電路處處接通。通路也稱為閉合電路，簡稱閉路。只有在通路的情況下，電路才有正常的工作電流開路是電路中某處斷開，沒有形成通路的電路。開路也稱為斷路，此時

電路中沒有電流；

短路是指電源或負載兩端被導(dǎo)線連接在一起，分別稱為電源短路或負載短路。電源短路時電源提供的電流要比通路時提供的電流大很多倍，通常是有害的，也是非常危險的，所以一般不允許電源短路。

§1—3 歐姆定律

一、一段電阻電路的歐姆定律

所謂一段電阻電路是指不包括電源在內(nèi)的外電路，如圖1—5所示。實驗證明，二段電阻電路歐姆定律的內(nèi)容是，流過導(dǎo)體的電流強度與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比；

與這殷導(dǎo)體的電阻成反比。其數(shù)學表達式為：

式中 ——導(dǎo)體中的電流，(A)；

——導(dǎo)體兩端的電壓，(V)；

——導(dǎo)體的電阻，()。

在公式（1—7)中，已知其中兩個量，就可以求出第三個未知量；

公式(1—7)又可寫成另外兩種形式：

1. 已知電流、電阻，求電壓：

2. 已知電壓、電流，求電阻：

例題3 一臺直流電動機勵磁繞組在220V電壓作用下，通過繞組的電流為0.427A，求繞組的電阻。

解：

已知電壓U=220 V，電流I=0.427 A，由公式(1—9)得：

二、全電路歐姆定律

全電路是指含有電源的閉合電路。全電路是由各段電路連接成的閉合電路。如圖1—6所示，電路包括電源內(nèi)部電路和電源外部電路，電源內(nèi)部電路簡稱內(nèi)電路，電源外部電路簡稱外電路。在全電路中，電源電動勢、電源內(nèi)電阻、外電路電阻和電路電流之商的關(guān)系為：

式中 ——電路中的電流，(A)；

——電源電動勢，(V)；

——外電路電阻，()；

——內(nèi)電路電阻，()。

公式(1—10)是全電路歐姆定律。定律說明電路中的電流強度與電源電動勢()成正比，與整個電路的電阻（）成反比。

將公式(1—10)變換后得到：

式中 ——外電路電壓；

——內(nèi)電路電壓。

外電路電壓是指電路接通時電源兩端的電壓，又叫做路端電壓，簡稱端電壓。這樣，公式(1—11)的含義又可敘述為：電源電動勢在數(shù)值上等于閉合回路的各部分電壓之和。根據(jù)全電路歐姆定律研究全電路處于三種狀態(tài)時，全電路中電壓與電流的關(guān)系是：

1．當全電路處于通路狀態(tài)時，由公式(1—11)可以得出端電壓為：

由公式可知，隨著電流的增大，外電路電壓也隨之減小。電源內(nèi)阻越大，外電路電壓減小得越多。在直流負載時需要恒定電壓供電，所以總是希望電源內(nèi)阻越小越好。

2. 當全電路處于斷路狀態(tài)時，相當于外電路電阻值趨于無窮大，此時電路電流為零，開路內(nèi)電路電阻電壓為零，外電路電壓等于電源電動勢。

3．當全電路處于短路狀態(tài)時，外電路電阻值趨近于零，此時電路電流叫短路電流。由于電源內(nèi)阻很小，所以短路電流很大。短路時外電路電壓為零，內(nèi)電路電阻電壓等于電源電動勢。

全電路處于三種狀態(tài)時，電路中電壓與電流的關(guān)系見表1—3。

表1—3    電路中電壓與電流的關(guān)系

電路狀態(tài)負載電阻電路電流外電路電壓

通路=常數(shù)

開路

短路0

通常電源電動勢和內(nèi)阻在短時間內(nèi)基本不變，且電源內(nèi)阻又非常小，所以可近似認為電源的端電壓等于電源電動勢。今后不特別指出電源內(nèi)阻時，就表示其阻值很小忽略不計。但對于電池來說，其內(nèi)阻隨電池使用時間延長而增大。如果電池內(nèi)阻增大到一定值時，電池的電動勢就不能使負載正常工作了。如舊電池開路時兩端的電壓并不低，但裝在收音機里，卻不能使收音機發(fā)聲，這是由于電池內(nèi)阻增大所致。

例題4如圖1一6所示的電路。電源電動勢=24 V，電源內(nèi)阻=-4，負載電阻=20 。求電路中的電流，電源的端電壓，負載電壓和電源內(nèi)阻電壓。

解：

根據(jù)公式(1—10)，電路中的電流：

由公式(1一11)，電路中電源的端電壓：

根據(jù)公式(1—8)，電路中的負載電壓：

根據(jù)公式(1一8)，電路中電源內(nèi)阻的電壓：

§1—4 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路

一、電阻的串聯(lián)電路

在一段電路上，將幾個電阻的首尾依次相連所構(gòu)成的一個沒有分支的電路，叫做電阻的串聯(lián)電路。如圖1—7a所示是電阻的串聯(lián)電路。圖1—7b是圖1—7a的等效電路。電阻的串聯(lián)電路有以下特點：

1．串聯(lián)電路中流過各個電阻的電流都相等，即：

2．串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和，即：

3．串聯(lián)電路的總電阻(即等效電阻)等于各串聯(lián)的電阻之和，即：

根據(jù)歐姆定律得出，，，…，可以得出：

或者

此公式表明，在串聯(lián)電路中，龜阻的阻值越大，這個電阻所分配到的電壓越大；

反之，電壓越小，即電阻上的電壓分配與電阻的阻值成正比。這個理論是電阻串聯(lián)電路中最重要的結(jié)論，用途極其廣泛。比如，用串聯(lián)電阻的辦法來擴大電壓表的量程：

在如圖1—7a所示的，電路中，將代人公式(1—14）式中

這兩個公式可以直接計算出每個電阻從總電壓中分得的電壓值，習慣上就把這兩個式子叫做分壓公式。

電阻串聯(lián)的應(yīng)用極為廣泛。例如：

(1)用幾個電阻串聯(lián)來獲得阻值較大的電阻。

(2)用串聯(lián)電阻組成分壓器，使用同一電源獲得幾種不同的電壓。如圖1—8所示，由

R1～R4組成串聯(lián)電路，使用同一電源，輸出4種不同數(shù)值的電壓。

(3)當負載的額定電壓(標準工作電壓值)低于電源電壓時，采用電阻與負載串聯(lián)的方法，使電源的部分電壓分配到串聯(lián)電阻上，以滿足負載正確的使用電壓值。例如，一個指示燈額定電壓6 V，電阻6，若將它接在12 V電源上，必須串聯(lián)一個阻值為6的電阻，指示燈才能正常工作。

(4)用電阻串聯(lián)的方法來限制調(diào)節(jié)電路中的電流。在電工測量中普遍用串聯(lián)電阻法來擴大電壓表的量程。

二、電阻的并聯(lián)電路

將兩個或兩個以上的電阻兩端分別接在電路中相同的兩個節(jié)點之間，這種連接方式叫做電阻的并聯(lián)電路。如圖1—9a所示是電阻的并聯(lián)電路，圖1—9b是圖1—9a的等效電路。

電阻的并聯(lián)電路有如下特點：

1．并聯(lián)電路中各個支路兩端的電壓相等，即：

2．并聯(lián)電路中總的電流等于各支路中的電流之和，即：

3．并聯(lián)電路的總電阻(即等效電阻)的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即：

若是兩個電阻并聯(lián)，根據(jù)公式1—18可求并聯(lián)后的總電阻為：

根據(jù)公式(1—l6)及歐姆定律可以得出：

公式(1—20)表明，在并聯(lián)電路中，電阻的阻值越大，這個電阻所分配到的電流越小，反之越大，即電阻上的電流分配與電阻的阻值成反比。這個結(jié)論是電阻并聯(lián)電路特點的重要推論，用途極為廣泛，比如，用并聯(lián)電阻的辦法，擴大電流表的量程。

電阻并聯(lián)的應(yīng)用，同電阻串聯(lián)的應(yīng)用一樣，也很廣泛。例如：

(1)因為電阻并聯(lián)的總電阻小于并聯(lián)電路中的任意一個電阻，因此，可以用電阻并聯(lián)的方法來獲得阻值較小的電阻。

(2)由于并聯(lián)電阻各個支路兩端電壓相等，因此，工作電壓相同的負載，如電動機、電燈等都是并聯(lián)使用，任何一個負載的工作狀態(tài)既不受其他負載的影響，也不影響其他負載。在并聯(lián)電路中，負載個數(shù)增加，電路的總電阻減小，電流增大，負載從電源取用的電能多，負載變重；

負載數(shù)目減少，電路的總電阻增大，電流減小，負載從電源取用的龜能少，負載變輕。因此，人們可以根據(jù)工作需要啟動或停止并聯(lián)使用的負載。

(3)在電工測量中應(yīng)用電阻并聯(lián)方法組成分流器來擴大電流表的量程。

§1—5 電工測量基本知識

自然界中的物理量，都可以使用特定的工具來進行測量。測量各種電量的儀器儀表，統(tǒng)稱為電工測量儀表。電工測量儀表種類繁多，最常見的是測量基本電量的儀表。

電工儀表依據(jù)測量方法、儀表結(jié)構(gòu)、儀表用途來分，有很多種。概括來說，電工儀表用來測量電路中的電流、電壓、電功率、電功、功率因數(shù)、電量的頻率{電阻、絕緣狀況等物理量。由此就有用各種被測物理量冠名的儀表，如電流表、電壓表等。其中一些電量要在后續(xù)課程中介紹。本書簡單介紹電工應(yīng)用中最常用的儀表——萬用表。萬用表是一種便攜式儀表。由于其能夠測量交流、直流電壓或電流參數(shù)：以及電路中的電阻等；

被稱為萬用表。根據(jù)萬用表內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理的不同，可以把萬用表分為：機械指針式萬用表(簡稱機械表)籠和電子數(shù)顯式萬用表(簡稱電子表)兩類。本節(jié)重點介紹機械表。

一、萬用表的外形及基本組成

如圖1-10所示，是機械指針式萬用表的外形。

操作萬用表的主要部分有三個：擋位撥盤、表筆、讀數(shù)表頭。萬用表除了這幾部分外，最主要的是表內(nèi)電路和表頭機電基本體模塊部分。萬用表的表殼部分承擔著各部分的保護與承載的責任。由于萬用表是一種移動測量儀表，容易受到磕碰摔砸的損害，所以應(yīng)注意防護：

1. 擋位撥盤

如圖1—11所示，用于選擇測量哪種物理量，一般萬用表都至少設(shè)有如下四個擋位，每個擋位又分為幾個不同量限或不同倍率的擋位：

交流電壓擋：測量交流電壓，如圖1—11所示，又分為10 V，50 V，250 V，500 V，1 000 V五個子擋位。

直流電壓擋：測量直流電壓，如圖1—11所示，又分為0.25 V，2.5 V，10 V，50 V，250 V，500 V六個子擋位。

直流電流擋：用于測量直流電流值，如圖1—11所示，又分為1 mA，10 mA，100 mA，1 000 mA四個子擋位。

電阻擋：用于測量電器阻值，如圖1—11所示，又分為×1，×10，×l00，×1 k四個子擋位。

電壓、電流的每個擋位的數(shù)值表示的是量限(或量程)，待測的物理量值應(yīng)小于該值。在選擇擋位時，要選擇一個擋位量限大于被測量值，并且與被測量值最接近的一個量限的擋位。比如，要測一個直流電壓，估計其值約為190 V，則應(yīng)選擇直流250 V擋位。此時擋位值250 V大于被測量190 V，且250 V擋位比500 V，1 000 V兩個擋位更接近被測量值。這樣選擇既能保證萬用表的安全，又能保證測量精度。

機械表電阻擋的幾個擋位表示幾個不同的倍率。由于機械表的表頭指針在整個刻度的20％～80％之間，讀數(shù)比較準確，尤其是電阻擋位對應(yīng)的表頭刻度的非均勻性，在這個范圍內(nèi)更利于讀取數(shù)值，所以，利用電阻擋的倍率選擇，可以使表頭指針落在該范圍內(nèi)。電子表電阻擋位的標示數(shù)值與電流、電壓的數(shù)值一樣，表示量限，不是倍率。電子表的擋位選擇方法與電流、電壓擋位一樣。

2．表頭

如圖1—12所示為萬用表表頭。

機械表頭有若干條刻度線：刻度線1是電阻值讀取線，指針指向最右端，指示值為0；

指針指向最左端，指示值為。注意被測電阻的實際阻值是指示值與所選擋位的倍率的乘積。比如，在R×1 k擋，當從刻度線上讀取35時，如圖1—13所示，電阻的測量阻值為35×1 k=35 k；

刻度線2是均勻刻度線，用于

讀取電壓、電流的指示值。被測對象的測量值也經(jīng)常需要從讀取值換算而得到。比如使用直流電壓500 V擋，按50刻度線讀數(shù)，如果讀取值為43，如圖1一14所示，則被測電壓的測量值為43×(500+50)=430 V；

如果按250刻度線讀數(shù)，見刻度線，讀數(shù)應(yīng)為215，則被測電壓的測量值為215×(500÷250)=430 V，即從同二類的刻度線讀數(shù)，經(jīng)過換算，得到的測量值是一樣的。機械表頭經(jīng)常還有其他一些刻度線，請參照有關(guān)書籍。

電子表頭的讀數(shù)比較簡單，可直接讀數(shù)，然后冠以所選擋位的單位，即是被測對象的測量值。比如使用電流20 mA擋，讀數(shù)值為15.5，則測量值為l5.5 mA。

3．表筆

萬用表的兩表筆一般使用紅黑兩種顏色，紅表筆一般插在標有“十”的插孔內(nèi)，黑表筆一般插在標有“一”的插孔內(nèi)。測量電壓時，紅、黑表筆分別接在高、低電位端；

測量電流時，紅、黑表筆分別接在電流的流入端和流出端。否則表針會反向打針，對萬用表不利。

二、萬用表的使用步驟

1．確認萬用表的狀態(tài)，保證各部分的功能正?？煽?。

2. 明確要測量的物理量。一般包括交流電壓、直流電壓、直流電流和電阻器阻傅。

3．選擇合適的擋位，如前所述。

4．適當接人被測對象。測量電壓時，直接將紅、黑表筆并接在被測元件的高、低電位兩端或電路中的高、低電位點上。測量電流時，須斷開被測電路，將紅、黑表筆接八電路的電流流出、流入端，使電流經(jīng)紅表筆流入表內(nèi)，從黑表筆流出時測量電阻器阻值時，電阻器須脫離電路，然后將表筆兩端接在電阻器兩端測量即可。

5．獲取測量值。讀取刻度值，并進行必要的換算及冠以單位，如前所述。

6．測量值的分析。對測得值要進行確認，是否合理，是否具備科學性。

三、萬用表的使用注意事項

1．萬用表是便攜式儀表，本身精度不高，可能有5％以內(nèi)的誤差。

2．測量電阻時，首先要進行電阻值調(diào)零，方法是將表筆短接，使用萬用表面板上的調(diào)零鈕進行調(diào)整。

3．注意檢查萬用表內(nèi)的電池，當電量不足時，會影響電阻的測量。

4．萬用表最容易發(fā)生的損壞是，當萬用表處在電流擋時，測量電壓，此時極易永久性損壞內(nèi)部電路及表頭。避免的辦法是，每次用完萬用表，都將擋位置于交流電壓最高擋(一般為1 000 V)。

習 題

1．電流是用來表示_________的物理量，常用的單位是_________。

2．電阻是用來表示_________的物理量，常用的單位是_________。

3．電壓是用來表示_________的物理量，常用的單位是_________。

4．分別用公式來表示下面各組量之間的關(guān)系：

(1) 電量、電流、時間

(2) 電流、電壓、電阻

(3) 電功、電功率、時間

5．電流通過導(dǎo)體的發(fā)熱現(xiàn)象叫__________，發(fā)熱的多少與_________的平方成正比，與電阻的阻值成_________，與時間成正比，這個關(guān)系寫成公式是__________。

6．導(dǎo)體中電流的方向規(guī)定是__________的方向。電流方向與電子流方向___________。

7．簡單描述電路各組成部分的作用。

8．畫圖表示電路的3種狀態(tài)。

9．鎳鉻電爐絲的電阻率是1.1×·m，爐絲截面積0.6。如果將電爐接在220 V的電源上，使爐絲通過3 A的電流，應(yīng)選用多長的電爐絲?

10．有兩只燈泡，一只110 V 110 W，另一只110 V 60 W，試問哪只燈泡的電阻大?若將兩只燈泡串聯(lián)接在220 V的線路中，是否可以正常使用，通電后有什么現(xiàn)象。

11．有3個電阻=5 ， =3 ，=2 ，串聯(lián)后接在12 V的電源上，求電路中的電流，各電阻上的電壓。

12．有兩只220 V的燈泡，一只15 W，另一只25 W，并聯(lián)接在220 V電源上。求電路的等效電阻、總電流和各燈泡流過的電流。

13．有60 W，40 W，20 W三只220 V的燈泡，要接在220 V電源上正常使用，應(yīng)采取哪種連接方式?畫出電路圖。

14．將兩只220 V 60 W的燈泡串聯(lián)接入220 V電路中，每只燈泡實際消耗的電功率是多少?燈泡的壽命有何變化? 這種情況是否可以應(yīng)用到實際生活中(舉例說明)?

15．簡單敘述電工技術(shù)中廣泛使用銅材料的原因。

16．列舉幾項節(jié)電方法。

17．萬用表一般有__________和__________兩種類型，一般萬用表可用來測量__________、__________和__________三種物理量。

18．萬用表最容易發(fā)生的永久損壞是當萬用表處于__________擋位時，被用來測量

19．用萬用表測量電阻時，要先對萬用表進行__________操作。

20．使用萬用表測量交、直流電壓、電流。

第二章 電磁的基本知識

本章學習要點：

1．熟悉磁的特性及磁的表示方法，熟悉磁通、磁感應(yīng)強度、磁導(dǎo)率的概念以及鐵磁材料的特點。

2．熟悉電生磁、-磁生電及磁對電流的力的作用的三個現(xiàn)象，了解三個現(xiàn)象方向判定關(guān)系，定性掌握磁場對電流的力的作用規(guī)律。

3。熟悉自感、互感現(xiàn)象，了解典型應(yīng)用和避害知識。

人們的生活因為有了電而便捷、精彩、時尚。人們總愛假想“如果有一天，這個世界突然沒了電……”，可是，如果這個世界沒有了磁，會怎樣呢?

實際上電與磁有著密不可分的關(guān)系。正因為有了這個關(guān)系，我們才有了電、電燈、電視、電話、計算機、電動機……，同時一也因為這個關(guān)系，導(dǎo)致了我們的電氣壽命的短暫，突發(fā)故障的不約而至。你想知道這是什么原因嗎?

§2—1 磁的基本知識

一、磁現(xiàn)象

早在2 000多年前，我們的祖先就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦石具有吸引鐵的性質(zhì)。人們把物體能夠吸引鐵、鉆、鎳及其合金的性質(zhì)稱為磁性，把具有磁性的物體叫做磁體。磁體上磁性最強的位置稱為磁極，磁體有兩個磁極：即南極和北極，通常用字母S表示南極(常涂紅色)，用字母N表示北極(常涂綠色或白色)。條形、蹄形、針形磁鐵的磁極位于它們的兩端。值得注意的是任何一個磁體的磁極總是成對出現(xiàn)的。若把一個條形磁鐵分割成若干段，則每段都會同時出現(xiàn)南極、北極。這叫做磁極的不可分割性。磁極與磁極之間存在的相互作用力稱為磁力：?其作用規(guī)律是同性磁極相斥，異性磁極相吸。一根沒有磁性的鐵棒，在其他磁鐵的作用下獲得磁性的過程叫磁化。如果把磁鐵拿走，鐵棒仍有的磁性則稱為剩磁。

二、磁場、磁感應(yīng)線

磁體周圍存在磁力作用的空間稱為磁場。我們經(jīng)常看見兩個互不接觸的磁體之間具有相互作用力，它們是通過磁場這一特殊物質(zhì)進行傳遞的。磁場之所以是一種特殊物質(zhì)，是因為它不是由分子和原子等粒子組成的。雖然磁場是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，但通過實驗可以證明它的存在。例如，在一塊玻璃板上均勻地撒些鐵粉，在玻璃板下面放置一個條形磁鐵。鐵粉在磁場的作用下排列成規(guī)則線條，如圖2—1所示。這些線條都是從磁鐵的。N極到S極的光滑曲線，如圖2一1b所示。我們把這些曲線稱為磁感應(yīng)線，用它能形象描述磁場的性質(zhì)。

實驗證明磁感應(yīng)線具有下列特點：

1．磁感應(yīng)線是閉合曲線

在磁體外部，磁感應(yīng)線從N極出發(fā)，然后回到S極，在磁體內(nèi)部，是從S極到N極，這叫做磁感應(yīng)線的不可中斷性，如圖2—2所示。

2. 磁感應(yīng)線互不相交

這是因為磁場中任何一點磁場方向只有一個。

3．磁感應(yīng)線的疏密程度與磁場強弱有關(guān)。

磁感應(yīng)線稠密表示磁場強，-磁感應(yīng)線稀疏表示磁場弱。

三、磁通、磁感應(yīng)強度

為了描述磁場在上定面積上的分布情況而引入了磁通這一物理量。

在磁場中，把通過與磁場方向垂直的某一面積的磁感應(yīng)線的總數(shù)目，叫做通過該面積的磁通，用字母表示。磁通的單位是韋伯“簡稱韋，用Wb表示。

磁感應(yīng)強度是用來表示磁場中各點磁場強弱和方向的物理量，用字母B表示。

垂直通過單位面積的磁感應(yīng)線的數(shù)目叫做該點的磁感應(yīng)強度。它既有大小，又有方向。在磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向，就是位于該點磁針北極所指的方向，它的大小在均勻磁場中可表示為：

式中 —一磁感應(yīng)強度 (T)；

——磁通(Wb)；

——垂直于磁感應(yīng)線方向通過磁感應(yīng)線的面積()。

公式(2—1)說明磁感應(yīng)強度的大小等于單位面積的磁通。如果通過單位面積的磁通越多，則磁感應(yīng)線越密，磁場也越強，反之磁場越弱。

磁感應(yīng)強度的單位是韋/米，稱為特斯拉，簡稱特，用字母T表示。

四、磁導(dǎo)率

實驗證明，鐵、鉆、鎳及其合金對磁場影響強烈，具有明顯的導(dǎo)磁作用。但是自然界絕大多數(shù)物質(zhì)對磁場影響甚微，導(dǎo)磁作用很差。為了衡量各種物質(zhì)導(dǎo)磁的性能，引入磁導(dǎo)率這一物理量，用字母表示。磁導(dǎo)率的單位為亨利/米(H/m)。不同物質(zhì)有不同的磁導(dǎo)率。在其他條件相同的情況下，某些物質(zhì)的磁導(dǎo)率比真空中的強，另一些物質(zhì)的磁導(dǎo)率比真空中的弱。

經(jīng)實驗測得真空的磁導(dǎo)率為，且是常數(shù)。

為了便于比較各種物質(zhì)的導(dǎo)磁性能，把各種性質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空中的磁導(dǎo)率進行比較，引人相對磁導(dǎo)率這一物理量。任何一種物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空的磁導(dǎo)率的比值叫做相對磁導(dǎo)率，用以表示。即：

相對磁導(dǎo)率沒有單位，只是說明在其他條件相同的情況下，物質(zhì)的磁導(dǎo)率是真空磁導(dǎo)率的多少倍。

根據(jù)各種物質(zhì)的磁導(dǎo)率的大小，可將物質(zhì)分成三類。

>1的物質(zhì)叫做順磁物質(zhì)，如空氣、鋁等；

>>1的物質(zhì)叫做鐵磁物質(zhì)，如鐵、鈷、鎳及其合金等。

由于鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率很高，所以鐵磁物質(zhì)被廣泛地應(yīng)用于電工技術(shù)方面(如制作變壓器、電磁鐵。電動機的鐵心等)。

表2—1中列出了幾種鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率，供參考。

表2—1  幾種鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率

鐵磁物質(zhì)名稱相對磁導(dǎo)率

鈷174

鎳1 120

退火的鐵7 000

軟鋼2 180

硅鋼片7 500

鎳鐵合金60 000

坡莫合金115 000

§2—2 電流的磁場

一、通電直導(dǎo)線的磁場

磁鐵周圍有磁場，通電直導(dǎo)線的周圍也有磁場。例如，一根直導(dǎo)線垂直穿過水平放置的紙板，在紙板上均勻地撒些鐵粉。當直導(dǎo)線通電時，鐵粉以導(dǎo)線為中心形成許多同心圓，如圖2—3所示：鐵粉的分布情況表示磁感應(yīng)線分布情況。若直導(dǎo)線中電流消失，則紙板上的鐵粉又呈均勻分布。從而證明了“動電生磁”，即磁場是伴隨電流而存在的，而電流永遠被磁場所包圍。經(jīng)實驗證明，磁場方向與電流方向有關(guān)。若直導(dǎo)線垂直紙面，電流向著讀者而來，則磁場方向是逆時針方向；

若直導(dǎo)線上的電流是離開讀者而丟，則磁場方向為順時針方向，如圖2—4a

所示：為了討論問題方便起見；

規(guī)定用符號，分別表示電流或磁感應(yīng)線垂直進人和流出紙面的方向。

通電直導(dǎo)線周圍磁場方向與導(dǎo)線中的電流方向之間的關(guān)系可用安培定則(又稱右手螺旋定則)進行判定。其具體內(nèi)容是：右手拇指指向電流方向，貼在導(dǎo)線上，其余四指彎曲握住直導(dǎo)線，則彎曲四指的方向就是磁感應(yīng)線的環(huán)繞方向；

如圖2—4b所示。

實驗證明，通電直導(dǎo)線四周的磁感應(yīng)線距直導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)線越密，磁感應(yīng)強度越大，反之，磁感應(yīng)線越疏k磁感應(yīng)強度越小。導(dǎo)線中通過電流越大，靠近直導(dǎo)線的磁感應(yīng)線越密集，磁感應(yīng)強度越大；

反之，導(dǎo)線中通過電流越小，靠近直導(dǎo)線的磁感應(yīng)線越稀疏，磁感應(yīng)強度越小。

二、通電螺線管的磁場

已經(jīng)知道通電直導(dǎo)線周圍有磁場存在。若將通電直導(dǎo)線繞成多匝螺線管后，在它的周圍還有磁場存在嗎?為證實這個問題。將磁針放在螺線管附近科當螺線管不通電時，磁針沒有偏轉(zhuǎn)。當通電時，磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這就說明通電螺線管周圍有磁場存在。對于一個確定的螺線管，磁場的強弱與螺線管中所通過的電流大小成正比。

通電螺線管磁場方向，與螺線管中通過的電流方向的關(guān)系，用右手螺旋定則進行判定，如圖2—5所示。

右手螺旋定則的內(nèi)容是：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與螺線管中流過的電流方向一致，那么拇指所指的那一端就是螺線管的N極。由圖2—5可知，通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似。因此，一個通電螺線管相當于一塊條形磁鐵。

總之，凡是通電的導(dǎo)線，在其周圍必定會產(chǎn)生磁場，從而說明電流與磁場之間有著不可分割的聯(lián)系。電流產(chǎn)生磁場的這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。

想一想：如果將一個鐵磁性材料插入到線圈中，對線圈的磁場有什么影響?這一點會有什冬應(yīng)用?

三、磁場對載流直導(dǎo)線的作用

通過前面學習已經(jīng)知道，兩塊磁鐵之間有力的作用一載流直導(dǎo)線周圍也存在磁場，若將其放入磁場中，兩者之間也會產(chǎn)生力，現(xiàn)在用如圖2—6所示的實驗來證實這一問題。

在圖2—6a中，U形磁鐵中水平放置一根直導(dǎo)線，它與磁感應(yīng)線垂直。當導(dǎo)線上沒有電流通過時，導(dǎo)線在磁場里靜止不動。當導(dǎo)線上有電流通過，且背離讀者而去，則導(dǎo)線因受磁場作用而向左運動。若改變導(dǎo)線中的電流方向(見圖2—6b)，即電流方向指向讀者，則導(dǎo)線受磁場作用向右運動。上述實驗說明載流直導(dǎo)線在磁場的作用下而產(chǎn)生運動。在磁極固定時，運動方向與電流方向有關(guān)；

若導(dǎo)線中電流方向不變，只改變磁極方向，則導(dǎo)線的運動方向也發(fā)生改變。電動機就是利用載流導(dǎo)線在磁場中產(chǎn)生運動的原理制成的。

載流直導(dǎo)線在磁場作用下產(chǎn)生運動，而運動是在力的作用下產(chǎn)生的。載流直導(dǎo)線在磁場中所受到的力稱為電磁作用力，簡稱電磁力，用字母F表示。電磁力既有大小，也有方向。

電磁力方向(即導(dǎo)線運動方向)、電流方向和磁場方向三者相互垂直。因為電磁力的方向與磁場方向及電流方向有關(guān)。所以，用左手定則(又稱電動機定則)來判定蘭者之間的關(guān)系。

左手定則的內(nèi)容是：伸平左手，使大拇指與其余四指垂直，手心對著N極，讓磁感應(yīng)線垂直穿過手心，四指的指向代表電流方向，則大拇指所示的方向就是磁場對載流直導(dǎo)線的作用力方向，如圖2—7所示。

實驗證明，在勻強磁場中，當載流直導(dǎo)線與磁場方向垂直時，磁場對載流直導(dǎo)線作用力的大小，與導(dǎo)線所處的磁感應(yīng)強度、通過直導(dǎo)線的電流以及導(dǎo)線在磁場中的長度的乘積成正比。即：

式中 ——磁感應(yīng)強度(Wb/)；

——直導(dǎo)線中通過的電流(A)；

——直導(dǎo)線在磁場中的長度(m)；

——直導(dǎo)線受到的電場力(N)。

四、磁場對通電線圈的作用

由于磁場對通電導(dǎo)線有作用力，因此，磁場對通電線圈也有力的作用。在均勻磁場中放置一個矩形通電線圈abcd，如圖2—8所示。

當線圈平面與磁感應(yīng)線平行時，因為ab和dc邊與磁感應(yīng)線平行，不受磁場作用，沒有電磁力，ad和bc邊與磁感應(yīng)線

垂直，受磁場作用而有電磁力。根據(jù)左手定則，ad邊的受力方向是垂直向上，而bc邊的受力方向是垂直向下。因為，ad=bc，根據(jù)公式(2—3)，可知，ad和bc邊所受的電磁力大小相等。由于這一對電磁力大小相等，方向相反，所以構(gòu)成一對力偶。故線圈在力偶的作用下，圍繞軸線做順時針旋轉(zhuǎn)。如圖2—8所示是一個單匝線圈的直流電動機的工作原理圖。

§2—3 電磁感應(yīng)

電和磁是可以互相轉(zhuǎn)化的。在一定條件下，電流能夠產(chǎn)生磁場；

同樣，磁場也能使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流。：磁轉(zhuǎn)化為電的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。

一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

為了研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，先做兩個實驗。

實驗一：將直導(dǎo)線AB放在磁場中，它的兩端與檢流計連接構(gòu)成閉合回路，如圖2—6所示。當導(dǎo)線向右移動垂直切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針偏轉(zhuǎn)，如圖2—9a所示，表示導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生；

導(dǎo)線向左方垂直移動切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但方向與前面的相反；

如圖2—9b所示。

導(dǎo)體不動，沒有切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針無偏轉(zhuǎn)，說明導(dǎo)線中沒有電流。通過實驗可以看到，導(dǎo)線的移動速度越快，檢流計指針偏轉(zhuǎn)越大，即電流越大。

實驗二：將線圈的兩端與一個檢流計連接而構(gòu)成閉合回路，如圖2—10所示。

當條形磁鐵插入線圈瞬間，線圈中的磁通量增加，檢流計指針向右偏轉(zhuǎn)。如圖2—10a所示，說明線圈中磁通發(fā)生變化，線圈中有電流出現(xiàn)。若把條形磁鐵從線圈中拔出，在拔出瞬間，檢流計指針向相反方向偏轉(zhuǎn)，說明線圈中磁通也發(fā)生變化，線圈中也有電流出現(xiàn)，如圖2—10b所示。當條形磁鐵在線圈中停止運動時，檢流計指針無偏轉(zhuǎn)，線圈中磁通沒有變化，線圈中也沒有電流。如果條形磁鐵插人或拔出的速度越快，即磁通量變化得越快，則檢流計指針偏轉(zhuǎn)越大，反之，檢流計指針偏轉(zhuǎn)越小。

上述兩個實驗說明，無論是直導(dǎo)線在磁場中作切割磁感應(yīng)線運動，還是磁鐵對線圈作相對運動，都是由于運動使得穿過(直導(dǎo)線或線圈組成的)閉合回路中的磁通量發(fā)生了改變，因而在直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢。若直導(dǎo)線或線圈構(gòu)成回路，則直導(dǎo)線或線圈中將有電流出現(xiàn)。回路中磁通量的變化是導(dǎo)致直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢的根本原因，即“動磁生電”。磁通量的變化越大，產(chǎn)生的電動勢越大。

因磁通變化而在直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象，叫做電磁感應(yīng)。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。由感應(yīng)電動勢在閉合電路形成的電流，叫做感應(yīng)電流。

二、法拉第定律

從如圖2—10所示的實驗中可知，感應(yīng)電動勢的大小，取決于條形磁鐵插入或拔出的快慢，即取決于磁通變化的快慢。磁通變化越快，感應(yīng)電動勢就越大；

反之就越小。磁通變化的快慢，用磁通變化率來表示。例如，有一單匝線圈，在時刻穿過線圈的磁通為，在此后的某二時刻，穿過線圈的磁通為，那么在這段時間內(nèi)，穿過線圈的磁通變化量為：

因此，單位時間內(nèi)的磁通變化量，即磁通變化率是：

在單匝線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小是：

式中的絕對值符號，表示只考慮感應(yīng)電動勢的大小，不考慮方向。

對手多匝線圈來說，因為通過各匝線圈的磁通變化率是相同的，所以每匝線圈感應(yīng)電動勢大小相等。因此，多匝線圈感應(yīng)電

動勢是單匝線圈感應(yīng)電動勢的N倍，即：

式中 ——在時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值(V)；

——線圈匝數(shù)；

/——磁通變化率；

——線圈中磁通變化量 (Wb)；

——磁通變化所用的時間(s)。

公式(2—5)說明，當穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈兩端的感應(yīng)電動勢的大小只與磁通變化率成正比。這就是法拉第定律。

想一想：上述規(guī)律可以用幾件簡單的元件、儀表進行驗證。

三、楞次定律

法拉第電磁感應(yīng)定律，只解決了感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通變化率，但無法說明感應(yīng)電動勢的方向與磁通量變化之間的關(guān)系。為了找出它們之間的規(guī)律，必須對前面的實驗再作進一步研究。

從圖2—10實驗中可以看到穿過線圈的原磁通的方向是向下的。

如圖2—11a所示，當磁鐵插入線圈時，線圈中的原磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電流由檢流計的正端流人。此時，感應(yīng)電流在線圈中產(chǎn)生一個新的磁通。根據(jù)安培定則可以判定，新磁通與原磁通的方向相反，也就是說，新磁通阻礙原有磁通增加。

如圖2—1lb所示，當磁鐵由線圈中拔出時，線圈中的原有磁通減少，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流由檢流計的負端流人。此時，感應(yīng)電流在線圈中產(chǎn)生一個新的磁通，根據(jù)安培定則判定，新磁通與原有磁通的方向是相同的，也就是說，新磁通阻礙原有磁通的減少。

經(jīng)過上面的討論得出一個規(guī)律：線圈中磁通變化時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向是使它形成的感應(yīng)電流產(chǎn)生新磁通來阻礙原有磁通的變化。也就是說，感應(yīng)電流的新磁通總是阻礙原有磁通的變化。這個規(guī)律被稱為楞次定律。

應(yīng)用楞決定律來判定線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方向或感應(yīng)電流的方向，具體方法步驟如下：

1．首先明確原磁通的方向和原磁通的變化(增加或減少)的情況。

2．根據(jù)楞次定律判定感應(yīng)電流產(chǎn)生新磁通的方向。

3．根據(jù)新磁通的方向，應(yīng)用安培定則(右手螺旋定則)判定出感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向。

例如，在圖2—11中，線圈固定不動，條形磁鐵向下、向上運動時，判斷線圈a、b兩端感應(yīng)電動勢的方向。

當磁鐵向下運動時，原磁通西增加，且方向向下，由楞次定律可知新磁通西7的方向向上。根據(jù)安培定則可判斷出，大拇指的指向是新磁通的方向，其余四指的指向就是感應(yīng)電動勢的方向，即由b到a，如圖2—11a所示。

當磁鐵向上運動時，原磁通減少，且方向向下，由楞次定律可知新磁通的方向向下，阻礙原磁通的減少，根據(jù)安培定則可判斷出，感應(yīng)電動勢的方向是由a到b，如圖2—11b所示。

對于直導(dǎo)線切割磁感應(yīng)線向產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方向，用右手定則進行判定。右手定則內(nèi)容是：伸開右手，使大拇指與其余四指垂直并且與手掌在同一平面內(nèi)，手心對著磁極的N極，讓磁感應(yīng)線垂直穿過手心，大拇指指向?qū)w的運動方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電動勢的方向，如圖2—12所示。右手定則又叫發(fā)電機定則。

四、電磁感應(yīng)定律

為了使法拉第定律不僅能表示出感應(yīng)電動勢的大小，同時也能表示出它的方向。把法拉第定律與楞次定律結(jié)合起來就是電磁感應(yīng)定律。電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是：感應(yīng)電動勢的大小與磁通變化率成正比，感應(yīng)電流的方向總是阻礙原磁通變化。

§2—4 自感、互感

一、自感

自感是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象；

下面通過實驗說明什么是自感。在圖2—13a中，有兩個相同的燈泡。合上開關(guān)后，燈泡HL1立刻正常發(fā)光。燈泡HL2慢慢變亮。其原因是在開關(guān)S閉合的瞬間，線圈L中的電流是從無到有，線圈中這個電流所產(chǎn)生的磁通也隨之增加，于是在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。根據(jù)楞次定律，由感應(yīng)電動勢所形成的感應(yīng)電流產(chǎn)生的新磁通，要阻礙原磁通的增加；

感應(yīng)電動勢的方向與線圈中原來電流的方向相反，使電流不能很快地上升，所以燈泡HL2只能慢慢變亮。

在圖2—13b中，當開關(guān)S斷開時，HL燈泡不會立即熄滅，而是突然一亮然后熄滅。其原因是在開關(guān)S斷開的瞬間，線圈中電流要減小到零，線圈中磁通也隨之減小。由于磁通變化在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。根據(jù)楞次定律；

感應(yīng)電動勢所形成的感應(yīng)電流產(chǎn)生的新磁通，阻礙原磁通的減少，感應(yīng)電動勢方向與線圈中原來的電流方向一致，阻止電流減少，即感應(yīng)電動勢維持電感中的電流慢慢減小。所以燈泡HL不會立刻熄滅。

想一想：為什么燈泡的亮度會有變化?開卷閉合的時候，HL中的電流由誰決定?開關(guān)斷開時，HL中的電流由誰決定?

通過兩個實驗可以看到，由于線圈自身電流的變化，線圈中也要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。把由于線圈自身電流變化而引起的電磁感應(yīng)叫做自感應(yīng)，簡稱自感。由自感現(xiàn)象產(chǎn)生的電動勢叫做自感電動勢。

為了表示自感電動勢的大小，引入一個新的物理量，叫自感系數(shù)。當一個線圈通過變化電流后，單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)，稱為自感系數(shù)，也稱電感量，簡稱電感，用字母L表示。電感是測量線圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量。如果一個線圈中流過1安電流，能產(chǎn)生1韋的自感磁通，則該線圈的電感就是1亨利，簡稱亨，用字母H表示。在實際使用中，有時用亨利單位太大，常采用較小的單位毫亨(mH)、微亨(pH)。它們之間的關(guān)系為：

電感L是線圈的固有參數(shù)，它取決于線圈的幾何尺寸以及線圈中介質(zhì)的磁導(dǎo)率。如果介質(zhì)磁導(dǎo)率恒為常數(shù)，這樣的電感叫線性電感，如空心線圈的電感L為常數(shù)；

反之，則稱為非線性電感，如有鐵心的線圈的電感L不是常數(shù)。

自感在電工技術(shù)中，既有利又有弊。如日光燈是利用鎮(zhèn)流器(鐵心線圈)產(chǎn)生自感電動勢提高電壓來點亮燈管的，同時也利用它來限制燈管電流。但是，在有較大電感元件的電路被切斷瞬間，電感兩端的自感電動勢很高，在開關(guān)刀口斷開處產(chǎn)生電弧，燒毀刀口，影響設(shè)備的使用壽命；

在電子設(shè)備中，這個感應(yīng)電動勢極易損壞設(shè)備的元器件，必須采取相應(yīng)措施，予以避免。

二、互感

互感也是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象。圖2—14中有兩個互相靠近的線圈。當原線圈電路的開關(guān)S閉合時，原線圈中的電流增大，磁通也增加，副線圈中磁通也隨之增加而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，檢流計指針偏轉(zhuǎn)，說明副線圈中也有電流。當原線圈電路開關(guān)S斷開時，原線圈中的電流減小，磁通也減小，這個變化的磁通使副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，檢流計指針向相反方向偏轉(zhuǎn)。

這種由于—個線圈電流變化，引起另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象，簡稱互感。由互感產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為互感電動勢。

人們利用互感現(xiàn)象，制成了電工領(lǐng)域中偉大的電器——變壓器。

習  題

1. 人們把具有__________的特性叫磁性，把具有__________特性的物體叫磁體。

2．每個磁體都有__________個磁極，即__________極和__________極。

3．自然界有一些物質(zhì)，如__________，它們受到磁場作用后會帶有磁性，這種現(xiàn)象叫__________。

4．磁鐵之間存在力的作用，兩個磁鐵的__________性磁極相互排斥，__________性磁極相互吸引。

5．磁感應(yīng)線是一些__________曲線。在磁體外部磁感應(yīng)線是從__________極出發(fā)到__________極終止；

在磁體內(nèi)部是從__________極出發(fā)到__________極終止。

6．磁通是描述__________的物理量，單位是__________。

7．磁感應(yīng)強度是描述__________的物理量，單位是__________。

8．感應(yīng)電動；

勢是指__________產(chǎn)生的電動勢,一般可以用__________判定它的方向。

9．通電直導(dǎo)線感應(yīng)電動勢的大小與__________、__________和__________有關(guān),線圈的感應(yīng)電動勢大小與__________有關(guān)。

10．電磁鐵是利用____________________原理做成的，發(fā)電機是利用______________________原理做成的，而電動機是利用____________________原理制成的。

11．工業(yè)應(yīng)用的磁鐵，都是通電線圈使鐵心磁化現(xiàn)象的具體應(yīng)用。試應(yīng)用安培定則判定習題圖2—1中線圈通電后磁極的極性，或根據(jù)磁極的極性判定電源的極性。

12．應(yīng)用右手定則，判定習題圖2—2的感應(yīng)電動勢方向、導(dǎo)線運動方向、磁場方向。

13．根據(jù)楞次定律和安培定則，判定線圈中感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向，見習題圖2—3。

14．自感是在__________中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，互感是在__________中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。

15．說說在日常生活中，應(yīng)用最多的自感是什么?

16．自盛電動勢的威力巨大，你能有什么辦法降低它產(chǎn)生的電壓嗎?

17．設(shè)計一個試驗，測一測一群人中誰的反應(yīng)最快?

第三章 正弦交流電路

本章學習要點：

1．明確交流電、正弦交流電的概念及其三要素；

2．了解正弦交流電的表示法；

3．熟悉單相交流電路中R，L，C元件的歐姆定律形式，了解R，L，C電路中三元件兩端電壓、電流的相位關(guān)系特點；

4．掌握三相電路的連接形式及特點；

5．熟悉照明電路的連接要點及常用照明元件的特點。

18世紀中葉，有個叫歐拉的瑞士數(shù)學家。他在前人研究的基礎(chǔ)上，取得了非常多的研究成就，共寫下了886本書籍和論文，其中分析、代數(shù)、數(shù)論占。40％，幾何占18％，物理和力學占28％，天文學占11％，彈道學、航海學、建筑學等占3％。在他之后的數(shù)學家拉格朗日、拉普拉斯，都把歐拉當導(dǎo)師。在數(shù)學中，歐拉首次提出很多現(xiàn)在還在使用的基本概念，如sin，cos，tan，， ()。

歐拉提出的正弦函數(shù)在當今的電氣技術(shù)中，有很大的應(yīng)用。因為現(xiàn)在我們這個世界上，幾乎找不到與正弦方式輸送無關(guān)的電能，幾乎到處都能找到以正弦方式使用的電能。

實踐證明，使用正弦規(guī)律是最聰明、最科學的。

§3—1 正弦交流電的產(chǎn)生

一、正弦交流電的特點種

第一章直流電路中所討論的直流電；

其電流(及電壓、電磁勢)的大小和方向是不隨時間變化的。但是在生產(chǎn)實際中，除了應(yīng)用直流電外，還廣泛地應(yīng)用交流電。所謂交流電是指電流(及電壓、電動勢)的大小和方向隨時間的變化而變化。交變電流、交變電壓和交變電動勢統(tǒng)稱為交流電。通常將交流電分為正弦交流電和非正弦交流電兩大類。正弦交流電是指其交流量隨時間按正弦規(guī)律變化。

人們經(jīng)常用圖形表示電流(及電壓、電動勢)隨時間變化的規(guī)律，這種圖形稱為波形圖，如圖3—1所示。

圖中橫坐標表示時間，縱坐標表示不同時刻的交流量(電流、電壓、電動勢)值。從如圖3—1b所示的波形圖中可以看到，正弦交流電(如無特別說明都簡稱交流電)的特點是：

1．變化的瞬時性

正弦交流電的大小和方向時時刻刻都在變化。

2. 變化的周期性

正弦交流電每隔一定時間又作重復(fù)的變化。

3．變化的規(guī)律性

正弦交流電是隨著時間按正弦規(guī)律變化的。

正弦交流電在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中應(yīng)用廣泛，是由于它具有便于遠距離傳輸和分配，交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維修方便、節(jié)省材料、具有更低的電磁干擾等優(yōu)點。

二、正弦交流電的產(chǎn)生

正弦交流電是由交流發(fā)電機產(chǎn)生的。如圖3—2a所示是最簡單的交流發(fā)電機示意圖j它由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子有N，S兩個固定磁極。轉(zhuǎn)子是一個可以轉(zhuǎn)動的鋼質(zhì)圓柱體，其上緊繞著一匝導(dǎo)線。導(dǎo)線兩端分別接到兩個相互絕緣的銅環(huán)上，銅環(huán)與連接外電路的電刷相接觸。

當用原動機(如水輪機或汽輪機)拖動電樞轉(zhuǎn)動時，由于運動導(dǎo)線切割磁感應(yīng)線而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。為了得到正弦波形的感應(yīng)電動勢，應(yīng)采用特定形式的磁極，使磁極與電樞之間的空隙中的磁感應(yīng)強度按下列規(guī)律分布：

第一，磁感應(yīng)線垂直于電樞表面。

第二，磁感應(yīng)強度B在電樞表面按正弦規(guī)律分布。

如圖3—2b所示。在磁極中心位置處的磁感應(yīng)強度最大，用表示；

在磁性分界面處的磁感應(yīng)強度為零。磁感應(yīng)強度等于零的平面叫做中性面，如圖3—2b所示的水平面。如線圈所在位置的平面與中性面成a角，此處電樞表面的磁感應(yīng)強度為：

當電樞在磁場中從中性面開始，以勻角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，單匝線圈的a、b邊在磁場內(nèi)切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。單匝線圈中產(chǎn)生的磁感應(yīng)電動勢為：

如果線圈有N匝，則總的感應(yīng)電動勢為：

當=90及=270時，感應(yīng)電動勢具有最大值，即：

式中  ——感應(yīng)電動勢最大值 (V)；

——線圈的匝數(shù)；

——最大磁感應(yīng)強度(Wb/)；

——線圈的有效長度（m）

——導(dǎo)線運動速度（m/s）

將公式(3—3)代人公式(3—2)后，得：

因為電樞在磁場中以角速度作勻速轉(zhuǎn)動，在任意時刻線圈平面與中性面的夾角等于角速度與時間的乘積，即：

因此，感應(yīng)電動勢的數(shù)學式又可以寫成：

這樣就把感應(yīng)電動勢隨角度變化轉(zhuǎn)為隨時間變化。為今后研究交流電正弦量提供了方便。同理，交流電壓、交流電流可表示為：

§3—2 正弦交流電的三要素

一、周期、頻率、角頻率

由如圖3—1所示中的正弦交流電流波形圖可以看出，它從零開始隨時間延長而增至最大值，然后逐漸減到零；

以后由零開始反向增至最大值，然后再回到零。這樣，交流電流就變化一次。交流電就按照這樣的規(guī)律做周而復(fù)始的變化，變化一次叫做一周。交流電變化一周所需要的時間叫做周期，用字母T表示，單位是秒(s)，較小的單位有毫秒(ms)和微秒()。它們之間的關(guān)系為：

周期的長短表示交流電變化的快慢l周期越小，說明交流電變化一周所需的時間越短，交流電的變化越快；

反之，交流電的變化越慢。

頻率是指在一秒鐘內(nèi)交流電變化的次數(shù)，用字母表示，單位為赫茲；

簡稱赫，用Hz表示。當頻率很高時，可以使用千赫(kHz)、一兆赫(MHz)、吉赫(GHz)：等。它們之間的關(guān)系為：

頻率和周期一樣，是反映交流電變化快慢的物理量。它們之間的關(guān)系為：

   

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中使用的交流電標準頻率為50Hz。通常把50Hz，的交流電稱為工頻交流電。

交流電變化的快慢除了用周期和頻率表示外，還可以用角頻率表示。所謂角頻率就是交流電每秒鐘變化的角度，用字母表示，單位是rad/s(弧度/秒)。

周期、頻率和角頻率的關(guān)系是：

二、瞬時值、最大值、有效值

正弦交流電(簡稱交流電)的電動勢、電壓、電流，在任袁

瞬間的數(shù)值叫交流電的瞬時值，用小寫字母，，表示。

瞬時值中最大的值稱為最大值。最大值也稱為振幅或峰值。在波形圖生，曲線的最高點對應(yīng)的縱軸值，即表示最大值。用，，分別表示電動勢、電壓、電流的最太值。它們之間的關(guān)系為：

由公式(3—9)可知，交流電的大小和方向是隨時間變化的，瞬時值在零值與最大值之間變化，沒有固定的數(shù)值。因此，不能隨意用一個瞬時值來反映交流電的做功能力。如果選用最大值，就夸大了交流電的做功能力，因為交流電在絕大部分時間內(nèi)都比最大值要小。這就需要選用一個數(shù)值，能等效地反映交流電做功的能力。為此，引人了交流電的有效值這一概念。

正弦交流電的有效值是這樣定義的：如果一個交流電通過一個電阻，在一個周期內(nèi)所產(chǎn)生的熱量，和某一直流電流在相同時間內(nèi)通過同一電阻產(chǎn)生的熱量相等，那么，這個直流電的電流值就稱為交流電的有效值。正弦交流電的電動勢。電壓、電流的有效值分別用字母，，表示。通常所說的交流電的電動勢、電壓、電流的大小都是指它的有效值，交流電氣設(shè)備銘牌上標注的額定值、交流電儀表所指示的數(shù)值也都是有效值。今后在談到交流電的數(shù)值時，如無特殊注明，都是指有效值。

理論計算和實驗測試都可以證明，它們之間的關(guān)系為：

三、相位、初相和相位差

在如圖3—3所示中，兩個相同的線圈固定在同一個旋轉(zhuǎn)軸上，它們相互垂直，以角速度叫逆時針旋轉(zhuǎn)。在AX和BY線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為和，如圖3—4所示。

當t=0時，AX線圈平面與中性面之間的夾角=0，BY

線圈平面與中性面之間的夾角=90。在任意時刻兩個線圈的感應(yīng)電動勢分別為：

公式中，和是表示交流電變化進程的一個角度，稱為交流電的相位或相角，它決定了交流電在某一瞬時所處的狀態(tài)。=0時的相位叫初相位或初相。它是交流電在計時起始時刻的電角度，反映了交流電的初始值。例如，AX，BY線圈的初相分別是=0，=90。在=0時，兩個線圈的電動勢分別為=0，。兩個頻率相同的交流電的相位之差叫相位差。令上述的初相位=0，的初相位=90，則兩個電動勢的相位差為：

可見，相位差就是兩個電動勢的初相差。

從如圖3—5所示可以看到，初相分別為和的頻率相同的兩個電動勢的同向最大值，不能在同一時刻出現(xiàn)。就是說比超前角度達到最大值，或者說比滯后角度達到最大值。

綜上所述，一個交流電變化的快慢用頻率表示；

其變化的幅度，用最大值表示；

其變化的起點用初相表示。

如果交流電的頻率、最大值、初相確定后，就可以準確確定交流電隨時間變化的情況。因此，頻率、最大值和初相稱為交流電的三要素。

例題1 已知兩正弦電=1OOsin(10060)V，=65sin(10030) V，求各電動勢的最大值、頻率、周期、相位、初相及相位差。

解：

（1）振幅

（2）頻率

（3）周期

（4）相位

（5）初相

（6）相位差

§3—3 正弦交流電的表示法

正弦交流電的表示方法有三角函數(shù)式法和正弦曲線法兩種。它們能真實地反映正弦交流電的瞬時值隨時間的變化規(guī)律，同時也能完整地反映出交流電的三要素。

一、三角函數(shù)式法

正弦交流電的電動勢、電壓、電流的三角函數(shù)式為：

若知道了交流電的頻率、最大值和初相，就能寫出三角函數(shù)式，用它可以求出任一時刻的瞬時值。

例題2 已知正弦交流電的頻率=50 Hz，最大值=310 V，初相=。求=1/300 S時的電壓瞬時值。

解：

電壓的三角函數(shù)標準式為：

則其電壓瞬時值表達式為：

將t=0.01 s代人上式

二、正弦曲線法-波形法

正弦曲線法就是利用三角函數(shù)式相對應(yīng)的正弦曲線，來表示正弦交流電的方法。

在如圖3—6所示中，橫坐標表示時間或者角度，縱坐標表示隨時間變化的電動勢瞬時值。圖中正弦曲線反映出正弦交流電的初相=0。最大值，周期T以及任一時刻的電動勢瞬時值。這種圖也叫做波形圖。

§3—4 單相交流電路

在直流電路中，電路的參數(shù)只有電阻R。而在交流電路中，電路的參數(shù)除了電阻R以外，還有電感L和電容C。它們不僅對電流有影響，而且還影響了電壓與電流的相位關(guān)系。因此，研究交流電路時，在確定電路中數(shù)量關(guān)系的同時，必須考慮電流與電壓的相位關(guān)系，這是交流電路與直流電路的主要區(qū)別。本節(jié)只簡單介紹純電阻、純電感、純電容電路。

一、純電阻電路

純電阻電路是只有電阻而沒有電感、電容的交流電路。如白熾燈、電烙鐵、電阻爐組成的交流電路都可以近似看成是純電阻電路，如圖3—7所示。在這種電路中對電流起阻礙作用的主要是負載電阻。

加在電阻兩端的正弦交流電壓為，在電路中產(chǎn)生了交流電流，在純電阻電路中，龜壓和電流瞬時值之間的關(guān)系，符合歐姆定律，即：

由于電阻值不隨時間變化，則電流與電壓的變化是一致的。就是說，電壓為最大值時，電流也同時達到最大值；

電壓變化到零時，電流也變化到零。如圖3—8所示。純電阻電路中，電流與電壓的這種關(guān)系稱為“同相”。

通過電阻的電流有效值為：

公式3—14是純電阻電路的有效值。在純電阻電路中，電流通過電阻所做的功與直流電路的計算方法相同，即：

二、純電感電路

純電感電路是只有電感而沒有電阻和電容的電路。如由電匪很小的電感線圈組成的交流電路，都可近似看成是純電感電路，如圖3—9所示。

在如圖3—9所示的純電感電路中；

如果線圈兩端加上正弦交流電壓，則通過線圈的電流也要按正弦規(guī)律變化。由于線圈中電流發(fā)生變化，在線圈中就產(chǎn)生自感電動勢，它必然阻礙線圈電流變化。經(jīng)過理論分析證明，由于線圈中自感電動勢的存在，使電流達到最大值的時間，要比電壓滯后90，即四分之一周期。也就是說，在純電感電路中，雖然電壓和電流都按正弦規(guī)律變化，但兩者不是同相的，如圖3—10所示，正弦電流比線圈兩端正弦電壓滯后90，或者說，電壓超前電流90。

理論證明，純電感電路中線圈端電壓的有效值，與線圈通過電流的有效值之間的關(guān)系是：

是電感線圈對角頻率為叫的交流電所呈現(xiàn)的阻力，稱為感抗，用表示，即：

式中 ——感抗()；

——頻率(Hz)；

——電感(H)。

感抗是用來表示電感線圈對交流電阻礙作用的物理量。感抗的大小，取決于通過線圈電流的頻率和線圈的電感量。對于具有某一電感量的線圈而言，頻率越高，感抗越大，通過的電流越小；

反之，感抗越小，通過的電流越大。收音機中的高頻扼流圈不讓高頻電流通過，只讓低頻電流通過，就是這個道理。在直流電路中，由于頻率為零，故線圈的感抗也為零，線圈的電阻很小，可以把線圈看成是短路的。

例題3有一電感為0.1 mH的線圈，分別接在電壓=0.1 V，頻率為=1 000 Hz，=1 MHz的兩個交流電源上。求兩種情況下通過線圈的電流。

解：

當=1 000 Hz時，感抗為：

當=1 MHz時，感抗為：

結(jié)論：同一個電源電壓、同一個電感，交流電頻率差1 000倍，差1 000倍，電流差1 000倍!

三、純電容電路

電容器是由兩個金屬板中間隔著不同的介質(zhì)(云母、絕緣紙等)組成的。它是存放電荷的容器。電容器中的兩個金屬板叫電

容器兩個極板。如果把電容器的兩個極板分別與直流電路兩端連接，如圖3—11所示，則兩極板間有電壓，在極板間建立了電場。在電場力作用下，驅(qū)使自由電子運動，使兩個極板分別帶上數(shù)量相等符號相反的電荷。與電源正極相連的極板帶正電荷，與電源負極相連的極板帶負電荷。實驗證明，極板上存有電荷越多，則極板間的電壓越高，二者成正比。因此，將電容器的電量與極板間電壓的比值叫做電容器的電容量，簡稱電容，用字母表示，即：

式中  ——下任意極板上的電量 (C)；

——兩極板間的電壓(V)；

——電容量(F)

當電容器極板間電壓為l伏，極板上電量為1庫侖，則電容器的電容量為1法拉，簡稱法，用字母F表示。在實際應(yīng)用中，由于法拉單位過大，所以經(jīng)常使用微法()和皮法()為電容的單位，它們之間的關(guān)系為：

常用的電容器符號如圖3—12所示。

電容器在電工和電子技術(shù)中應(yīng)用廣泛。如在電力系統(tǒng)中用它改善系統(tǒng)的功率因數(shù)，在電子技術(shù)中用它進行濾波、耦合、隔直、旁路、選頻等。在這里只簡單介紹電容在交流電路的作用。

純電容電路是只有電容而沒有電阻、電感的電路。如電介質(zhì)損耗很小，絕緣電阻很大的電容器組成的交流電路?？山瓶闯杉冸娙蓦娐贰?/p>

在如圖3—13所示的純電容電路中，電容器接上交流電源。在電壓升高的過程中，電容器充電，在電壓降低的過程中，電容器放電。由于電容器端電壓按正弦規(guī)律變化，致使電容器不斷地進行充電、放電。于是在電路中形成按正弦規(guī)律變化的電流。理論分析證明：電路中電流達到同方向最大值的時間，比電容器的端電壓超前90，即提前四分之一周期。也就是說在純電容電路中，雖然電流與電壓都按正弦規(guī)律變化；

但兩者的相位不同，如圖3—14所示，純電容電路中的電流超前電壓90。

理論證明：在純電容電路中，電容兩端電壓的有效值與電路電流有效值之間的關(guān)系是：

1/是電容對角頻率為的交流電所呈現(xiàn)的阻力，稱為容抗，用表示，即：

容抗是用來表示電容器對電流阻礙作用大小的一個物理量，單位是歐，用表示。容抗的大小與頻率及電容量成反比。當電容器的容量一定時，頻率越高，容抗越小，電流越大；

反之，頻率越低，容抗越大電流越小。在直流電路中，由于電流電頻率為零，因此，容抗為無限大。這表明，電容器在直流電路中相當于開路。但在交流電路中，隨著電流頻率的增加，容抗逐漸減小。因此，電容器在交流電路中相當于通路。這就是電容器隔斷直流，通過交流的原理。

例題4 有一個電容器的電容C=0.159，試求它在頻率為50 Hz和1 MHz時的容抗。如果電源電壓為100 V，求在頻率為50 Hz和1 MHz時的電流。

解：

當=50 Hz時

當=1 MHz時

§3—5 三相交流電路

在單相交流電路的電源電路上有兩根輸出線，而且電源只有—個交變電動勢。如果在交流電路中三個電動勢同時作用，每個電動勢大小相等，頻率相同，但初相不同，則稱這種電路為三相制交流電路。其中，每個電路稱為三相制電路的一相。

三相制電路應(yīng)用廣泛，其電源是三相發(fā)電機。和單相交流電相比；

三相交流電具有以下優(yōu)點：

1．三相發(fā)電機比尺寸相同的單相發(fā)電機輸出的功率大。

2．三相發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和制造與單相發(fā)電機相比，并不復(fù)雜，使用方便，維修簡單，運轉(zhuǎn)時振動也很小。

3. 在條件相同、輸送功率相同的情況下，三相輸電線比單相輸電線可節(jié)約25％左右的線材。

一、三相電動勢的產(chǎn)生

三相交流電是由三相發(fā)電機產(chǎn)生的，如圖3—15所示是三相發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。它由定子和轉(zhuǎn)子組成。在定子上嵌入三個繞組，每個繞組叫一相，合稱三相繞組。繞組的一端分別用U1，V1，W1表示，叫做繞組的始端，另一端分別用U2，V2，W2表示，叫繞組的末端。三相繞組始端或末端之間的空間角為120。轉(zhuǎn)子為電磁鐵，磁感應(yīng)強度沿轉(zhuǎn)子表面按正弦規(guī)律分布。

當轉(zhuǎn)子以勻角速度逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，在三相繞組中分別感應(yīng)出振幅相等，頻率相同，相位互差120的三個感應(yīng)電動勢，這三相電動勢稱為對稱三相電動勢。三個繞組中的電動勢分別為：

顯而易見，相繞組的比相繞組的落后120，相繞組的比V相繞組的落后120。

  

如圖3—16所示是三相電動勢波形圖。由圖可見三相電動勢的最大值。角頻率相等，相位差120。電動勢的方向是從末端指向始端，即U2到U1，V2到V1，W2到W1。

在實際工作中經(jīng)常提到三相交流電的相序問題，所謂相序就是指三相電動勢達到同向最大值的先后順序。在圖中，最先達到最大值的是，其次是，最后是；

它們的相序是U一V一W，該相序稱為正相序，反之是負序或逆序，即W—V一U。通常三相對稱電動勢的相序都是指正相序，用黃、綠、紅三種顏色分別表示U，V，W三相。

二、三相電源繞組的聯(lián)結(jié)

三相發(fā)電機的每相繞組都是獨立的電源，均可以采用如圖3—17所示的方式向負載供電。這是三個獨立的單相電路，構(gòu)成三相六線制，有六根輸電線，既不經(jīng)濟又沒有實用價值。在現(xiàn)代供電系統(tǒng)中，發(fā)電機三相繞組通常用星形聯(lián)結(jié)或三角形聯(lián)結(jié)兩種方式。但是，發(fā)電機繞組一般不采用三角形接法而采用星形接法。因此，這里只介紹星形接法。

將發(fā)電機三相繞組的末端U2，V2，W2連在一起，成為一個公共點，再將三相繞組的始端U1，V1，W1引出，接負載的三根輸電線。這種接法稱為星形接法或Y形接法，如圖3—18所示。公共點稱作電源中點，用字母N表示。從始端引出的三根輸電線叫做相線或端線，俗稱火線。從電源中點N引出的線叫做中線。中線通常與大地相連接，因此，把接地的中點叫零點，把接地的中線叫零線。

如果從電源引出四根導(dǎo)線，這種供電方式叫星接三相四線制；

如果不從電源中點引出中線，這種供電方式叫星接三相三線制。

電源相線與中線之間的電壓叫做相電壓，在如圖3—18所示中用，，表示，電壓方向是由始端指向中點。

電源相線之間的電壓叫做線電壓，分別用，， 表示。電壓的正方向分別是從端點U1到V1，V1到W1，W1到U1。

三相對稱電源的相電壓相等，線電壓也相等，則相電壓與線電壓之間的關(guān)系為：

公式(3一21)表明三相對稱電源星形聯(lián)結(jié)時，線電壓的有效值等于相電壓有效值的1.7倍。

三、三相交流電路負載的聯(lián)結(jié)

在三相交流電路中，負載由三部分組成，其中，每二部分稱為一相負載。如果各相負載相同，則叫做對稱三相負載；

如果各相負載不同，則叫做不對稱三相負載。例如，三相電動機是對稱三相負載，日常照明電路是不對稱三相負載。根據(jù)實際需要，三相負載有兩種連接方式，星形(Y形)聯(lián)結(jié)和三角形(形)聯(lián)結(jié)。

1．負載的星形聯(lián)結(jié)

設(shè)有三組負載，，，若將每組負載的一端分別接在電源三根相線上，另一端都接在電源的中線上，如圖3—19，所示，這種連接方式叫做三相負載的星形聯(lián)結(jié)。圖中，，為各相負載的阻抗，N為負載的中性點：

由圖可見，負載兩端的電壓稱為相電壓。如果忽略輸電線上的壓降，則負載的相電壓等于電源的相電壓；

三相負載的線電壓就是電源的線電壓。負載相電壓與線電壓間的關(guān)系為：

星接三相負載接上電源后，就有電流流過相線、負載和中線。流過相線的電流，，叫做線電流，統(tǒng)一用表示。流過每相負載的電流，，叫做相電流，統(tǒng)一用表示。流過中線的電流叫做中線電流。

如果圖3—19所示中的三相負載各不相同(負載不對稱)時，中線電流不為零，應(yīng)當采取三相四線制。如果三相負載相同(負載對稱)時，流過中線的電流等于零，此時可以省略中線。如圖3—20所示是三相對稱負載星形聯(lián)結(jié)的電路圖。可見去掉中線后，電源只需三根相線就能完成電能輸送，這就是三相三線制。

三相對稱負載呈星形聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流，即：

在工業(yè)上，三相三線制和三相四線制應(yīng)用廣泛。對于三相對稱負載(如三相異步電動機)應(yīng)采用三相三線制，對于三相不列稱的負載，如圖3—21所示的照明線路，應(yīng)采用三相四線制。

值得注意的是，采用三相四線制時，中線的作用是使各相的相電壓保持對稱。因此，在中線上不允許接熔斷器t更不能拆除中線。

想一想：有四根三相四線制的線，哪一根是中線?

答：細的那一根是。因為中線的電流小。

2．負載的三角形聯(lián)結(jié)

設(shè)有三相對稱負載，；

，將它們分別接在三相電源兩相線之間，如圖3—22所示，這種連接方式叫做負載的三角形聯(lián)結(jié)。

負載呈三角形聯(lián)結(jié)時，負載的相電壓就是電源的線電壓，即：

當對稱負載呈三角形聯(lián)結(jié)時，電源線上的線電流有效值與負載上相電流有效值有如下的關(guān)系：

分析了三相負載的兩種聯(lián)結(jié)方式后，可以知道，負載呈三角形聯(lián)結(jié)時的相電壓是其呈星形聯(lián)結(jié)時的相電壓的1.7倍。因此，當三相負載接到電源時，究竟是采用星形連接還是三角形聯(lián)結(jié)，應(yīng)根據(jù)三相負載的額定電壓而定。

§3—6 常用電氣照明電路

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中使用廣泛的照明燈具，有白熾燈、節(jié)能燈、日光燈、碘鎢燈、高壓汞燈和高壓鈉燈等。本節(jié)只簡單介紹白熾燈、節(jié)能燈和日光燈等照明電路。

一、白熾燈照明電路

白熾燈一般是真空玻璃泡內(nèi)包含燈絲的結(jié)構(gòu)，因此白熾燈有時也稱為燈泡。白熾燈要通過燈口與電路相接。歷史上曾經(jīng)有兩種燈口形式：螺口式和卡口式。相對應(yīng)的燈泡也有兩種接口形式：螺口式和卡口式。由于卡口式的安全缺陷，國家標準中已經(jīng)禁止生產(chǎn)和使用卡口式燈具。螺口式燈具如圖3—23所示。燈絲是由高熔點鎢絲繞制的。當燈絲流過電流時，根據(jù)電流熱效應(yīng)，使其發(fā)熱到白熾程度而發(fā)光。

如圖3—24所示是白熾燈照明電路。由圖可知，只要將白熾燈和開關(guān)串接后再并接到電源上，就組成了照明電路。

應(yīng)當指出，白熾燈安裝時要注意下列事項：

1．應(yīng)檢查燈泡額定電壓與供電電壓是否一致。否則，燈泡不能正常工作。

2．安裝螺口燈泡時，必須將火線經(jīng)開關(guān)接到螺口燈頭底座的中心接線端上，以防觸電。

3．白熾燈與開關(guān)串接后再并接到電源上，火線應(yīng)當進入開關(guān)，既能控制燈，又能保證安全。

4．白熾燈的安裝應(yīng)遠離易燃易爆物質(zhì)。

在安裝白熾燈時，通常使用驗電筆來判定電源火線。驗電筆的構(gòu)造如圖3—25所示。驗電時手要接觸筆尾的金屬體，筆尖接觸電線或與之相連的插座、導(dǎo)體等，如圖3—26所示。當筆中的氖管發(fā)光時，筆尖接觸的就是火線。

二、節(jié)能燈照明電路

節(jié)能燈作為一種新型燈具，經(jīng)過近十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了相當?shù)漠a(chǎn)業(yè)規(guī)模，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，原來白熾燈應(yīng)用空間的60％已經(jīng)被節(jié)能燈具占有。之所以形成這種局面，是由于節(jié)能燈使用壽命長、耗電低的特性，一只5 W的節(jié)能燈可以達到25 W的白熾燈的照度，其平均使用壽命是白熾燈使用壽命的8倍。

節(jié)能燈的接口部分與白熾燈標準相同，可以互換使用。

節(jié)能燈的結(jié)構(gòu)和工作原理與白熾燈有很大的不同。白熾燈是一種簡單的電加熱高溫致光原理，而節(jié)能燈是借助電子技術(shù)，產(chǎn)生高頻高壓，進而使特種氣體啟輝發(fā)光。結(jié)構(gòu)、原理的不同，導(dǎo)致性能的差異，也導(dǎo)致價格的不同，所以節(jié)能燈要貴一些。

節(jié)能燈與白熾燈安裝注意事項一樣，特殊提示一點，盡管節(jié)能燈有快速啟輝的特點，但節(jié)能燈不適合在頻繁開關(guān)的場合使用，否則會影響其使用壽命。在有調(diào)光要求的場合使用節(jié)能燈，會導(dǎo)致調(diào)光的不連續(xù)。

三、日光燈照明電路

日光燈照明電路由目光燈管、鎮(zhèn)流器、．啟輝器和燈腳架組成。如圖3—27所示是日光燈電路。

日光燈管是一抽成真空后再充入少量氬氣的玻璃管，在管子兩端各裝有一個通電時發(fā)射大量電子的燈絲。管內(nèi)壁涂有熒光粉，管內(nèi)還放有微量水銀。

鎮(zhèn)流器是一個鐵心線圈。它有兩個作用，一是產(chǎn)生較高的電壓來點燃燈管，二是目光燈管點燃后用它來限制燈管電流。

啟輝器的結(jié)構(gòu)如圖3—28所示，充有氖氣的玻璃泡中封裝有動觸片與靜觸片，其中動觸片是雙金屬片，受熱時伸展與靜觸片相接觸，冷卻后恢復(fù)原狀又與靜觸片分離。在動、靜觸片的引出端上并接一個容量較小的紙介質(zhì)電容器。玻璃泡和電容器被封裝在一個圓柱形的鋁殼中。

日光燈不工作時，燈管的燈絲、鎮(zhèn)流器、啟輝器和開關(guān)是串聯(lián)在一起的，如圖3—27所示。當合上開關(guān)S后，220 V交流電壓全部加在啟輝器的動、靜觸片間而使之產(chǎn)生輝光(紅色)放電。放電所產(chǎn)生的熱量使雙金屬片伸展與靜觸片相接觸，則此刻整個電路構(gòu)成通路：就在電路被接通的瞬間，燈絲因流過電流而發(fā)射大量電子。同時，動靜觸片接觸時，輝光消失。雙金屬片

因失去熱源恢復(fù)原狀與靜觸片脫離。此時，鎮(zhèn)流器(鐵心線圈)因突然斷電而產(chǎn)生自感電動勢，其方向與電源電壓方向相同，自感電動勢與電源電動勢一起加在燈管兩端。燈絲附近的電子在高壓下加速運動，使管內(nèi)的氬氣電離而導(dǎo)電；

進而使管內(nèi)水銀變?yōu)檎魵猓y蒸氣也因被電離而導(dǎo)電，輻射出紫外線激勵管內(nèi)壁熒光粉發(fā)光。

習   題

1．直流電(電壓或電流)的__________和_________都不隨時間變化，交流電是指電流(或電壓)的__________和__________都隨時間變化。

2．正弦交流電是指電壓或電流按__________規(guī)律變化的交流電。

3．正弦交流電可以由__________產(chǎn)生。

4．正弦交流電可以用__________、_________和__________三個量值準確表示，這三個量一般被稱作正弦交流電的__________。

5．正弦交流電的頻率廠是指__________，與周期T的關(guān)系是__________。

6．正弦交流電的瞬時值是指___________________，最大值是指__________，有效值是指__________，最大值是有效值的__________倍。

7．日常生活中所用的動力電、照明電都是近似的__________。經(jīng)常提到的220 V指的是__________值是220 V，工頻指的是它的頻率為__________Hz。

8．在比較兩個同頻率的正弦交流電時，不僅可以比較其大小，還可以比較其__________，這個量表示兩個正弦交流電變化的步調(diào)。

9．當正弦交流電流過_只電阻器時，電阻器兩端的電壓與流過電阻器的電流的相位是__________。

10．當正弦交流電流過一只電感器時，電感器兩端的電壓比流過電感器的電流的相位__________。

11．當正弦交流電流過一只電容器時，電容器兩端的電壓比流過電容器的電流的相位__________。

12．電阻器、電感器、電容器對電流都有阻礙作用，阻礙作用的大小分別用__________、__________和__________表示。

13. 當交流電的頻率增高時，電阻器的電阻值__________，電感器感抗值__________，電容器的容抗值__________。

14．衡量電容器容量大小的物理量叫__________，簡稱為__________，用__________表示。電容器可以存儲__________，用__________表示。當電容器存儲電荷，它的兩端就有電壓U。三者的關(guān)系是__________。

15. 大型電力電容器存有一定數(shù)量的電荷時，它兩端的__________很高，可能導(dǎo)致人身__________事故，這種電容器保存時，一般都用導(dǎo)線將__________短路連接，使它充分放電。

16．三相正弦交流電的三相一般用__________、__________和__________標志，三相的關(guān)系是有效值__________，頻率__________，相位__________。

17．三相四線是指____________________，相對應(yīng)的另一種接法是__________。

18．三相負載的連接方式有__________和__________。

19．三相負載在星形接時，=__________，=__________；

三相負載在三角形接時，=__________，=__________。

20．畫圖說明哪條線是中線? 它有什么作用?

21．已知一正弦交流電，在O.05 s內(nèi)變化50個周期(簡稱50周)。求它的周期和頻率。

22．已知工頻電流的頻率為50 Hz，求它的周期和角頻。

23．指出習題圖3—1中四組負載的連接種類。

第四章  變壓器與三相異步電動機

本章學習要點：

1．熟悉變壓器的用途、結(jié)構(gòu)、電路符號，了解其工作原理、主要技術(shù)參數(shù)，應(yīng)用中基本的保護知識；

2．熟悉三相異步電動機的用途特點、結(jié)構(gòu)關(guān)系。電路符號，了解其工作原理、主要銘牌參數(shù)、應(yīng)用中基本的保護知識；

3．熟悉單相異步電動機的使用特點，了解運轉(zhuǎn)原理、應(yīng)用中基本的保護知識。

變壓器和交流電動機是比較耐用的電器，但這兩種電器在具體的應(yīng)用環(huán)境中，處于“頂天立地”的特殊地位。前者一般要給所有的設(shè)備供電，后者一般是最終的執(zhí)行設(shè)備。特殊的地位，特殊的作用，往往受到特殊的關(guān)照。一個變壓器出現(xiàn)問題，可能影響一家工廠的生產(chǎn)，一個社區(qū)的供電。作為使用者，應(yīng)了解它們的特性，給予它們恰當?shù)木S護，使它們始終處于正常的工作狀態(tài)。

§4—1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

變壓器是一種能改變交流電壓而保持交流電頻率不變的靜止的電器設(shè)備。

在電力系統(tǒng)的送變電過程中，變壓器是一種重要的電器設(shè)備。送電時，通常使用變壓器把發(fā)電機的端電壓升高。對于輸送一定功率的電能，電壓越高，電流就越小，輸送導(dǎo)線上的電能損耗越小。由于電流小，則可以選用截面積小的輸電導(dǎo)線，能節(jié)約大量的金屬材料。用電時，又利用變壓器將輸電導(dǎo)線土的高電壓降低，以保證人身安全和減少用電器絕緣材料的消耗。

通常超高壓輸電線上的電壓可達500 kV(即50萬伏)。但是，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中需要各種不同等級的交流電壓。例如，應(yīng)用廣泛的三相異步電動機的額定電壓為380 V或220 V，一般照明電壓為220 1V，機床局部照明的額定電壓為36 V、24 V或者更低，許多設(shè)備經(jīng)常要求多種電壓供電。所以在實際工作中，采用各種規(guī)格的變壓器來滿足不同的需要。變壓器除了能改變交變電壓外，還具有改變交流電流(如電流互感器)，變換阻抗(如電子電路中的輸入，輸出變壓器)以及改變相位等作用。所以，變壓器是輸配電、電工測量和電子技術(shù)等方面不可缺少的電器設(shè)備。

一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)

雖然變壓器種類繁多，用途各異，電壓等級和容量不同，但變壓器的基本結(jié)構(gòu)大致相同。最簡單的變壓器是由一個閉合的軟磁鐵心和兩個套在鐵心上又相互絕緣的繞組所構(gòu)成，如圖4—1所示。

繞組又稱線圈，是變壓器的電路部分。與交流電源相接的繞組叫做一次繞組，簡稱一次；

與負載相接的繞組叫做二次繞組，簡稱二次，如圖4-2所示。

鐵心是變壓器的磁路部分，

用厚度為0.35～0.5 mm時硅鋼片疊戲。根據(jù)變壓器鐵心構(gòu)造及繞組配置情況，變壓器有芯式和殼式兩種。如圖4—3a所示是單相芯式變壓器，采用口形鐵心。一、二次繞組分別套在鐵心上。如圖4—3b所示是單相殼式變壓器，常用的有山字形（E1）F形、日字形等鐵心，如圖4—4既示。

二、變壓器的工作原理

如圖4—5所示是單相變壓器工作原理示意圖。為了分析問題方便。規(guī)定：凡與一次有關(guān)的各量，在其符號右下角標以“1”，而與二次有關(guān)的各量，在其符號右下角標以“2”。如一、二次電壓：電流、匝數(shù)及電動勢分別用、，、，、，、表示。

當變壓器一次接人交流電源以后，在一次繞組中就有交流電流流過，于是在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，稱為主磁通。它隨著電源頻率而變化，主磁通集中在鐵心內(nèi)；

極少一部分在繞組外閉合，稱為漏磁通，它一般很小，可忽略不計。所以L可以認為一、二次繞組同時受主磁通作用。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，一、二次繞組都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果二次接有負載構(gòu)成閉合回路，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。變壓器通過一、二次繞組的磁耦合把電源的能量傳送給負載。

1．變壓器變壓原理

設(shè)一、二次的匝數(shù)分別為和，忽略漏磁通和一、二次直流電阻的影響。由于一、二次繞組同時受主磁通的作用，在兩個繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和的頻率與電源的頻率相同。若主磁通隨時間的變化率為/，則由電磁感應(yīng)定律可得一、二次繞組的感應(yīng)電動勢為：

變壓器一、二次的端電壓與感應(yīng)電動勢在數(shù)值上是近似相等的，所以在考慮了上面兩個式子，以及不考慮相位關(guān)系，只考慮它們的大小，則可以得到一、二次電壓有效值之間如下關(guān)系：

式中 ——一次交流電壓的有效值(V)；

——二次交流電壓的有效值 (V)；

——一次繞組的匝數(shù)；

—一二次繞組的匝數(shù)；

——一、二次的電壓比，或稱匝數(shù)比。

公式(4—1)表明變壓器一、二次繞組的電壓比等于它們的匝數(shù)出。當>1時，>，則>，這種變壓器是降壓變壓器；

當

例題1 一臺變壓器的一次繞組接在10 kV的高壓輸電線上，要求二次繞組輸出400 V電壓，如果二次繞組的匝數(shù)為800匝。求變壓器的電壓比和二次繞組的匝數(shù)。

解：

根據(jù)公式(4—1)電壓比為：

則

2．變壓器變換電流原理

任何一種變壓器在變壓過程中只起能量傳遞作用，無論變換后的電壓是升高還是降低，電能都不會增加，也不能減少。根據(jù)能量守恒定律；

在忽略損耗時，變壓器輸出的功率應(yīng)與變壓器從電源獲得的功率相等，即：

或

由此則有：

公式(4—2)是變壓器變換電流公式。此式說明變壓器工作時，一、二次繞組的電流大小與一、二次韻電壓或匝數(shù)成反比，或者為變壓器電壓比的倒數(shù)。實際上，變壓器在改變電壓的同時也改變了電流。電流互感器就是根據(jù)這二原理制成的。

例題2 在3 300 V的交流電路中接入一臺變壓器，若把電壓降至為220 V，已知一次繞組的匝數(shù)是2 100匝，二次繞組接入的負載為10。求二次繞組的匝數(shù)和一、二次繞組中的電流?

解：

根據(jù)公式(4—1)得出變壓器的電壓比為：

根據(jù)歐姆定律得出二次繞組的電流為：

由公式(4—2)可得出一次繞組中電流為：

三、幾種常見變壓器

1．單相照明變壓器

如圖4—6 所示是一種常見的單相照明變壓器：它由鐵心和兩個相互絕緣的線圈組成，一般為殼式。這種變壓器的一次額定電壓有220 V和880 V兩種，二次電壓多為36 V。在特殊危險場合使用時，二次電壓為24 V或12 V。有的變壓器二次電壓為6 V，專供指示燈用。單相照明變壓器經(jīng)常為工廠內(nèi)部的局部照

明燈具提供安全電壓，以確保人身安全。

2．三相變壓器

在工業(yè)生產(chǎn)中三相變壓器應(yīng)用較為廣泛。所謂三相變壓器實質(zhì)上是三個容量相同的單相變壓器組成的。如圖4—7所示是三相變壓器的示意圖。在每個鐵心柱上都繞著同一相的一次(即高壓)繞組和二次 (即低壓)繞組。

根據(jù)三相電源和負載的不同情況，

變壓器一、二次繞組都可作Y形或形聯(lián)結(jié)。如圖4—8所示是三相變壓器的標準接線圖。對于大容量的三相變壓器多采用Y/聯(lián)結(jié)，即高壓繞組為Y形聯(lián)結(jié)，低壓繞組為形聯(lián)結(jié)。這是因為Y形聯(lián)結(jié)的相電壓是線電壓的1/，有利于線圈絕緣；

而低壓繞組呈形聯(lián)結(jié)，可使導(dǎo)線截面比Y形聯(lián)結(jié)的小。對于容量不大且需要中線的變壓器，多采用Y/聯(lián)結(jié)，即高壓繞組為Y形聯(lián)結(jié)。表示低壓繞組是Y形聯(lián)結(jié)并接有中線。這種連接可使用戶獲得線電壓和相電壓兩種電壓，特別適用于動力和照明混合性質(zhì)的負載。

3．自耦變壓器

如圖4—9所示是自耦變壓器示意圖。自耦變壓器有一個環(huán)形鐵心，線圈繞在鐵心上，即只有一個繞組。一、二次繞組有一部分是公用的，也就是說高壓繞組的一部分兼作低壓繞組。它與一般變壓器一樣，一、二次的電壓比等于一、二次的匝數(shù)比。二次電壓的引出點是一個能沿著線圈的裸露表面自由滑動的電刷觸頭；

改變觸頭的位置，就能得到需要的輸出電壓。

自耦變壓器常用于實驗室和交流異步電動機的降壓啟動設(shè)備中，它的最大特點是可以通過“調(diào)壓”來獲得所需要的電壓。

四、變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)

變壓器的規(guī)格型號及其主要技術(shù)數(shù)據(jù)都標在它的銘牌上，作為使用變壓器的重要依據(jù)。變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)包括：額定電壓、額定電流、額定容量和溫升等。

1．額定電壓

變壓器一次的額定電壓，是指變壓器所用絕緣材料的絕緣強度所規(guī)定的電壓值，二次額定電壓是變壓器空載時，一次加上額定電壓后，二次兩端的電壓值。兩個額定電壓分別用，表示。單相變壓器，是指一、二次交流電壓的有效值，三相變壓器，是指一、二次線電壓的有效值。

2．額定電流

指變壓器在允許溫升的條件下，所規(guī)定的一、二次繞組中允許流過的最大電流，變壓器飛二次電流分別用和表示。單相變壓器和是指電流的有效值，三相變壓器是指線電流的有效值。

3．額定容量

表示變壓器工作時所允許傳遞的最大功率。單相變壓器的額定容量是二次額定電壓和額定電流之積；

三相變壓器的額定容量也是二次額定電壓和額定電流之積(應(yīng)為三相之和)。額定容量用字母S表示，單位是伏安(V·A)。

4．溫升

溫升是指變壓器在額定工作時；

允許超出周圍環(huán)境溫度的數(shù)值。它取決于變壓器絕緣材料的耐熱等級，見表4—1。

表4—1    絕緣材料耐熱等級

絕緣等級YAEBFHC

最高工作溫度()90105120130155180>180

五、變壓器的使用要點

電工應(yīng)用環(huán)境中的變壓器，一般用于電能的高、低電壓的變換。一臺變壓器往往為一個社區(qū)、一個工廠、一個車間、一套設(shè)備轉(zhuǎn)換能源。它工作的自然環(huán)境、自身品質(zhì)、所帶負載的變化、保養(yǎng)的狀況都可能影響其工作。變壓器如出現(xiàn)小事故則影響工作，并可能報廢設(shè)備。大型變壓器出現(xiàn)事故，嚴重時可能發(fā)生爆炸，危及人身安全。

大型專用變壓器都有專人進行維護、監(jiān)管。一般相關(guān)人員只要注意變壓器的外在特征變化，及時報告有關(guān)人員，履行告知即可。

正常工作的變壓器，一般都有一些輕微的振動聲音，有一定溫升，沒有氣味。一旦振動聲音明顯增加，出現(xiàn)怪味、打火等特殊現(xiàn)象時，就必須及時報告并遠離。

§4—2 三相異步電動機的用途和結(jié)構(gòu)

一、電動機概述

電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能，并輸出機械轉(zhuǎn)矩的動力設(shè)備?，F(xiàn)代各種機械廣泛應(yīng)用電動機來驅(qū)動。

一般電動機可分為直流電動機和交流電動機兩大類。交流電動機按使用電源相數(shù)可分為單相電動機和三相電動機兩種，而三相電動機又分同步式和異步式兩種，異步電動機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同又分成籠式和繞線式兩種。

三相異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、運行可靠，與相同容量的其他電動機相比具有質(zhì)量輕、成本低、價格便宜等優(yōu)點。因此，被廣泛用來做中、小型軋鋼機、各種機床以及輕工機械和鼓風機的拖動部分。根據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)有90％左右的電力拖動機械使用異步電動機，其中，小型異步電動機占70％以上。在電網(wǎng)的總負載中異步電動機的用電量占60％以上。

二、三相籠式異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

三相籠式異步電動機主要是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，如圖4—10所示。

三相異步電動機的定子部分包括機座、定子鐵心和定子繞組。機座用鑄鐵或鑄鋼制成。它支承著定子鐵心。定子鐵心由互相絕緣的硅鋼片疊制而成，內(nèi)圓有槽孔，定子繞組嵌在槽內(nèi)，如圖4—11所示。

定子繞組是定子的電路部分，由三相對稱繞組組成。三相繞組的各相彼此獨立，按互差120的電角度嵌放在定子槽內(nèi)，并與定子鐵心絕緣。定子繞組的首端分別用U1，V1，W1表示，而繞組的末端分別用U2，V2，W2表示。

轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部分組成。轉(zhuǎn)子鐵心是由外圓有槽孔的硅鋼片疊制而成，槽內(nèi)放置銅條(或鑄鋁)。鐵心兩端分別用導(dǎo)電的端環(huán)將槽內(nèi)的銅條連接起來，形成短接回路；

如果去掉轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)與籠子相似，如圖4—12所示。

繞線式異步電動機只是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同，它的轉(zhuǎn)子是由繞組組成的，與定子繞組一樣也是三相的。

§4—3 三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理

一、演示實驗

為子說明三相異步電動機的轉(zhuǎn)子是怎樣旋轉(zhuǎn)起來的，先做二個演示實驗。

如圖4—13所示中有一個裝有手柄的馬蹄形磁鐵，在磁極中間放置一個可以自由轉(zhuǎn)動的導(dǎo)電的鼠籠轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與磁極之間沒有機械聯(lián)系。當搖動手柄使馬蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)時，就會看到鼠籠轉(zhuǎn)子跟著磁鐵旋轉(zhuǎn)。手柄搖得越快，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)得越快，若是改變磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向，鼠籠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變。

由上述實驗可知，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的首要條件是要有一個旋轉(zhuǎn)磁場。

二、定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

實際的籠式異步電動機中，旋轉(zhuǎn)磁場是由定子繞組中的三相交流電產(chǎn)生的。

如果三相異步電動機的定子鐵心中放有三相對稱繞組U1一U2，V1一V2，W1一W2，并呈星形(Y)聯(lián)結(jié)，接人三相對稱電源時，三相對稱繞組中有電流通過，即：

三相對稱電流的波形圖如圖4—14所示。規(guī)定交流電正半周時，電流從繞組首端流人，尾端流出；

負半周時，電流從繞組末端流入，首端流出。流人以符號表示，流出以符號 表示；

當交流電流過三相繞組時，每相繞組都將產(chǎn)生一個按正弦規(guī)律變化的磁場，三相繞組的合成磁場隨著時間的推移而不斷改變方向形成旋轉(zhuǎn)磁場，如圖4—15所示。

當=0時，U相繞組電流=0；

V相繞組電流為負半周，按規(guī)定電流是從末端V2流入，從首端V1流出；

W相繞組電流為正半周，電流是從繞組首端W1流人，從末端W2流出。根據(jù)右手螺旋定則可以判定，互相電流的合成磁場的N極在正上方，S極在正下方，如圖4—15a所示。

當=90時，為正半周；

電流從繞組首端U1流人，由末端U2流出；

V相和W相電流和都是負半周，電流分別從繞組末端V2和W2流人，從首端V1和W1流出。三相電流的合成磁場如圖4—15b所示，可以看出合成磁場的軸線沿順時針方向轉(zhuǎn)了90。此刻，磁場的N極在右方，S極在左方。

當=180時，U相繞組電流=0；

V相繞組電流為正半周，按規(guī)定電流是從首端V1流入，從末端V2流出；

W相繞組電流為負半周，電流是從繞組末端W2流入，從首端W1流出。可以判定，量相電流的合成磁場的N極在正下方，S極在正上方，如圖4—15c所示。三相電流的合成磁場的軸線又沿順時針方向轉(zhuǎn)了90。

從上面分析可知，當異步電動機定子繞組分別通人對稱三相交流電后，在定子空間能產(chǎn)生一個隨時間延續(xù)的旋轉(zhuǎn)磁場。

在如圖4—15所示中，每相定子繞組只有二個線圈，三相繞組的首端之間空間角相差120。合成磁場有兩個磁極，也稱一對磁極。對一對磁極來說，在三相交流電流變化一周時，磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周。當交流電流的頻率為2 Hz，磁場轉(zhuǎn)速為2 r/s；

當交流電流頻率為3 Hz時，磁場轉(zhuǎn)速為3 r/s；

以此類推，當交流電流的頻率為Hz時，則磁場的轉(zhuǎn)速為r/s。通常旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速都折合成每分鐘多少轉(zhuǎn)，這樣一對磁極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(r/min)是：

如果每相繞組由兩個線圈串聯(lián)組成，則每相繞組的首端之間相差60空間角。如圖4—16所示，磁場有4個磁極，即有兩對磁極?？梢钥吹?，交流電流變化一周只轉(zhuǎn)過180。

以此類推，當旋轉(zhuǎn)磁場具有任意磁極對數(shù)時，交流電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場在空間只能轉(zhuǎn)過1/周，字母表示旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)。因此，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速咒，與交流電頻率、磁極對數(shù)之間的關(guān)系為：

式中  ——旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(也叫做同步轉(zhuǎn)速)，r/min；

——三相交流電源的頻率，Hz；

旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)。

公式(4—3)表明旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速隨磁極對數(shù)增加而降低。表4—2是電源頻率為50 Hz時，相對應(yīng)磁極對數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速。

表4—2 電源頻率為50 Hz時磁極對數(shù)與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系

磁極對數(shù)123456

旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速(r/min)3 0001 5001 000750600500

三、旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的作用

定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場將切割轉(zhuǎn)子銅條，此時可以把磁場看成不動，而認為：轉(zhuǎn)子相對于磁場運動。假設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場是順時針方向旋轉(zhuǎn)，那么轉(zhuǎn)子相對于磁場，可看成是作逆時針方向轉(zhuǎn)動，如圖4一17所示。在轉(zhuǎn)子銅條中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，可用右手定則確定其方向。在轉(zhuǎn)子上半部的銅條中，感應(yīng)電流的方向指向讀者，在轉(zhuǎn)子下半部銅條中感應(yīng)電流的方向背離讀者。

轉(zhuǎn)子中載有感應(yīng)電流的銅條與旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生電磁力。根據(jù)左手定則判定：轉(zhuǎn)子上頂部銅條所受的力是指向右方，下底部銅條所受的力是指向左方。這兩個力大小相等，方向相反，構(gòu)成電磁轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)子就跟隨旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動起來，這就是三相籠式異步電動機的轉(zhuǎn)動原理。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必定小于同步轉(zhuǎn)速。如果，，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間沒有相對運動，轉(zhuǎn)子上的鎘條不能切割磁感應(yīng)線，就不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，也就不能形成電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子不能以同步轉(zhuǎn)速運行。實際上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速，即。也就是說，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不同步，而是異步的，這就是異步電動機名稱的由來。

正常運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速稱為至相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速。比如有一種一對磁極的三相異步電動機，同步轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，正常運行時的額定轉(zhuǎn)速為2 906 r/min。

轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向是一致的。如果把按順時針方向旋轉(zhuǎn)叫做電動機的正轉(zhuǎn)，那么就把按逆時針方向旋轉(zhuǎn)叫做電動機的反轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與通人定子繞組的三相交流電流的相序有關(guān)。如果把三相電源接到定子繞組首端的三根導(dǎo)線中的任意兩相對調(diào)位置，旋轉(zhuǎn)磁場則反轉(zhuǎn)，電動機也就跟著改變轉(zhuǎn)動方向。

§4—3 三相異步電動機的使用

一、啟動

電動機接通電源后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從零達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程，叫做啟動。

啟動時若加在電動機定子繞組上的電壓是電動機工作時的額定電壓，就稱為全壓啟動，如圖4—18所示。

在剛啟動時，轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動，但旋轉(zhuǎn)磁場已經(jīng)產(chǎn)生。磁場以最大相對速度切割轉(zhuǎn)子銅條，在銅條中產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流。與變壓器的原理相似，定子繞組相當于變壓器的一次，轉(zhuǎn)子的銅條相當于變壓器的二次。所以，在電動機啟動瞬間，定子繞組中要出現(xiàn)很大的啟動電流，一般全壓啟動時的啟動電流是額定電流的4～7倍。電動機在不頻繁啟動時，啟動時間很短；

(只有1～3 s)，雖然電流很大，但對電動機影響不大。如果電動機啟動頻繁，由于熱量積累，可使電動機過熱，容易造成絕緣材料老化，縮短電動機的使用壽命。電動機啟動電流過大；

還會在短時間內(nèi)造成供電線路電壓降增大，使負載兩端電壓短時間下降。這樣小但使電動機本身啟動轉(zhuǎn)矩減小，以至于啟動不起來，還會影響同一供電線路上其他負載正常運行。若是三相電動機，由于電壓下降，使轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)矩減小，以至于帶不動負載，而產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

在實際工作中要盡量避免電動機的頻繁啟動。如車削加工時，使用摩擦離合器或電磁離合器將主軸與電動機轉(zhuǎn)軸分離，從而減少電動機的啟動和停車，避免啟動電流過大，影響電動機的使用壽命。

一般說來，籠式異步電動機額定功率小于7.5 kW，或者額定功率大于7.5 kW且小于供電電源容量的20％，都可以采用全壓啟動。

如果線路不允許電動機全壓啟動，則采用降壓啟動的方式來限制啟動電流。降壓啟動是利用啟動設(shè)備將電壓適當降低后，加到電動機定子繞組上進行啟動，待電動機啟動以后，再使電壓恢復(fù)到額定值。降壓啟動適用于空載或輕載下啟動。

常見的降壓啟動方法有4種：-在定子繞組中串聯(lián)電阻(或電抗器)的降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動、延邊三角形降壓啟動、星形(Y)一三角形()變換降壓啟動。

二、反轉(zhuǎn)

在生產(chǎn)上常需要電動機反轉(zhuǎn)，如圖4—19所示。當開關(guān)向上合時，電動機正轉(zhuǎn)。當開關(guān)向下合時，把接在電動機上的三相電源的U相和V相進行對調(diào)，改變定子繞組中三相交流電流的相序，因此，旋轉(zhuǎn)磁場改變了轉(zhuǎn)向≯電動機即可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

三、制動

制動就是在電動機切斷電源后，給它一個與轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，使它很快地減速或停車。如起重機的吊鉤需要立即減速或停車以達到準確定位，萬能銑床主軸迅速停轉(zhuǎn)等，都需要制動。

制動的方法一般有機械制動和電力制動兩大類。

機械制動是利用機械裝置，使電動機在切斷電源后，達到迅速停轉(zhuǎn)的方法。使用較普遍的有電磁抱閘，如圖4—20所示。

電磁抱閘的工作原理如下：當接通電源后，電磁抱閘的線圈得電而吸引銜鐵，克服了彈簧的拉力，迫使杠桿向上移動，使閘瓦和閘輪分開，此時電動機啟動，正常運轉(zhuǎn)。一旦電動機的電源被切斷，-電磁抱閘的線圈也同時失電。于是銜鐵被釋放，在彈簧拉力的作用下，閘瓦緊緊抱住閘輪，電動機被迅速制動而停車。

電磁抱閘方法在起重機械中被廣泛采用，這種制動方法不但可以準確定位，而且在電動機突然斷電時，還可以避免重物自行掉落而產(chǎn)生事故。

電力制動常用的方法有反接制動和能耗制動。

反接制動是依靠改變輸入電動機的電源相序，使定子繞組產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場，從而使轉(zhuǎn)子受到與原來轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，而迅速停轉(zhuǎn)。采用反接制動必須注意，當制動到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近零時，應(yīng)及時切斷電源，否則電動機將反向運行。

能耗制動是電動機脫離電源后，立即向它的定子繞組通人直流電流，就能使電動機制動，這種方法制動平穩(wěn)，定位準確。

四、三相籠式異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)

目前我國已經(jīng)推廣使用Y系列三相異步電動機?，F(xiàn)在以Y132M2—4為例，介紹銘牌數(shù)據(jù)。

1．型號

Y系列電動機型號由4部分組成，第二部分漢語拼音字母Y表示異步電動機，第二部分數(shù)字表示中心高(轉(zhuǎn)軸中心至安裝平臺表面的高度)；

第三部分英文字母為機座長度代號(S表示短機座、M表示中機座，L表示長機座)，字母后的數(shù)字為鐵心長度代號(1一短鐵心，2一長鐵心)，橫線后的數(shù)字為電動機的極數(shù)；

第四部分為特殊環(huán)境代號，沒標符號者表示電動機只適用于普通環(huán)境，W表示用于戶外環(huán)境，F(xiàn)表示用于化工防腐環(huán)境。

2．功率

銘牌上所標出的功率是在額定運行情況下，電動機轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率，又叫容量，通常用或表示，單位是瓦(W)或千瓦(kW)。

3．額定頻率

指電動機在額定運行時的電頻率，我國規(guī)定工頻為50 Hz。

4．額定電壓

指電動機額定運行時加在定子繞組上的線電壓值，單位是伏(V)

5．額定電流

指電動機在額定運行時定子繞組的電流值，單位是安(A)。

6．額定轉(zhuǎn)速

指電動機在額定運行時電動機的轉(zhuǎn)速，單位是r/min。

7．工作方式：

也稱為定額，是指電動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)H分連續(xù)、短時、斷續(xù)等三種?！斑B續(xù)”是指電動機在額定運行情況下長期連續(xù)使用，用表示；

“短時”是指電動機在限定時間內(nèi)短期運行，用表示，“續(xù)”是指電動機以間歇方式運行，用表示。

8．接線

指定子繞組的連接方式，有星形接法和三角形接法兩種。使用時根據(jù)銘牌標志正確連接。如圖4—21所示，籠式三相異步電動機的接線盒有6根引出線，標有U1，V1，W1，U2，V2，W2，其中，U1，U2是第一相繞組的兩端，V1，V2是第二相繞組的兩端，W1，W2是第三相繞組的兩端。

9．絕緣等級

指絕緣材料的耐熱等級，通常為7個等級。

此外，三相異步電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)還有功率因數(shù)、效率、啟動電流、啟動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩等，但不在銘牌上標出，可從產(chǎn)品目錄中查得。

五、三相異步電動機使用要點

三相異步電動機是一種比較耐用的電動機種類，但由于它是機電一體的設(shè)備，以及由于使用頻度、工作環(huán)境、保養(yǎng)程度的原因，故障比較多發(fā)。作為直接的使用者，要熟悉使用要點，及時告知有關(guān)人員設(shè)備狀況，保證設(shè)備安全、正常工作。

1．過于頻繁的啟、停，正、反轉(zhuǎn)，會影響使用壽命及導(dǎo)致過載。

2．電動機內(nèi)部不正常的聲音，都是故障的表現(xiàn)，處理不及時，都會導(dǎo)致電動機的災(zāi)難。電動機缺相運行、連續(xù)過載、軸承等機械故障，都會伴有不正常聲音，應(yīng)及時采取相應(yīng)措施。

3．當電動機發(fā)出怪味時，應(yīng)及時檢查，防止故障擴大。

§4—5單相異步電動機

單相異步電動機被廣泛用于工業(yè)設(shè)備和日常生活上。例如，民用電風扇、洗衣機、脫水機、電冰箱、家用空調(diào)器等，都是用單相異步電動機作動力。單相異步電動機的功率較小，一般為幾瓦至幾百瓦。

單相異步電動機的定子繞組是單相的，轉(zhuǎn)子通常是籠式。當交流電流通過定子繞組時，電動機內(nèi)產(chǎn)生交變磁通，該磁通的方向是時而垂直向上，時而垂直向下，是一個脈動磁場。也就是說，單相定子繞組產(chǎn)生的磁場不是旋轉(zhuǎn)磁場，因而轉(zhuǎn)子不能自行轉(zhuǎn)動起來。

為了使它能自行轉(zhuǎn)動，通常在電動機的定子鐵心上，再裝一個啟動繞組。如圖4—22所示是單相電容式異步電動機原理圖。它的定子繞組有兩個，一個是工作繞組A1A2(又叫主繞組或運行繞組)，一個是啟動繞組B1B2 （又叫副繞組)。A1A2與BlB2在空間互成90，在啟動繞組中串接一個適當?shù)碾娙萜鳌?/p>

當電動機與電源接通后，各繞組就分別通入交流電流，A1A2繞組中電流。要滯后電源電壓，而B1B2繞組串有電容器，電流要超前電源電壓。如果電容器的容量選擇適當，可使電流與之間具有90的相位差，如圖4—23a所示。此時，電動機定子繞組就產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，如圖4—23 b所示?；\式轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，就隨著旋轉(zhuǎn)磁場而轉(zhuǎn)動起來。

實際使用時，注意電容器是一個故障多發(fā)元件。更換時，應(yīng)選用與原電容器容量相同、耐壓等級不低于原件的電容器。

習 題

1．變壓器是利用__________原理制成的。

2．變壓器除了能改變__________外， 還具有__________、__________和__________等作用。

3. 變壓器的電壓比由__________決定，變壓器的一、二次電壓之比等于變壓器的__________。

4．當需要獲得連續(xù)變化的交流電壓時，可以選用__________。

5. 通常大型動力變壓器一般都是__________相結(jié)構(gòu)，小功率的電源變壓器、照明變壓器一般是___________相結(jié)構(gòu)。

6. 與其他種類的電動機相比，三相異步電動機具有__________、__________和_________等優(yōu)點，使用極為廣泛。

7．作為一般使用人員，應(yīng)注意大型動力變壓器的__________，如變壓器的__________、__________和__________等。一旦有明顯的變化，應(yīng)履行__________義務(wù)。

8．電動機外殼的鐵肋是用于__________，使用時應(yīng)注意保持__________。

9. 三相異步電動機正常使用時，它的轉(zhuǎn)速主要由電動機的__________決定，受負載變化的影響不大。

10．電動機的啟動是指——的過程。全壓啟動是指____________________的啟動方式。三相異步電動機全壓啟動時的啟動電流會很高，可能達額定電流的__________倍，為了避免這種沖擊電流導(dǎo)致的不良影響，必要時須采用___________。

11．降壓啟動是指__________的啟動方式。適用于__________場舍，常用的降壓啟動方式主要有__________、___________和__________四種。

12．三相異步電動機的反轉(zhuǎn)可以通過改變____________的方法實現(xiàn)。

13．電動機的制動是指____________________的過程。常用的方法有__________、__________和__________等。

14．單相交流電動機一般都有__________套繞組，用于__________和__________。

15．畫出三相異步電動機的接線端子圖，并分別表示出電動機接成星形和三角形的聯(lián)結(jié)方法。

16．三相異步電動機的使用者，應(yīng)注意什么事項?

17．變壓器一次接在=220 V的電源上，已知二次電壓=20 V，如果二次匝數(shù)=120匝，問一次匝數(shù)是多少?

18．有-單相變壓器，一次電壓為3 300 V，二次電流為60 A，變壓比為15。求二次電壓和一次電流各為多少?

19．有一變壓器一次電壓為6 600 V，二次電壓為220 V。如果在二次接一電阻爐，其額定電壓為220 V，功率為40 kW。問該變壓器的一、二次電流各為多少?

第五章 簡單機床電路

本章學習要點：

1．熟悉刀開關(guān)、組合開關(guān)：鐵殼開關(guān)、接觸器、熱繼電器、熔斷器的用途、工作機理、電路連接特點、常見的故障現(xiàn)象；

2．熟悉繼電接觸器控制電路的展開法連接關(guān)系(主要是

接觸器)；

能夠分析電路的工作過程(啟動、停止)，能夠解釋電路每個符號對應(yīng)的電氣作用。

很多人習慣說，做電工的人，做得時間越長越膽小。為什么呢?原因可能是與電的特點有關(guān)。電看不見，卻摸得著，不小心就可能觸電。電路檢修以后，首次通斷電都是由電工完成。正常則可，不正常時，即使有二次在他的臉邊手下，“嘭”的一個大火球，不受傷，也夠記一輩子的。直接操縱大電流的通斷是有危險的。

但是現(xiàn)在有很多技術(shù)，讓電工及設(shè)備操作員，擺脫了直接在手底下操作大電流的通、斷。這種技術(shù)可以用小至幾個微安的電流，控制數(shù)千安培電流的通、斷。采用這種技術(shù)后，即使有短路等故障，操作者也不必冒著被電弧燒傷的危險：

這種技術(shù)可以是復(fù)雜的電力電子技術(shù)，但更常見的是繼電接觸器控制技術(shù)。繼電接觸器控制技術(shù)是使用極為廣泛的以弱控強、遠距離(遙)控制的技術(shù)，它使操作者安全、輕松、快速、可靠地控制電路的通斷：本章將介紹繼電接觸控制的最基本原理與應(yīng)用。

§5—1 常用低壓電器

低壓電器一般指工作電壓低于1 000 V的電器。

機床常用低壓電器在機床控制電路中主要起通斷、控制、保護、調(diào)節(jié)等作用。

低壓電器分為手動電器和自動電器兩類。手動電器是由工作人員手動操作的，這類電器包括刀開關(guān)、組合開關(guān)、鐵殼開關(guān)和按鈕等。自動電器是按照指令、信號或某個物理量的變化而自或動作的。這類電器有各種繼電器、接觸器等，還有起保護作用能電器，如熔斷器等。

一、開關(guān)

開關(guān)通常是指用手操縱，對電路進行接通或斷開的一種控制電器。

1．刀開關(guān)

它是一種應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單的手動電器。刀極數(shù)目有二極和三極兩種，如圖5—1a所示是二極刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖及符號。在瓷質(zhì)底座上裝有靜插座，安裝熔絲的接頭和帶瓷質(zhì)手柄的閘刀等。膠蓋罩住刀片和靜插座，當電源被切斷時，它能熄滅刀片和靜插座之間產(chǎn)生的電弧，防止電弧燒傷操作人員。

安裝刀開關(guān)時應(yīng)將電源線接在靜插座上，將用電器接在刀開關(guān)的出線端。這樣在分閘時，刀片和熔絲不會帶電，以保證裝換熔絲和維修用電器的人員安全。

刀開關(guān)主要用于接通和切斷電路或隔離電源。常用的刀開關(guān)有，系列膠蓋瓷底刀開關(guān)，它們的額定電壓為交流380 V，額定電流有15 A，30 A和60 A三種。

長期使用的刀開關(guān)，刀口部分易被電弧灼傷，嚴重灼傷的刀開關(guān)應(yīng)及時更換。應(yīng)正確使用熔斷器(見后面單元)，如果出現(xiàn)熔斷器連接部分、導(dǎo)線連接部分氧化、燒黑的部分，要進行清理，必要時進行更換。

嚴禁在沒有蓋好開關(guān)蓋的情況下，接通或斷開有負載電路。操作刀開關(guān)時不能動作遲緩，猶豫不決。動作越慢，越容易出電弧，影響開關(guān)使用壽命，容易出危險。

2．鐵殼開關(guān)

鐵殼開關(guān)又叫負荷開關(guān)。如圖5—2所示，鐵殼開關(guān)主要由動閘刀、速斷彈簧、刀座、操作手柄、熔斷器等組成。將這些元件裝在一個鐵殼內(nèi)，所以稱為鐵殼開關(guān)。速斷彈簧能迅速將動閘刀從刀座拉開，使電弧迅速拉長而熄滅。在操作手柄一側(cè)的鐵殼邊上有一凸肋，它的作用是當開關(guān)接通時，鐵殼蓋不能打開；

而鐵殼蓋打開時，開關(guān)不能合閘，以保證安全。安裝時，鐵殼應(yīng)可靠接地對以防意外漏電引起操作者觸電。長期使用的鐵殼開關(guān)應(yīng)注意觸頭的使用狀況，觸頭狀況不佳，可能導(dǎo)致被控電動機缺相運行，燒壞電動機：

鐵殼開關(guān)實質(zhì)上也是刀開關(guān)，它可以用28 kW以下的電動機直接啟動控制，也可用作電源隔離開關(guān)或負荷開關(guān)。常用的鐵殼開關(guān)有HH3系列，額定電壓為交流440 V，額定電流有15 A，30 A，60 A，100 A和200 A等幾種。

3．組合開關(guān)

組合開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)緊湊的手動開關(guān)，又叫手動轉(zhuǎn)換開關(guān)。它的種類很多，如圖5—3所示是HZ10—25/3型三級組合開關(guān)。三極組合開關(guān)共有6個靜觸頭和3個動觸頭；

靜觸頭的一端固定在膠木邊框內(nèi)，另一端伸出盒外，并附有接線螺釘，以便和電源及用電器相連接。從如圖5—3b，c所示可見三個動觸片裝在絕緣墊板上，并套在方軸上，通過手柄可使方軸作90正反向轉(zhuǎn)動，從而使動觸片與靜觸片保持接通。

組合開關(guān)在機床控制電路中，經(jīng)常作電源引人開關(guān)。它可以用于直接啟動5.5 kW以下的小功率籠式電動機，或用作正、反轉(zhuǎn)換開關(guān)等，也可以控制局部照明線路；

常用的HZ10系列普通類型組合開關(guān)的額定電壓為交流380 V，額定電流有10 A，25 A，60 A，100 A四種，極數(shù)有1～4極4種。

4．按鈕

按鈕也是一種手動開關(guān)，用于控制電動機或機床控制電路的接通或斷開。

按照按鈕的用途和觸頭配置，可把按鈕分為常開的啟動按鈕、常閉的停止按鈕和復(fù)合按鈕三種，如圖5—4所示。按鈕在松手停按后，一般都自動復(fù)位。

復(fù)合按鈕有兩對觸頭，橋式動觸頭和上部兩個靜觸頭組成一對常閉觸頭，又和下部兩個靜觸頭組成一對常開觸頭。按下按鈕時，橋式動觸頭向雨移動，先斷開常閉觸頭，然后閉合常開觸頭，停按后，在彈簧作用下自動復(fù)位。復(fù)合按鈕如果只使用其中一對觸頭，即成為常開的啟動按鈕或常閉的停止按鈕。常用按鈕為LAl9和LA-10系列，除單只按鈕外，還有雙連和三連按鈕。按鈕的額定電壓為交流380 V，觸頭額定電流為5 A。LA19一11型按鈕帽中還裝有指示燈，可以用燈亮與不亮來表示電路某種工作狀態(tài)。

按鈕一般通過按鈕帽螺釘，固定在操作面板上，使用時注意螺釘一旦松動，及時擰緊，防止按鈕被按人面板內(nèi)，導(dǎo)致失控及內(nèi)部短路。

二、接觸器

接觸器是一種自動的電磁式開關(guān)。它通過電磁力作用下的吸合和反向彈簧力作用下的釋放，使觸頭閉合和分斷，導(dǎo)致電路的接通和斷開。接觸器是電力拖動中最主要的控制電器之一。接觸器分為直流和交流兩大類，結(jié)構(gòu)大致相同。這里只簡單介紹交流接觸器。

如圖5—5a所示是交流接觸器的結(jié)構(gòu)圖。它主要由電磁鐵和觸頭兩部分組成。電磁鐵包括靜鐵心、線圈和動鐵心等，其中靜鐵心與線圈固定不動，動鐵心又稱銜鐵，可以移動。觸頭由橋式動觸頭和靜觸頭組成，橋式動觸頭和電磁系統(tǒng)的動鐵心通過絕緣支架固定在一起。

如圖5—5b所示是交流接觸器的工作原理圖。當按下按鈕時線圈得電，靜鐵心產(chǎn)生電磁力，將動鐵心吸合，帶動橋式動觸頭向下移動，使之與靜觸頭接觸。這時電動機與電源接通，電動機啟動運轉(zhuǎn)。當松開按鈕時線圈斷電，I電磁力消失，在反向彈簧力作用下，動、靜觸頭分離，自動切斷電動機的電源，電動機停轉(zhuǎn)。因此，只要控制線圈的通、斷電，就可以使接觸器的觸頭開閉，從而達到控制主電路的接通或切斷。

接觸器的觸頭有主觸頭和輔助觸頭兩種。通常主觸頭有三對，它的接觸面積較大；

并有滅弧裝置，能通過較大的電流。主觸頭在電路中，控制用電器的啟動與停止。

接觸器的常態(tài)是線圈沒有通電時觸頭的工作狀態(tài)。此時，處于斷開的觸頭稱為常開觸頭，處于閉合的觸頭稱常閉觸頭。常態(tài)時，主觸頭是常開的，輔助觸頭有常開與常閉兩種形式。

接觸器的符號。(見圖5—5c)。主觸頭、輔助觸頭和線圈接在不同電路中，所以在電路圖經(jīng)常分開畫出。輔助觸頭符號用一段的常開觸頭和常閉觸頭符號表示，如圖5—5c右側(cè)所示。主觸頭符號由一般常開觸頭符號加接觸器功能符號組成，如圖5—5c左側(cè)所示。圖5—5c中間是表示線圈的符號。

如圖5—5d所示是交流接觸器的剖面圖。

接觸器一般直接控制電動機等設(shè)備的動力電源電路。主觸頭受電弧影響，使用壽命較短，應(yīng)定期檢查監(jiān)視觸頭使用情況。避免由于觸頭問題，導(dǎo)致不能停車、缺相不能啟動、電動機缺相運行等。禁止接觸器在沒有滅弧罩的情況下負載工作。正常工作的接觸器有輕微的振動聲，一旦發(fā)出連續(xù)的較強的振動聲，應(yīng)及時通知專業(yè)人員。

三、熱繼電器

電動機在運行過程中，由于長期負荷過大，頻繁啟動或者缺相運行等，都可能使電動機定子繞組的電流超過額定值，這種現(xiàn)象叫做過載。此時，熔斷器并不熔斷，定子繞組將發(fā)熱，溫度升高，使繞組的絕緣材料損壞，嚴重時燒毀電動機。熱繼電器就是用來作過載保護的電器。

熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)而制作的繼電器。使用熱繼電器時，應(yīng)將熱元件的電阻絲串接在主電路中，將常閉觸頭串接在有接觸器線圈的控制電路中。如圖5—6所示是熱繼電器的工作原理圖。熱元件是一段電阻不大的電阻絲，串接在主電路中。雙金屬片2由膨脹系數(shù)不同的兩種金屬輾壓而成，上層金屬的膨脹系數(shù)小，下層金屬的膨脹系數(shù)大。當負載電流超過額定值時，雙金屬片2受熱產(chǎn)生足夠的膨脹，向上彎曲，使扣板3脫扣，彈簧4拉下扣板，使常閉觸頭5斷開。觸頭5與接觸器線圈串聯(lián)，所以線圈斷電，主觸頭斷開，負載停止工作。

由于雙金屬片有熱慣性，因而熱繼電器不能做短路保護。當出現(xiàn)短路事故時，要求電路立即斷開，而熱繼電器卻不能馬上動作。但是，熱繼電器的熱慣性；

也有一定好處。例如，電動機啟動或者短時過載，熱繼電器不會立即動作，這樣就避免了電動機不必要的停車。熱繼電器復(fù)位時，按下復(fù)位鍵6即可。

四、熔斷器

熔斷器是一種簡單而有效的保護電器，主要用于保護電源免受短路的損害。熔斷器串聯(lián)在被保護的電路中，在正常情況下相當于一根導(dǎo)線。當發(fā)生短路或嚴重過載時，電路電流超過額定值，熔絲或熔片因過熱而熔斷，自動切斷電路。

熔體是熔斷器的主要元件，一般用低熔點鉛錫合金做成熔絲，大電流電路中使用的熔體是用銅銀制成的薄片。在熔體熔斷時將會產(chǎn)生強烈的電弧，熔化金屬飛濺，會燒傷人身或引起電路事故。因此，熔體要裝在外殼里面組成熔斷器。

常用的熔斷器為螺旋式，它的形狀與結(jié)構(gòu)如圖5—7 a，b所示。熔斷器的表示符號

如圖5—7c所示。

系列螺旋式熔斷器的額定電壓為500 V，額定電流為2 A，4 A，6 A，…，200 A等。熔絲額定電流、熔斷電流與線徑有關(guān)，具體數(shù)值見表5—1。

表5—1 部分鉛錫合金(鉛95％，錫5％)熔絲的額定電流和熔斷電流

直徑(mm)額定電流(A)熔斷電流(A)

0.50823

0.5592.33.5

0.612.64

0.713.35

0.8134.16

0.9154.87

1.22710

1.631116

1.831319

2.O31522

2.341827

2.652232

2.952637

3.263044

選擇熔斷器的容量時，應(yīng)根據(jù)電路的工作情況而定。對于工作電流穩(wěn)定的電路，如照明、電熱等電路，熔體額定電流應(yīng)等于或稍大于負載工作電流。在異步電動機直接啟動電路中，啟動電流可達到額定電流的4～7倍，此時熔體額定電流應(yīng)是電動機額定電流的2.5～4倍。

熔斷器發(fā)生熔斷時，尤其是熔絲爆斷時，切忌不加分析直接更換熔絲，或更換更大容量的熔絲，馬上投入使用。熔絲的熔斷主要是電路的故障導(dǎo)致的，應(yīng)確認排除故障，才可通電繼續(xù)工作。

§5—2 機床的幾種控制線路

一、點動控制線路

如圖5—8所示是接觸器點動控制線路。這種控制線路的特點是按下按鈕，電動機就轉(zhuǎn)動，松開按鈕，電動機就停轉(zhuǎn)，所以叫做點動控制線路。電動葫蘆的起重電動機控制，車床拖板箱快速移動的電動機控制等，都采用點動控制線路。

如圖5—8所示的電氣線路可分為兩部分，一是由三相電源L1，L2和L3經(jīng)熔斷器FU1和接觸器的三對主觸頭KM到三相異步電動機電路，是動力電路又稱主電路。二是由熔斷器FU2、按鈕SB和接觸器線圈KM組成的控制電路，又稱輔助電路。該線路的工作原理如下：

1．準備使用時先合上開關(guān)S。

2．啟動與運行

按下SB線圈KM得電三對主觸頭KM閉合(電源與負載接通)電動機M啟動、運行。

3．停止

松開SB線圈KM失電三對主觸頭KM斷開(電源與負載斷開)電動機M停轉(zhuǎn)。

二、看懂機床控制線路的基本要領(lǐng)

為了便于掌握機床控制線路，下面介紹一些識圖的基本要求。

1．電氣原理圖

用以表達機床控制線路工作原理的是電氣原理圖。電氣原理圖是根據(jù)電氣作用原理用展開法繪制的，不考慮電氣設(shè)備和電氣元件的實際結(jié)構(gòu)及安裝情況，只作研究電氣原理與分析故障用。它能清楚地指出電流的路徑、控制電器與用電器的相互關(guān)系和線路的工作原理。

所謂展開法，就是把某個電氣設(shè)備的一條或數(shù)條電路按水平或垂直位置畫出，按照電路的先后工作順序一一排列起來，然后接到電源上。一般將主電路畫在圖樣左邊或上部，把控制電路畫在圖樣的右邊或下部。這種畫法可把同一電氣的部件分開，分別畫在主電路和控制電路的相應(yīng)部位，但要用同一符號表示。如圖5—8所示，接觸器的主觸頭在主電路中，而接觸器的線圈在控制電路中，但是都用KM符號表示，說明它們是同一電氣的部件。這樣使得主電路與控制電路容易區(qū)別，便于單獨對主電路與控制電路的各自工作過程，及它們的相互聯(lián)系進行分析。各電氣觸頭的位置是電路沒有通電或電氣未受外力的常態(tài)位置，分析控制線路工作時應(yīng)從觸頭的常態(tài)位置進行。

2．看圖的基本原則

看圖時，先分析主電路，然后研究控制電路，以及控制電路對主電路的控制作用。

主電路在電氣原理圖的左邊或上部，表示該電路通過電流較大，是給負載供電的電路，并受控制電路的控制。

控制電路在電氣原理圖的右邊或下部，表示該電路通過的電流較弱?？刂齐娐肥墙o控制電器供電的電路，又是控制主電路動作的電路。

(1)分析主電路。分析主電路應(yīng)注意如下內(nèi)容。

1)要搞清楚主電路的負載是什么，有幾個。知道負載的特點、用途、接法方式和具體要求。

2)要知道用電器是用什么電氣控制的，這樣才能更好地了解用電器的工作過程。

3)了解主電路中的保護元件和電氣。

4)最后要看電源是380 V，還是220 V，以及供電設(shè)備等。

(2)分析控制電路。分析控制電路應(yīng)注意如下內(nèi)容。

1)看電源是交流電源還是直流電源，是從什么地方接來的，電壓等級是什么。一般從主電路的一根相線和中線接來的是單相220 V，從兩根相線接過來的是單相380 V。若是從控制變壓器上接來的，目前常用的電壓值有l(wèi)27 V，36 V，6.3 V等：有時也采用直流電源。

2)看清楚控制電路的結(jié)構(gòu)是由什么電氣元件組成，根據(jù)控制電路分析主電路的動作情況。

3)知道各電氣元件之問的相互聯(lián)系。電路中所有的電氣元件都不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。在電路中有時是用甲電氣去控制乙電氣，再用乙電氣去控制丙電氣。所以要了解它們的相互聯(lián)系，知道動作的次序，才能清楚控制電路的控制作用。

最后還要看看是否還有其他電路，如機床照明電路等。

三、接觸器自鎖控制線路

在點動控制線路中，電動機運行時操作人員的手必須始終按下按鈕，否則電動機就要停轉(zhuǎn)。若要求電動機長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)，是不適宜的?？刹捎萌鐖D5—9所示的接觸器自鎖控制線路。這種線路的主電路與如圖5—8所示的點動控制線路相同，不再重述。但在控制電路中增加一個常閉停止按鈕SB1，在常開啟動按鈕SB2的兩端，并聯(lián)了接觸器的一對常開輔助觸頭KM。

接觸器自鎖控制線路的工作原理如下：

1．準備

使用時先合上開關(guān)S。

2．啟動

按下SB2使其常開觸頭閉合線圈KM得電

電動機M啟動運行

當松開SB2，其常開觸頭恢復(fù)分斷后，因為接觸器的常開輔助觸頭KM仍然閉合，將SB2短接，控制電路仍保持接通狀態(tài)，所以接觸器線圈KM繼續(xù)得電，電動機能持續(xù)運轉(zhuǎn)。

這種松開啟動按鈕后，接觸器能夠自己保持得電的作用叫做自鎖，與啟動按鈕并聯(lián)的接觸器一、對常開輔助觸頭叫做自鎖觸頭。

3. 停止

按下SB1使其常閉觸頭立即分斷線圈KM失電

電動機M斷電停轉(zhuǎn)

當松開SB1；

其常閉觸頭恢復(fù)閉合后，因接觸器的自鎖觸頭KM在切斷控制電路時已經(jīng)分斷，停止了自鎖，這時接觸器線圈KM不可能得電。要使電動機重新運行，必須進行重新啟動。

接觸器自鎖控制線路另一個重要特點是具有欠壓和失壓保護作用。當電源電壓低于額定電壓85％時，稱為欠壓，由于某種原因突然斷電，稱為失壓。在工作過程中，出現(xiàn)欠壓或失壓時，接觸器電磁鐵的吸力將減弱或消失，接觸器的觸頭將恢復(fù)常態(tài)，電動機停轉(zhuǎn)，同時機床的運動部件也停止運行：車削刀具被卡在工件上，若沒有自鎖保護時，一旦恢復(fù)正常供電，電動機自行啟動，將會造成設(shè)備損壞和人身傷害事故。

采用這種接觸器自鎖控制線路，由于自鎖觸頭與主觸頭在欠壓或失壓時同時斷開。即使供電恢復(fù)正常，控制電路也不能接通，電動機不會自行啟動。操作人員可以從容地將卡住的刀具退出，重新啟動機床。

四、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路

大多數(shù)生產(chǎn)機械的運動部件，往往要求正反兩個方向運動。如銑床主軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，起重機的提升或下降，磨床砂輪架的起落等，都需要電動機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。要想改變異步電動機的轉(zhuǎn)向，必須將接在定子繞組三相電源的任意兩根相線對調(diào)。

如圖5—10所示是接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。使用了兩個接觸器KM1、KM2，分別控制電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。從主電路可以看出，兩個接觸器主觸頭所接通的電源相序不同，KM1按L1—L2一L3接線；

KM2按L3一L2一L1接線，所以能改變電動機的轉(zhuǎn)向。相應(yīng)地有兩個控制電路，由按鈕SB2和線圈KM1等組成正轉(zhuǎn)控制電路；

由按鈕SB3和線圈KM2組成反轉(zhuǎn)控制電路。

該控制線路的工作原理如下：

1．準備

使用時先合上開關(guān)S。

2．正轉(zhuǎn)控制

按下SB2線圈KM1得電

3. 停車

按SB1

4. 反轉(zhuǎn)控制

按SB3線圈KM2得電

從上面分析可以看到，當正轉(zhuǎn)控制電器工作時，反轉(zhuǎn)控制電路中串接的常閉輔助觸頭KM1是分斷的，使接觸器KM2不能得電，電動機不能反轉(zhuǎn)。同樣，在反轉(zhuǎn)控制電路工作時，正轉(zhuǎn)控制電路中串接的常閉輔助觸頭KM2，是分斷的，使接觸器KM1不能得電，電動機也不能正轉(zhuǎn)。就是說，正轉(zhuǎn)控制電路與反轉(zhuǎn)控制電路不能同時得電，主觸頭KM1和KM2不能同時閉合，否則將造成電源兩相短路事故。盡有接觸器KM1失電復(fù)位后，接觸器KM2才能得電；

同樣，只有接觸器KM2失電復(fù)位后，接觸器KM1才能得電。這種相互制約的作用稱為聯(lián)鎖(或互鎖)，所有的常閉輔助觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭(或互鎖觸頭)。由于聯(lián)鎖雙方是接觸器，所以把這種控制方式叫做接觸器聯(lián)鎖。

該控制線路還采用熱繼電器作過載保護，其熱元件FR串聯(lián)在主電路電。當主電路電流超過額定值時：熱元件FR發(fā)熱使雙金屬片彎曲，將扣板脫扣，把控制電路中熱繼電器常閉觸頭FR分斷，控制電路失電，線圈KM1或KM2失電，主觸頭分斷，電動機停轉(zhuǎn)，這樣就起到了過載保護作用。若重新啟動，應(yīng)按下熱繼電器復(fù)位鍵，使常閉觸頭FR復(fù)位；

以保證控制電路的接通。

如圖5一10所示控制線路不足之處是改變電動機的轉(zhuǎn)向時，必須先停車，再啟動，對操作者不夠方便。

為了解決這個問題，可增設(shè)按鈕聯(lián)鎖。如圖5—11所示為雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。它采用復(fù)合按鈕，將正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2的常閉觸頭串接在反轉(zhuǎn)控制電路中，同樣將反轉(zhuǎn)控制電路中的啟動按鈕SB3的常閉觸頭串接在正轉(zhuǎn)控制電路中。圖中虛線相連的為同一按鈕的另外一對觸頭。這樣便可以保證正、反轉(zhuǎn)兩條控制電路不會同時被接通。

如圖5一11所示。在按下SB2時，其常閉觸頭先行分斷，斷開反轉(zhuǎn)控制電路，使接觸器KM2失電釋放，電動機停轉(zhuǎn)。與此同時SB2常開觸頭閉合，接通正轉(zhuǎn)控制電路，使接觸器KM1得電動作，電動機正轉(zhuǎn)。同樣，按SB3時，先行斷開正轉(zhuǎn)控制電路，使電動機停轉(zhuǎn)，與此同時，接通反轉(zhuǎn)控制電路，使電動機反轉(zhuǎn)。這種線路兼有接觸器聯(lián)鎖和按鈕聯(lián)鎖的優(yōu)點，操作方便，安全可靠且反轉(zhuǎn)迅速，因此，應(yīng)用廣泛。

五、C620—1型車床控制線路

如圖5—12所示是C620一1型車床控制線路。動力電路由電源開關(guān)S1、主軸電動機電路和冷卻液泵電動機電路組成?？刂齐娐酚芍鬏S電動機控制電路、冷卻液泵電動機控制電路、照明電路等部分組成。

動力電路有兩臺三相異步電動機，M1是車床主軸電動機，M2是冷卻液泵電動機，由接觸器KM控制，它們都接在主觸頭KM的一側(cè)。冷卻液開關(guān)S2，通常放在常開的位置。M1與M2分別接有熱繼電器FR1和FR2，經(jīng)過熔斷器FUZ接至開關(guān)S1。

車床主軸控制電路由三相電源L1和L2相供電。由串聯(lián)的熱繼電器FR1和FR2的常閉觸頭，與接觸器線圈KM相聯(lián)，再接啟動按鈕SB2及并聯(lián)的自鎖觸頭KM、停止按鈕SB1。

冷卻液泵電動機由負荷開關(guān)S2控制。

機床照明電路中，EL是車床照明燈，S3是照明燈開關(guān)，TR是380 V/36 V變壓器，照明燈由變壓器副邊供給36 V安全電壓。

該線路的衛(wèi)作原理如下：

1．準備

工作時先合上開關(guān)S1。

2．啟動

按下SB2線圈KM得電

3．停止

按下SB1線圈KM失電

4．照明

由S3控制EL燈的工作。

電路中各保護作用部分不再重述，請自己分析。

工作結(jié)束時，應(yīng)依次拉開S2，S3，S1等開關(guān)。

習  題

1. 繼電接觸器控制技術(shù)是使用極為廣泛的__________、__________的技術(shù)。

2．低壓電器一般指工作電壓低于__________的電器。

3．機床常用低壓電器在機床控制電路中主要起____________________等作用。

4．使用刀開關(guān)時，嚴禁在__________的情況下接通或斷開有負載電路。操作刀開關(guān)時要__________，不能動作遲緩，猶豫不決。動作越慢，越容易__________，越影響開關(guān)使用壽命，越容易出危險。

5．按鈕一般通過__________固定在操作面板上，使用時注意一旦松動，要及時加固，防止按鈕被按入面板內(nèi)，導(dǎo)致__________。

6．接觸器主觸頭受__________影響，使用壽命較短，應(yīng)定期檢查監(jiān)視觸頭使用情況。

7．接觸器主觸頭出現(xiàn)問題，可能導(dǎo)致__________、__________和__________等問題。

8．禁止接觸器在__________情況下控制負載工作。

9．正常工作的接觸器有輕微的振動聲，一旦__________，應(yīng)及時通知專業(yè)人員。

10．電動機在運行過程中，由于長期負荷過大、頻繁啟動、缺相運行等原因，都可能使電動機定子繞組的電流超過額定值，這種現(xiàn)象叫做__________。

11．熱繼電器是用于保護____________________的，熔斷器用于保護__________。

12．什么生產(chǎn)機械常采用點動控制線路?這種控制線路的特點是什么?

13．結(jié)合圖5—9簡述自鎖作用。

14．三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路是根據(jù)__________原理設(shè)計的?

15．結(jié)合圖5—10，說明聯(lián)鎖的使用目盼。

16．結(jié)合圖5—11，說明雙重聯(lián)鎖好處。

17. 畫圖說明自鎖觸頭和互鎖觸頭在控制線路中各是怎樣連接的?

18．敘述C620一1型車床控制線路的啟動、停止工作過程。

第六章 安全用電

本章學習要點：

1．明確可能發(fā)生觸電的情況、觸電可能的危害。

2．熟悉安全用電措施，熟悉接地保護措施。

3．能夠準確描述觸電急救的方法、電火警的應(yīng)急處理方法。熟悉對所用設(shè)備的聽、看、聞、摸的要領(lǐng)。熟悉防雷擊的要點。

安全問題無小事。安全用電是用電環(huán)境中永恒的話題，永遠的任務(wù)。掌握必要的安全用電知識，可以使自己避免觸電的危險，關(guān)鍵時還可以幫助別人，保護財產(chǎn)。

§6—1 觸 電

一、觸電事故

機床是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的生產(chǎn)設(shè)備。機床配電線路與機床緊密相連，裝配時電氣應(yīng)具有良好的絕緣設(shè)置，但長期工作的絕緣材料容易發(fā)生老化或破損，造成漏電。人體不慎接觸或接近帶電體會發(fā)生觸電。

人體接觸或接近帶電體，而引起局部受傷或死亡的現(xiàn)象稱為觸電。

按人體受傷害的程度，觸電可分為電傷和電擊兩種。電傷是

指人體外部受傷，如電弧灼傷，與帶電體接觸后的皮膚紅腫，大電流下熔化金屬飛濺燒傷皮膚等。電擊則是指人體內(nèi)部器官受損傷的現(xiàn)象。電擊是電流流過人體而引起的，人體常因電擊而死亡，所以它是最危險的觸電事故。電擊傷人的程度，與流過人體電流的頻率、大小、途徑、持續(xù)時間長短以及觸電者本身的情況有關(guān)。實踐證明，頻率為25～300 Hz的電流最危險，隨著頻率的增加，危險勝減小。人體通過1 mA的工頻電流，就有麻木的感覺，電流大于50 mA，就會有生命危險，100 mA的工頻電流則足以致人死亡。電流通過心臟和大腦易發(fā)生死亡事故，所以頭部觸電或左手到右腳觸電最危險。另外，人體通電時間越長，危險性越大。

通過人體的電流大小與觸及的電壓、人體的電阻有關(guān)。人體電阻與觸電部位皮膚表面的干濕情況，接觸面積的大小及身體素質(zhì)有關(guān)。人體電阻各不相同，通常人體電阻約800歐至幾萬歐。若人體電阻為1 k，觸及50 V工頻電源，流過人體電流為50 mA，就有生命危險。所以國家規(guī)定安全電壓額定值等級為42 V，36 V，24 V，12 V，6 V。但必須注意，42 V或36 V并非絕對安全，在充滿導(dǎo)電粉末、相對濕度較高或酸堿蒸氣濃度大等情況下，可能發(fā)生觸及36V電壓而死亡的事故。在上述情況下，必須使用24V或更低等級的電壓。

除上述兩種觸電情況外，還有高壓電弧觸電和跨步電壓觸電。高壓電弧觸電是人體接近高壓帶電體時，由于兩者電位差很大而引起電弧，使人觸電傷亡。

當高壓線破斷落地時，以高壓線為中心在其周圍形成一個強電場，如圖6一1所示。當人或牲畜走入斷線點8 m以內(nèi)的電場時，由于前后腳之間有較高的電壓引起觸電，這種觸電稱為跨步觸電。

二、觸電原因及方式

常見的觸電原因有三個方面：一是缺乏電氣知識，如用潮濕的手去開關(guān)電燈。接觸電氣，或者發(fā)現(xiàn)有人觸電時，不去迅速拉斷電源，直接去拉觸電者而造成觸電；

二是違章操作，明知不準帶電操作，而冒險進行，結(jié)果觸電受傷或死亡；

三是輸電線或電氣設(shè)備的絕緣老化或破損，造成漏電，人體觸碰時造成觸電事故。觸電方式有兩種，一是人體直接與正常帶電體接觸。如圖6—2a所示，在三相四線制配電中，人的手觸及一根相線時稱為單相觸電。這時人體處在相電壓下，電流從人手經(jīng)過全身，由腳經(jīng)地回到電源中線，這是十分危險的。如果腳與地面橡膠絕緣，則回路電阻增加，電流減小，危險性會大大減小。若身體出汗或赤腳著地，回路電阻減小，危險性增加。

在三相三線制的配電線路中，沒有中線，但輸電線與大地之間存在電容，交流電也能形成通路。二只手觸及任一相線時，能形成單相觸電，如圖6—2所示。

在三相電路中若人體與兩根相線接觸，如圖6一3所示為兩

相觸電。此時，人體在線電壓作用下，危險性變大。

另一種觸電方式是與正常工作的不應(yīng)帶電的金屬部分接觸而觸電。例如，電動機金屬外殼。由于定子繞組絕緣損壞，漏電繞組與外殼相碰，人體觸及電機金屬外殼時，會使人體觸電，如圖6—4所示。

§6—2 安全用電措施

一、常用安全用電措施

安全用電的基本原則是不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。常用的安全用電措施如下：

1．火線必須進開關(guān)

在開關(guān)處于分斷狀態(tài)時，用電器就不帶電，有利于維修和避免觸電。

2．合理選擇照明電壓

一般工廠和家庭照明選用220 V電壓供電。機床照明決不允許選用220 V電壓供電：而應(yīng)選36 V以下電壓供電。

3．合理選擇導(dǎo)線和熔絲

導(dǎo)線通過電流時，不允許過熱，所以導(dǎo)線的額定電流應(yīng)比實際電流大些。而熔絲在電路中起保護作用，要求電路短路時熔絲能迅速熔斷，應(yīng)選比額定電流稍大的熔絲來保護較大電流的電路。

4．電氣設(shè)備應(yīng)有一定的絕緣電阻

電氣設(shè)備金屬外殼與通電線圈之間必須有一定的絕緣電阻，否則當人體觸及正在工作的電氣設(shè)備。(如電動機、電風扇)的金屬外殼時，就會觸電。通常要求固定電氣設(shè)備的絕緣電阻不應(yīng)低于1 M，可移動的電氣設(shè)備絕緣電阻應(yīng)大于1 M。

5．電氣設(shè)備的安裝要正確

電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)安裝說明書進行安裝。帶電部分應(yīng)加防護罩，高壓帶電體更應(yīng)注意有效防護，使一般人無法靠近高壓帶電體。必要時應(yīng)加聯(lián)鎖裝置以防觸電。

6．采用各種保護用具

如絕緣手套、絕緣鞋、絕緣鉗、棒、墊等，以保證工作人員安全操作。在家庭中可使用干燥的木質(zhì)桌凳、玻璃、橡皮等做保護用具，保證人身安全。

7．正確使用移動電具

使用手電鉆等移動電具必須戴絕緣手套，調(diào)換鉆頭時應(yīng)切斷電源。

8．嚴禁違章冒險

一般不允許帶電操作，緊急情況急需處理帶電電氣時要用右手，將左手放在口袋中，以減少電傷害程度。

9．正確使用、遵守安全標志要求

現(xiàn)在企業(yè)用電比較規(guī)范，重要場合都有明顯的標志，要養(yǎng)成正確使用、遵守安全標志要求的習慣。安全標志有如下幾個種類：

禁止類：禁止合閘，有人工作；

禁止攀登，高壓危險；

禁止合閘，線路有人工作；

允許類：在此工作；

提示類：由此向下；

警告類：止步，高壓危險。

二、電氣設(shè)備的保護接地和保護接零

在正常情況下電氣設(shè)備的金屬外殼是不帶電的。但在絕緣損壞時外殼就會帶電。為保證人體觸及漏電設(shè)備金屬外殼不會觸電，通常都采用保護接地或保護接零的安全措施。

1．保護接地

把電動機、變壓器、鐵殼開關(guān)等不帶電的金屬外殼或構(gòu)架與大地做可靠的連接，稱作保護接地。通常采用深埋在地下的角鐵、鋼管作為接地體。接地電阻不得大于4。

保護接地適甩于1 000 V以上的電氣設(shè)備以及電源中線不直接接地的1 000 V以下的電氣設(shè)備。如圖6—5所示，電動機采用了保護接地。這樣即使人體觸及漏電的電氣設(shè)備的金屬外殼也不會觸電；

因人體電阻比接地體電阻大得多，兩者并聯(lián)，則漏電電流幾乎全部經(jīng)接地電阻流人大地，從而保證了人身安全。

所有涉及人身安全的設(shè)備，都應(yīng)采取可靠的接地保護。

2．保護接零

將電氣設(shè)備在正常情況下，不應(yīng)帶電的金屬外殼或構(gòu)架與供電系統(tǒng)中的零線連接，叫做保護接零，如圖6—6所示。

保護接零適用于三相四線制中線接地系統(tǒng)中的電氣設(shè)備。接零后若電氣設(shè)備的某相因破損而漏電時，叫做該相短路。短路電流立即將熔斷絲燒斷或采取其他保護電器動作，切斷電源以避免觸電危險。

如圖6—7所示是單相用電器(如電風扇、洗衣機)使用的三腳插頭和三孔插座。插頭的正確接法是把用電器會屬外殼用導(dǎo)線接在插頭的2號插腳上。單相用電器保護接零時，必須注意把用電器的金屬外殼用導(dǎo)線直接與保護零線相連，而絕不允許將金屬外殼直接與用電器零線相連，如圖6—8所示。如圖6—8b所示是單相用電器保護接零的錯誤接法，這種接法一旦零線熔絲熔斷，用電器的金屬外殼就帶電，將會造成人體觸電。

三、安全用電十不準

1．不準帶電移動電氣設(shè)備。

2．不準赤腳站在地面上帶電作業(yè)。

3．不準掛鉤接線。

4．不準使用三危線路。三危線路是指對地距離不符合要求的“攔腰線、地爬線、碰頭線”。

5．所有進行電氣操作及值班工作人員不準喝酒。

6．不準帶負荷拉刀閘。停電時先拉分開關(guān)再拉總開關(guān)，送電時則順序相反。

7．對電氣知識一知半解者，要嚴加管理，不準玩弄電氣設(shè)備或亂拉亂接線。

8．照明不準一線一地制。

9．不準約時停、送電。

10．不準私設(shè)電網(wǎng)。未經(jīng)公安及主管部門批準，任何單位和個人私設(shè)電網(wǎng)都是違法行為。

§6—3 電氣事故及緊急處理

一、觸電急救

1．觸電解救

凡遇到觸電者，救護人員要采取最快的辦法使觸電者迅速脫離電源。如果距離電源開關(guān)或插座較近，當立即切斷電源或者用干燥的竹竿或木棒打掉帶電體使觸電者脫離電源；

救護者也可用絕緣鉗或戴絕緣手套、穿絕緣鞋，將觸電者拉離電源。千萬不能赤手去拉觸電者!

2．緊急救護

在觸電者脫離電源后，應(yīng)立即進行現(xiàn)場緊急救護并及時報告醫(yī)院。當觸電者還未失去知覺時，應(yīng)將他抬到空氣流通的地方休息，不能讓他亂走亂動。當觸電者出現(xiàn)心臟停搏、無呼吸等假死現(xiàn)象時，應(yīng)在現(xiàn)場采用人工呼吸或胸外擠壓法進行搶救。決不能給休克者注射強心針劑。

人工呼吸法適用于有心跳但無呼吸的觸電者，如圖6—9所示。

首先將觸電者仰臥在平地上，鼻孔朝天頸后仰。然后清理口鼻腔的阻塞物使其通暢，解扣松衣使觸電者身體放松。做人工呼吸時，要捏住觸電者鼻子，貼嘴吹氣；

松開鼻子讓廢氣從鼻、口排出。每隔3～5 S重復(fù)一次。

胸外擠壓法適用于有呼吸但無心跳的觸電者。具體操作方淮如圖6—10所示。觸電者仰臥在平地上，松扣解衣，救護者把一只手的中指對準凹膛，手掌平鋪前胸，然后掌根用力下按，迫使心臟血液流出心房。突然松手，讓血液流回心房。每隔1 S重復(fù)一次。

當觸電者既無呼吸又無心跳時，可同時采用人工呼吸法和胸外擠壓法進行急救。

二、對電氣設(shè)備做好監(jiān)護

機床的電氣控制線路或電器在運行過程中。往往會產(chǎn)生一些故障，如電動機不能啟動或停車，甚至發(fā)生電動機燒毀等事故。事故發(fā)生之前通常都有異?，F(xiàn)象。如果操作人員能及時覺察并采取措施，就可以避免事故發(fā)生，做到安全生產(chǎn)。

做好運行中的監(jiān)護工作，首先必須熟悉電動機或電氣的性能，才能分辨它們在運行中出現(xiàn)的癥狀是否異常。監(jiān)護工作是通過操作人員的感官進行的，一般方法是聽、聞、看、摸。

1．聽

就是注意電動機和電氣的聲響是否正常。如電動機正常運行時發(fā)出均勻輕微聲，過載時出現(xiàn)“嗡嗡”聲，軸承損壞時出現(xiàn)“喀喀”聲；

交流接觸器正常動作時發(fā)出“叭噠”聲，出現(xiàn)故障時，聽不到聲音或出現(xiàn)抖動聲。

2．聞

就是注意電動機和電氣在運行中是否出現(xiàn)怪味。正常情況下是沒有怪味的，如聞到焦臭味，可能是電動機或電氣繞組的絕緣材料將要燒損。

3．看

就是觀察電動機和電氣運行中是否有冒煙或打火現(xiàn)象。若有這種現(xiàn)象可能是繞組正在燒損，或者接頭有松斷處。此外，還要觀察電動機運行中有無振動現(xiàn)象。

4．摸

就是觸摸電動機和電氣外殼溫度是否正常。如果過熱，可能是電動機或電氣繞組燒損前的征兆，應(yīng)立即停車檢修。

注重運行中的監(jiān)護工作，可及時發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，采取適當措施，找有關(guān)人員進行檢查和修理。這樣可以減少事故，特別是可以避免嚴重事故的發(fā)生。

三、電火警的緊急處理

發(fā)生電火警時，最重要的是立即切斷電源，然后救火，并及時報警。

沒有確切知道電源是否被切斷時，決不能用水或普通滅火器滅火，因為萬一電源未被切斷，就會造成觸電。可選用四氯化碳滅火器、砂土等滅火。也可用二氧化碳滅火器滅火，但使用時應(yīng)注意，不要噴射到人的皮膚或臉上，以防凍傷和使人窒息。

救火時不要隨便扯動電線或觸及電氣設(shè)備。搶運物品時，要留心地上的電線。

四、防雷擊的安全措施

通常在高大建筑物或在雷區(qū)的每個建筑物的頂部，安裝避雷針來預(yù)防雷擊。對于使用室外電視機或收錄機天線的用戶，應(yīng)裝避雷器或防雷用轉(zhuǎn)換開關(guān)。在正常天氣時將天線接人室內(nèi)，在雷雨前將天線轉(zhuǎn)接到接地體上；

以防由天線引人雷擊。

在雷雨天氣人們盡量少外出走動，更不要在大樹下避雨，不應(yīng)站在高處，而應(yīng)蹲在低處且兩腳并攏。

習  題

1．人體接觸或接近帶電體，而弓l起局部受傷或死亡的現(xiàn)象稱為__________。

2．按人體受傷害的程度，觸電可分為__________和__________兩種。

3．高壓電弧觸電是指______________________________。

4．跨步電壓觸電是指______________________________。

5．發(fā)生電火警時，最重要的是立即__________，然后__________，并及時__________。

6．對電氣設(shè)備做好監(jiān)護的四字要訣是__________。

7．觸電解救是指______________________________，觸電急救是指______________________________。觸電急救一般有__________和__________兩種辦法。

8．受電擊者在__________情況下，使用人工呼吸法施救；

在__________情況下，使用胸外擠壓法施救，在__________情況下，使用兩種方法施救。

9．請寫出五種以上安全用電措施。

10．畫圖說明保護接地和保護接零兩種保護措施的接線方法。

11．列出五種以上用電禁忌。

《電工基礎(chǔ)知識》

建議課時安排

主要內(nèi)容教學重點課時

第一章 直流電路

1—1 電學的基本物理量

1—2 電路

1一3 歐姆定律

1一4 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路

1—5 電工測量基本知識

電量基本概念

萬用表的使用

歐姆定律及應(yīng)用

電阻器的串、并聯(lián)形式及應(yīng)用思想

第二章 電磁的基本知識

2一1 磁的基本知識

2—2 電流的磁場

2—3 電磁感應(yīng)

2—4 自感、互感

各種電磁現(xiàn)象

定性掌握磁場對電流的作用

定性掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感互感現(xiàn)象

第三章  正弦交流電路

3—1 正弦交流電的產(chǎn)生

3—2 正弦交流電的三要素

3—3 正弦交流電的表示法

3—4 單相交流電路

3—5 三相交流電路

3—6 常用電氣照明電路

正弦交流電的概念及參數(shù)

R，L，C三種電路的應(yīng)用特點

三相電路的連接形式

照明燈具特點及驗電筆使用

第四章 變壓器與三相異步電動機

4一1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

4—2 三相異步電動機的用途和結(jié)構(gòu)

4—3 三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理

4—4 三相異步電動機的使用

4—5 單相異步電動機

變壓器安全使用知識

三相異步電動機結(jié)構(gòu)、運轉(zhuǎn)機理及使用要點

第五章 簡單機床電路

5—1 常用低壓電器

5—2 機床的幾種控制線路

低壓電器的外形用途、可能的問題

第六章 安全用電

6一1 觸電

6—2 安全用電措施

6—3 電氣事故及緊急處理

篇2

關(guān)鍵字：智能建筑；電氣工程；施工技術(shù)

由于智能建筑具有舒適、高效以及節(jié)能等優(yōu)點，已經(jīng)得到了世界各地的普遍重視。一棟大廈實際的智能化程度大小，不能只看該大廈所有器械、設(shè)備的先進程度，更重要的是看該大廈是否能夠滿足業(yè)主的需求功能。當前西方發(fā)達國家的智能建筑，已不僅僅是高新技術(shù)、產(chǎn)品、設(shè)備的簡單組合、單純配備，而是利用高科技來提高以及改善居民的居住環(huán)境，更好的滿足人的各方面需求，為業(yè)主更好的服務(wù)。我國的智能建筑盡管發(fā)展時間較短，但已取得了不小的成就。然而就實際來看，我國的智能建筑電氣工程的施工存在著大大小小、或多或少的問題。

一、我國當前智能建筑進行電氣工程施工常見的問題以及施工技術(shù)要點

（一）燈具安裝部分的施工技術(shù)要點

1、燈具施工所存在的問題

（1）沒有根據(jù)使用功能的不同選取燈具。

（2）燈具沒有根據(jù)設(shè)計要求安裝三根線，從而導(dǎo)致金屬外殼不能接地。

2、解決問題途徑

（1）需嚴格根據(jù)施工規(guī)范以及設(shè)計要求選用消防燈具以及地下室人防燈具，不能任意更改。

（2）現(xiàn)在大部分照明線路均是使用三根線，所以不管燈具類別以及安裝高低都需要配三根線，若燈具為金屬外殼則需要將外殼接地保護工作做好。

（二）電線電纜套管敷設(shè)部分的施工技術(shù)要點

1、電線電纜套管敷設(shè)部分的施工所存在的問題

（1）沒有根據(jù)設(shè)計要求選用管材，電管管徑選用尺寸往往變小，同時各種電管隨意替代，特別是鋼管焊接施工中往往出現(xiàn)管壁偏薄等情況，在連接時常出現(xiàn)對接焊或者是大管套小管等不正確行為。

（2）在施工過程中電管彎扁度過大，管路盡管已經(jīng)超過規(guī)范但仍舊為預(yù)埋接線盒，多管進盒但是盒子偏小。

（3）沒有遵守相關(guān)要求選取了PVC管做套管設(shè)置吊頂，金屬管道存在消防要求但是仍舊沒有根據(jù)規(guī)定涂刷防火漆。

2、解決問題途徑

（1）預(yù)埋時需和土建專業(yè)相互配合，嚴密對照建筑圖的墻厚以及墻位，如需在樓板對混凝土進行澆搗，則需要派專人看護，以防止預(yù)埋電管出現(xiàn)移位或者是漏錯埋現(xiàn)象。

（2）嚴格遵守相關(guān)施工規(guī)范規(guī)定以及設(shè)計要求施工，現(xiàn)場有關(guān)管理工作人員以及監(jiān)理需嚴把質(zhì)量關(guān)，如果管材不合格堅決預(yù)以退場。

（三）防雷接地部分的安裝技術(shù)要點

1、防雷接地部分的施工所存在的問題

（1）建筑屋面存在部分接閃器不能保護的非金屬物，這部分非金屬物并沒有根據(jù)規(guī)范規(guī)定安裝防雷裝置。

（2）如果利用屋內(nèi)的金屬欄桿安裝避雷網(wǎng)，常會出現(xiàn)壁厚偏薄的情況，同時欄桿轉(zhuǎn)彎處角度很少有建筑會設(shè)置跨接，并且屋面法蘭聯(lián)接處以及金屬管道仲縮器處沒有做跨接。

2、解決問題途徑

（1）嚴格根據(jù)設(shè)計要求以及規(guī)范規(guī)定選擇適當?shù)谋芾拙W(wǎng)所需金屬管道厚度同時進行反復(fù)審核。以避免任何一個需設(shè)計漏掉接地以及跨接的部位。

（2）如果建筑物的接地極需要用基礎(chǔ)鋼筋，那么必須使用地梁兩底筋，如此就能夠讓接地電阻更加輕易的滿足設(shè)計以及規(guī)定，如果面筋埋深不足，一旦遭受雷擊則會出現(xiàn)強烈反應(yīng)，同時出現(xiàn)跨步電壓，很容易傷害到人身或者是機械設(shè)備。

二、有效開展智能建筑電氣工程施工的手段

（一）適當安排交錯施工

需仔細安排跨專業(yè)之間的調(diào)試以及施工，協(xié)調(diào)進行，及早分析。比如說在對電磁屏蔽工程進行施工時，由于施工每一部分的進行均需要專業(yè)不同人員的相互配合。像電磁屏蔽在進行掛網(wǎng)這步時，需要電氣專業(yè)人員、水利專業(yè)人員、風力專業(yè)人員以及土建專業(yè)人員相互配合，如果各不同領(lǐng)域的專業(yè)人員只顧自己的進度，只為了使自己施工更加方便而不進行技術(shù)交底，極易導(dǎo)致不同專業(yè)領(lǐng)域人員互相埋怨。所以監(jiān)理人員以及甲方人員需定時或不定時的深入現(xiàn)場，及時掌握各不同專業(yè)的具體施工進度，開展細致、耐心的工作。比如說土建施工時監(jiān)理人員以及甲方人員需督促電氣專業(yè)人員、水利專業(yè)人員以及風力專業(yè)人員，積極配合土建施工，在進行電磁屏蔽施工時需組織所有的專業(yè)施工隊進行會簽。

（二）設(shè)備安裝步驟要保證材料

因為電氣工程具有很強的專業(yè)性，再加上智能建筑施工的質(zhì)量要求比較高、作業(yè)面比較寬、時間比較緊、投資較少、工程比較繁雜，如果不劃分輕重環(huán)節(jié)，極易導(dǎo)致物力、人力以及財力均受損失。在監(jiān)控過程中，相關(guān)人員一定要及時總結(jié)經(jīng)驗、認真學習、對工程實際情況進行實時分析，降低施工出現(xiàn)系統(tǒng)混亂狀態(tài)以及偷工減料情況的發(fā)生幾率。

（三）嚴格按照規(guī)范進行內(nèi)部裝修

在砌筑隔墻時相關(guān)施工人員需和放線員以及土建工長共同核實隔墻線以及水平線，這是由于開關(guān)插座、各種燈具的標高以及位置，管路預(yù)埋位置均需按照隔墻線以及水平線確定。在建筑抹灰之前，建筑電氣施工人員需根據(jù)內(nèi)墻上彈出的墻面線以及水平線核實全部的電氣工程預(yù)留孔洞，查看其是否符合相關(guān)規(guī)定要求，是否滿足設(shè)計圖紙要求，如果墻面線以及水平線均符合要求，則需檢查所有的暗配管路，同時將管路掃通，把帶線穿好，將管盒堵好。在進行抹灰這部分的施工時，需與土建相配合，共同做好配電箱的箱盒以及貼門臉部分的收口，同時需將箱盒處抹灰抹平。

總結(jié)：由于我國科學技術(shù)的進步以及經(jīng)濟的發(fā)展，公眾對電氣施工工藝以及質(zhì)量等認識與要求已經(jīng)有了很大提高。因為每個建筑工程的特點都不同，均存在或多或少的特殊性，這就導(dǎo)致了電氣安裝工程的復(fù)雜、多樣，所以想要真正做好每一項智能建筑電氣工程都不是一件易事，就此只有更好的掌控智能建筑電氣工程的所有的施工要點，電氣安裝工程水平才能夠得到最終的提升，智能建筑才能夠更好的滿足居民的需求。

參考文獻：

[1]楊文軍，閃華光，靳濤.智能建筑及其建設(shè)中要注意的問題[J].邢臺職業(yè)技術(shù)學院學報.2002（04）.

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關(guān)鍵詞：課程建設(shè) 電工基礎(chǔ)

中圖分類號：G421 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0234-01

1 課程定位要準確

每門課程不再是孤立的，都是完整課程體系中的一部分，彼此起著相輔相成的作用。所以一定要明確所授課程在專業(yè)課程體系中的位置和對學生職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成所起的支撐作用以及前后續(xù)課程的關(guān)系。我校電氣專業(yè)課程體系（部分）如圖1，2所示。

可見，該課程在專業(yè)課程體系中的位置非常重要，這樣就得到了該課程的準確定位：一該課程是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程、核心課程，其基本內(nèi)容是高職高專電類專業(yè)培養(yǎng)高技能人才必須具備的電工技術(shù)基本理論和基礎(chǔ)技能，并為后續(xù)課程的學習奠定基礎(chǔ)。因此，該課程教學對全面提高教育教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，都有十分重要的支撐作用。

2 教學內(nèi)容選取要適用

教學內(nèi)容選取要有針對性和適用性，符合高技能人才培養(yǎng)培養(yǎng)目標和專業(yè)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域職業(yè)崗位（群）的任職要求，并為學生可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，加強應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)。例如《電工基礎(chǔ)》課程的教學內(nèi)容是以職業(yè)崗位標準為基礎(chǔ)，結(jié)合電工考級，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，以職業(yè)崗位真實工作任務(wù)為導(dǎo)向來進行選取的，通過這些內(nèi)容的學習使學生具有電工實踐動手能力和分析基本電路的能力，為電工考級和后續(xù)學習做好準備。同時要根據(jù)教學實際不斷調(diào)整和更新課程內(nèi)容，將學科最新發(fā)展成果作為教學的新內(nèi)容，注意新技術(shù)的發(fā)展和方法的引入，實現(xiàn)教學內(nèi)容與職業(yè)的結(jié)合、學習與就業(yè)的結(jié)合、教學情境與崗位的結(jié)合。在夯實基礎(chǔ)理論知識的同時強化學生職業(yè)能力培養(yǎng)，雙線并重，實現(xiàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識培養(yǎng)和系統(tǒng)的動手能力培養(yǎng)，實現(xiàn)學生的可持續(xù)發(fā)展。

3 教學手段要適宜

教學中要結(jié)合教學內(nèi)容及學生特點，并結(jié)合實際教學條件來靈活選擇適宜的教學方法與教學手段，全面提高教學效果?！峨姽せA(chǔ)》教學過程中靈活運用項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動、案例分析、分組討論、啟發(fā)引導(dǎo)、多媒體課件、實驗演示等教學方法和現(xiàn)代化手段。形成學中做、做中學，邊學習、邊實踐的教、學、做合一的工學結(jié)合教學模式。

4 教學評價要客觀

《電工基礎(chǔ)》課程中采用理論考試和實踐操作考核相結(jié)合、過程考核和學習效果評價相結(jié)合、學生互評與教師評價相結(jié)合的方式，對學生學習進行綜合客觀地評定。具體如下：（1）實驗考核采用實際操作和問答的兩種方式進行，其內(nèi)容為電工基礎(chǔ)課的基本實驗，成績評定結(jié)果占總成績的30%；（2）基礎(chǔ)理論知識占50%。內(nèi)容為基本概念、基本定理、定律等。（3）過程考核和學習效果評價包括：出勤、作業(yè)、課堂表現(xiàn)、練習等占20%。（4）創(chuàng)新試驗和設(shè)計實驗內(nèi)容自定或由教師給定，為鼓勵分，成績比例含在過程考核和學習效果評價中。

5 教學資源要充足

《電工基礎(chǔ)》課程根據(jù)適用專業(yè)不同選用先進、適用、工學結(jié)合特色鮮明的規(guī)劃教材，同時與相關(guān)企業(yè)共同開發(fā)了工學結(jié)合特色鮮明的實踐教材，共建了實驗實訓教學基地，還配備了網(wǎng)上學習資源，為課程教學實施和學生自主學習提供了充足資源。

6 師資隊伍建設(shè)要注重“雙師”素質(zhì)

要求具備雙師素質(zhì)并專兼結(jié)合，既要有堅實的理論知識基礎(chǔ)，又要有較強的實踐動手能力，還要有較高的教學能力?！峨姽せA(chǔ)》課程采用校內(nèi)專職與企業(yè)兼職教師共同授課，形成優(yōu)勢互補。

7 課程建設(shè)中的體會

通過課程建設(shè)，可以從多方面多角度提升教師施教能力和學生的學習能力。我們在對《電工基礎(chǔ)》實施課程建設(shè)時，在原來“理論與實踐一體化”教學的基礎(chǔ)上，勇于探索和實踐高職“工學結(jié)合”的教學模式，充分利用現(xiàn)有實訓設(shè)備資源，對教學內(nèi)容、教學方法和手段及評價方式進行了改革，使學生在真實的生產(chǎn)環(huán)境中學習知識，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力，加深學生對自己所學專業(yè)的認識。

通過課程建設(shè)，使教師各方面能力都得到了提高，學到了新穎的授課技巧和獨特的課改方案，更新了教育教學理念，也感覺到了自己在教學和教改中的差距和不足，找到了努力的方向，同時通過課程建設(shè)提高了學生的學習積極性，使教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量得到全面提高。

參考文獻

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【關(guān)鍵詞】電氣接地裝置；設(shè)計；施工管理

電氣接地裝置具有自身的特殊性。例如：這種裝置通常位于地下，不易被人們看到，如果裝置存在安全隱患，則會對人們的安全構(gòu)成很大威脅。在規(guī)模較大的接地電流控制系統(tǒng)中，電氣接地裝置的安全性能，直接關(guān)系到繼電保護設(shè)備的運行狀況，以及整個電網(wǎng)內(nèi)部核心設(shè)備裝置的安全程度；在規(guī)模較小的接地電流控制系統(tǒng)中，如果電氣接地網(wǎng)絡(luò)存在質(zhì)量問題，那么施工人員的人身安全將會受到威脅。因此，在整個電氣網(wǎng)絡(luò)工程的施工過程中，確保電氣接地裝置質(zhì)量合格十分重要。而要保證電氣接地裝置工程質(zhì)量，就必須加強裝置設(shè)計和安裝的管理，嚴格落實質(zhì)量責任，完善工程質(zhì)量監(jiān)管制度。

一、電氣接地裝置質(zhì)量問題

電氣工程的技術(shù)性和專業(yè)性很強，而電氣接地裝置也容易存在質(zhì)量問題。這主要是因為電氣接地裝置的內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜，裝置的設(shè)計和安裝難度也比較大。具體而言，常見的電氣接地裝置質(zhì)量問題包括如下幾種：

（一）線路選擇問題。有些電氣接地裝置設(shè)計人員不注意裝置線路的選擇，致使所選擇的接地線路以及導(dǎo)體的橫截面積過小，影響了線路的正常工作。如果設(shè)計人員錯誤計算設(shè)備短路時電流的穩(wěn)定數(shù)值，那么計算結(jié)果就會與標準數(shù)值相差很大，使接地導(dǎo)線和導(dǎo)體設(shè)備的橫截面不能滿足裝置內(nèi)部熱量穩(wěn)定的要求。

（二）設(shè)備保護問題。電氣接地裝置位于地表以下的土層中。因此，這種裝置十分容易被土壤腐蝕。如果施工人員不采取保護裝置的措施，那么設(shè)備的使用期限將會大大縮短，設(shè)備的功能也無法正常發(fā)揮。目前，很多電氣工程施工人員只完成設(shè)備裝置的安裝任務(wù)，而不對相關(guān)機械設(shè)備采取防損傷和抗腐蝕的保護措施；或者雖然采取了相關(guān)保護措施，但是措施力度不夠。設(shè)備保護措施的缺乏，會導(dǎo)致電氣接地裝置被土壤中的酸性物質(zhì)腐蝕，從而失去自身的功能。

（三）埋藏深度問題。電氣接地裝置應(yīng)當被埋藏在地下特定深度的土層中。如果埋藏的深度不夠，垂直連接的間距過小，那么電氣接地裝置就有可能發(fā)生短路現(xiàn)象，造成質(zhì)量事故。施工人員在焊接裝置的接口部位時，要注意焊接到位。如果施工人員沒有按照規(guī)定的操作步驟來施工，或者選用了質(zhì)量不達標的地網(wǎng)材料，則有可能降低設(shè)備裝置的強度，導(dǎo)致裝置在短時間內(nèi)發(fā)生破損現(xiàn)象。

（四）接地連接問題。在某些電氣設(shè)備施工過程中，經(jīng)常存在接地線路連接錯誤的現(xiàn)象。有些施工人員將幾個需要與地下設(shè)備相連的電氣設(shè)備用同一個線路串聯(lián)起來，直接接地，或者沒有使用專用的接地線路來連接經(jīng)過線圈的變壓裝置。另外，避雷針是電氣工程系統(tǒng)中的必要設(shè)備之一，連接避雷針應(yīng)當采用獨立的集中接地線路，或者將避雷針接入專用的連接點。在施工實踐中，經(jīng)常存在避雷針連接錯誤的問題。有些施工人員將避雷針與主要接地電網(wǎng)相連，沒有將接地物體之間的距離控制在特定范圍內(nèi)。

（五）土層環(huán)境問題。電氣接地工程受到土壤性質(zhì)的影響非常大。有些施工地點的土壤本身電阻率很高，再加上施工人員沒有正確選用降低電阻的材料，致使當?shù)赝寥离娮柚挡环鲜┕ひ?，影響了電氣接地裝置的安全運行。

二、電氣接地裝置的設(shè)計與施工管理措施

（一）精確計算。國家電力部門曾有關(guān)電氣接地裝置技術(shù)改造的指導(dǎo)性文件。按照電力管理部門的要求，電氣接地裝置的設(shè)計人員在研究35KV以下變電設(shè)備設(shè)計標準的時候，應(yīng)當考慮這種裝置在未來十年內(nèi)的運行效果，同時使裝置的設(shè)計方案符合深度要求。目前，我國廣大城鄉(xiāng)地區(qū)電網(wǎng)改造面積較大、線路較長，需要改造的設(shè)備點很多。在具體的工程建設(shè)過程中，仍然有部分電網(wǎng)工程的施工單位將工程勘測、工程設(shè)計和工程施工三種任務(wù)放在一起來完成，這就是電氣工程監(jiān)管中常見的“三邊”現(xiàn)象。一些電氣接地裝置的設(shè)計單位沒有做到嚴格遵守國家和地方的行業(yè)標準，只是按自己的想法來設(shè)計裝置，或者沒有認真考察當?shù)厥┕きh(huán)境，只是照搬常用的設(shè)計模式。這樣的做法會給后期的工程設(shè)計方案論證工作帶來很大阻礙，導(dǎo)致方案論證的失誤率增大。正確選擇接地線路和導(dǎo)體設(shè)備的橫截面裝置，是確保電氣接地裝置正常運行的關(guān)鍵。為了滿足實際使用的需要，設(shè)計人員應(yīng)當按照遠景使用年限來計算系統(tǒng)在短路時的電流穩(wěn)定數(shù)值，同時將系統(tǒng)短路時的電流量控制在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。這樣一來，在電氣系統(tǒng)容量增大或者發(fā)生腐蝕等故障時，接地的線路和導(dǎo)體橫截面仍然可以滿足系統(tǒng)內(nèi)部熱量穩(wěn)定的需要。

（二）加強監(jiān)管。我國早在上世紀90年代，就出臺了基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量監(jiān)管的相關(guān)規(guī)定。根據(jù)規(guī)定要求，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)單位和管理單位必須具備特定資質(zhì)資格。電氣工程項目監(jiān)管要實行回避原則，即與工程建設(shè)有利害關(guān)系的人員不能參與到工程質(zhì)量的監(jiān)管活動中去。另外，監(jiān)管人員要綜合采用巡檢、抽查和檢查現(xiàn)場等監(jiān)管方式，按照施工作業(yè)的順序進行檢查。加強監(jiān)管是確保電氣工程質(zhì)量的有力手段。工程監(jiān)管人員在開挖發(fā)生過雷擊事故的電網(wǎng)時，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)腐蝕、焊接不到位和原料質(zhì)量不合格是造成事故的主要原因。因此，相關(guān)人員在選擇原材料時一定要慎重，要認真查看原材料的產(chǎn)地說明和質(zhì)量資格證書，確保原料質(zhì)量過關(guān)。監(jiān)管人員要強化責任意識，完善相關(guān)監(jiān)管制度，重點監(jiān)督接地線路的設(shè)置、接地物體的串聯(lián)、防腐蝕設(shè)備的安裝、焊接措施的采取以及重要裝置部位的施工等工程環(huán)節(jié)，查看施工單位是否做到了嚴格按照圖紙進行安裝。需要注意的是，設(shè)備原料的質(zhì)量性能直接影響到電氣工程的運行狀況和電氣設(shè)備的壽命。因此，原料采購人員要嚴格檢查即將進入施工現(xiàn)場的材料，避免不合格產(chǎn)品流入施工現(xiàn)場。

（三）嚴格驗收。電氣接地工程在完工后應(yīng)當接受專門的質(zhì)量檢驗，即工程質(zhì)量驗收。只有經(jīng)過驗收合格的電氣接地裝置，才能真正投入使用。在接受檢驗時，工程施工單位應(yīng)當向質(zhì)檢人員提供設(shè)計圖紙、裝置線路分布圖、安裝測量記錄以及裝置測試結(jié)果記錄等一系列文件。質(zhì)檢人員要認真查看電氣接地裝置的外觀和內(nèi)部設(shè)備線路，檢查接地線路本身的完整性、連續(xù)性和平直程度，以及安裝工作做得是否到位。裝置中接地的線路在自然力侵蝕或者損壞作用下，極有可能發(fā)生變形或裂縫，與地下裝置相連的電阻設(shè)備也會隨著附近土層的溫度和濕度變化而變化。為了確保接地線路的安全，檢查人員要定期對這些線路設(shè)備進行檢查，對于存在安全隱患的電網(wǎng)要盡快開挖，力求在當?shù)赜昙镜絹碇扒宄O(shè)備隱患。另外，系統(tǒng)中的防雷設(shè)備也與地下裝置直接相連。為了保證防雷設(shè)施的安全，監(jiān)管人員也要定期對導(dǎo)體橫截面穩(wěn)定程度以及設(shè)備自身強度進行檢查，確保這些設(shè)施質(zhì)量達標，預(yù)防安全事故。

篇5

關(guān)鍵詞：施工組織設(shè)計；水利水電；工程造價；作用

中圖分類號：TU723文獻標識碼： A

水利水電是我國較為重要的設(shè)施，伴隨著當前加大該建設(shè)力度，水利水電工程造價越來越重要。這就需要格外重視施工組織設(shè)計對水利水電工程造價的作用，只有這樣才能更好地對工程進行造價，節(jié)省資金，以便爭取最大經(jīng)濟效益。一、施工組織設(shè)計和工程造價任務(wù)

（一）施工組織設(shè)計任務(wù)

施工組織設(shè)計作為水利水電工程的主要環(huán)節(jié)，是確定設(shè)計優(yōu)化、控制投資的可靠依據(jù)，也可以說是整個工程建設(shè)的指導(dǎo)性文件。同時，該施工組織設(shè)計還是指導(dǎo)工程施工準備、施工過程等系列工序的經(jīng)濟文件。做好施工組織設(shè)計工作，對降低資金投入、提高經(jīng)濟效益而言，意義重大。

（二）工程造價任務(wù)

所謂工程造價，主要是指工程項目建設(shè)過程中花費的全部費用，即從工程確定到最終竣工所支付的費用。水利水電工程建設(shè)中的工程造價，是按照國家相關(guān)文件設(shè)定的，合理確定工程造價，不但能節(jié)省投資資金，還能確保資源的有效利用，進而獲得更多的經(jīng)濟效益[1]。

二、優(yōu)化施工組織設(shè)計對合理確定工程造價的意義

（一）施工組織設(shè)計在是控制工程造價的基礎(chǔ)

施工方案在整個水利水電工程建設(shè)過程中起著至關(guān)重要的作用。施工方案不僅決定著工程的工程進度、技術(shù)要求，同時決定著工程質(zhì)量，而這些環(huán)節(jié)對工程造價起著決定性作用。從這個層面說，施工組織設(shè)計直接決定著整個水利水電工程的造價。施工方案論證充分、完善，對控制工程造價具有非常重要的意義。

（二）施工組織設(shè)計中采用新技術(shù)是控制工程造價的重要手段

水利水電工程量很大，在施工過程中需要大量的人力、物力參與。然而，通過對新技術(shù)的使用，可有效降低人力、物力和財力，并加快施工進度，提高生產(chǎn)效率。同時，新技術(shù)還可有效降低工程造價。另外，施工組織設(shè)計過程中，還應(yīng)和實際施工情況相結(jié)合，在保障資金合理使用的條件下，借助新技術(shù)、新設(shè)備來降低造價。且施工組織設(shè)計活動中還應(yīng)進行充分的認證，將勞動生產(chǎn)力的提高作為降低施工成本的主要手段。

（三）施工組織設(shè)計的編制質(zhì)量是確定合理工程造價的關(guān)鍵

在施工組織設(shè)計編制過程中，施工方案的確定應(yīng)該依靠集體智慧，通過認真的論證分析，從經(jīng)濟、技術(shù)等各方面進行評定，最終得出一套最優(yōu)化的施工方案。施工方案工作做的好，對后面的工程造價確定具有重要意義，同時也為工程合同的順利執(zhí)行帶來方便。施工組織設(shè)計的編制質(zhì)量對工程造價具有重要意義，同樣施工組織設(shè)計在編制過程中，也要考慮工程造價這個因素。

三、施工組織設(shè)計與工程造價的關(guān)系

施工組織設(shè)計和工程造價地位同等，因為，只有施工組織設(shè)計合理，才能保證工程造價合理。在整個施工組織設(shè)計過程中，設(shè)計人員所使用的施工方法、工藝等都是工程造價預(yù)算員的重要依據(jù)[2]。施工組織設(shè)計確定的施工臨時設(shè)施和輔助企業(yè)的規(guī)模、生產(chǎn)工藝以及施工總體布置、施工順序和總進度, 又是工程概預(yù)算計算臨時工程投資、價差預(yù)備費必備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。諸多實踐證明，如果施工組織設(shè)計不夠合理，就不會編制出較為合理的工程造價。

施工組織設(shè)計在對施工方案進行選擇的同時，還應(yīng)確保具有一定的經(jīng)濟性。要想確保施工方案的合理性，就必須根據(jù)工程造價預(yù)算指標進行相應(yīng)的設(shè)計。這些指標都是從相對完整、準確的預(yù)算文件中得知，是各個施工方案的經(jīng)濟基礎(chǔ)，對提高施工組織設(shè)計具有重要作用[3]。下面，筆者將從以下幾點對施工組織設(shè)計和工程造價的關(guān)系進行簡要闡述。

（一）基礎(chǔ)單價

基礎(chǔ)價格包括: 人工預(yù)算價格、材料預(yù)算價格、風水電價格、砂石料單價和施工機械臺時費等, 基礎(chǔ)價格應(yīng)按照工程所在地現(xiàn)場條件和編制年的水平價格, 并結(jié)合施工組織設(shè)計和現(xiàn)行的規(guī)定編制, 要確保與施工組織設(shè)計相一致。

1、材料預(yù)算單價

材料費是建安投資的重要組成部分, 在建安投資中所占的比例一般為30%以上。材料預(yù)算價格的選取是從購買地到工地倉庫的出庫價格。對外購采購方案進行合理選擇，比如：原材料單價、運輸距離產(chǎn)生費用等，這些都會對材料的費用產(chǎn)生一定的影響，在這種情況下，需要施工組織設(shè)計人員對材料進行詳細調(diào)查，以便為工程成本的節(jié)約提供可靠依據(jù)。同時，還應(yīng)對倉庫位置進行合理選擇，并從材料周轉(zhuǎn)方面對倉庫大小進行選擇。只有這樣才能做出較為合理的工程造價價格[4]。

2、風、水、電預(yù)算單價

水利工程施工中風、水、電的消耗量較大, 風、水、電的正常供應(yīng)對工程的質(zhì)量和進度起著重要的作用, 其價格的高低對于建筑安裝工程的投資影響也較大, 因此, 在編制工程造價時, 要根據(jù)施工組織設(shè)計確定的風、水、電的供應(yīng)方式、布置形式、設(shè)備配置等情況來分別計算其價格。施工用風主要用于石方、混凝土、金屬結(jié)構(gòu)和機電設(shè)備安裝等工程, 在施工組織設(shè)計時就要求根據(jù)合理的強度選擇供風的設(shè)備和形式,一般采用適量的移動式空壓機為輔的集中供風方式。因水利工程一般地處偏僻的山區(qū), 供水一般均自設(shè)供水系統(tǒng), 這就要求施工組織設(shè)計根據(jù)用水需求合理選擇取水方式, 以及泵的選型、蓄水池的大小, 并盡量結(jié)合當?shù)氐乃Y源條件在保證工期的前提下合理配置[5]。施工過程中的用電應(yīng)遵循一定的原則，即永久和臨時相結(jié)合，在確保工程合理用電的前提下，盡可能少的修建用電設(shè)備。同時，還應(yīng)適當?shù)脑O(shè)置備用電源，以便確保工程進度。另外，風、水、電的價格由組織設(shè)計相應(yīng)材料來決定，因此，還應(yīng)設(shè)計較為合理的價格方案，這對于工程投資而言意義重大。這也就要求造價人員和組織人員密切配合，及時溝通，從而在優(yōu)化施工方案的同時，降低工程造價。

3、砂石料單價

水利水電工程砂石料是基本建設(shè)工程中混凝土和堆砌石的主要建筑材料, 因此必須要求施工組織設(shè)計專業(yè)根據(jù)工程用料量和進度合理地規(guī)劃料場、生產(chǎn)流程, 確保工程造價最優(yōu)。

（二）工程單價

水利水電概預(yù)算定額與施工組織設(shè)計是在相互配套的基礎(chǔ)上制定的, 對于同一單項工程, 如果采用不同施工方法, 在概預(yù)算定額中就會有不同的人、材、機消耗與之相對應(yīng), 不同的施工方法就有不同的單價, 因此合理的施工方法才有最優(yōu)的單價。例如:基坑一般石方開挖, 根據(jù)場地條件, 采用打孔、爆破、出渣的不同方法, 可組合成很多個施工方案, 如風鉆打孔、挖掘機配自卸汽車出渣; 風鉆打孔、裝載機配自卸汽車出渣; 風鉆打孔、人工裝斗車出渣;風鉆打孔、人工裝載重汽車出渣等。若把風鉆打孔換成潛孔鉆打孔, 出渣方式不變, 又有4個施工方案。而每一個施工方案, 從工程概預(yù)算角度看, 都唯一對應(yīng)著一個單價, 并且必有一個是最經(jīng)濟的。這就需要工程預(yù)算的相關(guān)計算視施工組織設(shè)計提供的相關(guān)數(shù)據(jù)確定哪種方案比較經(jīng)濟合理, 再結(jié)合施工企業(yè)機械設(shè)備裝備情況,以提高機械的效率為目的選定最優(yōu)的石方開挖施工方案。同時通過單價的比較也為優(yōu)化施工組織設(shè)計提供可靠依據(jù)。

四、施工組織設(shè)計方案的確定及確定工程造價合理性的措施

（一）施工組織設(shè)計方案的確定

水利水電工程施工組織設(shè)計是工程造價的關(guān)鍵因素，必須認真落實并貫徹國家所制定的各項方針、政策，按照實事求是、因地制宜等原則[6]，并進行實地考察，全面分析，從而提出吉奧維切實可行的施工組織設(shè)計方案，具體表現(xiàn)為以下幾點：

第一，實地考察。工程組織設(shè)計人員要進入施工現(xiàn)場進行實地考察，獲取準確、基礎(chǔ)的施工數(shù)據(jù)、資料，以便為以后的方案設(shè)計奠定良好基礎(chǔ)。

第二，熟悉內(nèi)容。熟悉施工建設(shè)內(nèi)容，設(shè)計多個施工方案，通過和現(xiàn)場勘察數(shù)據(jù)、資料的對比，選擇較為合理、有效的施工設(shè)計方案。

第三，合理規(guī)劃施工現(xiàn)場、安排施工進度。同時，還應(yīng)及時將新興設(shè)備、技術(shù)等應(yīng)用其中，從而更好地促進水利水電工程建設(shè)，節(jié)省資金。

（二）確定工程造價合理性的措施

1、處理好水利水電工程質(zhì)量、施工期、施工工藝的關(guān)系

水利水電工程建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實際情況，在能力范圍內(nèi)借助先進設(shè)備、技術(shù)等施工，通過自身施工水平提高水利水電工程質(zhì)量，以便真正實現(xiàn)投資少、收益高，從而降低整個水利水電工程造價。

2、準確掌握施工資料

水利水電工程預(yù)算過程中，對基礎(chǔ)施工材料的單價進行掌握是十分重要的，因為，通過對該單價的掌握，可對整個工程造價進行預(yù)算。水利水電施工中，還應(yīng)嚴格控制采購方案，這樣既能夠確保工程進度，又能降低施工成本，起到一舉兩得的作用。

結(jié)語：

綜上所述，水利水電工程施工組織設(shè)計和工程造價關(guān)系密切，水利水電工程作為建設(shè)產(chǎn)品，其價格由造價反映，而造價又必須依靠施工組織設(shè)計配合完成，因此，正確處理兩者之間的關(guān)系，是提高工程質(zhì)量、提高經(jīng)濟效益的前提條件。這就需要工程造價人員既要提高自身造價水平，又要懂得施工基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上提出較為合理的工程造價，為施工方案的設(shè)計提供可靠依據(jù)，同時，又能為促進水利水電建設(shè)工程的快速發(fā)展貢獻力量。

參考文獻：

[1]劉志芳.淺析施工組織設(shè)計對工程造價的影響[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2009,29（13）:235-236.

[2]李偉.價值工程在水利水電工程施工項目管理的應(yīng)用研究[D].國防科學技術(shù)大學,2009.

[3]馬鴻雁.水利水電工程項目管理模式中的施工組織設(shè)計探討[J].科技資訊,2011,18（27）:167.

[4]彭旭東.水利水電工程施工組織設(shè)計發(fā)展[J].中華民居(下旬刊),2012,24（11）:252-253.

篇6

關(guān)鍵詞：設(shè)備安裝質(zhì)量問題產(chǎn)生原因防治措施

中圖分類號：F253.3 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，住宅建筑工程項目數(shù)量日益增多，人們對住房的工程質(zhì)量、環(huán)境質(zhì)量等提出了更高的要求。尤其是對建筑電氣的施工質(zhì)量要求越來越嚴。近年來，住宅建筑工程出現(xiàn)了一些安全質(zhì)量問題，給人們生活帶來許多不便，因此，面對施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，加以分析研究，提前做好預(yù)防，才能有效的解決問題，提高住宅建筑電氣工程的質(zhì)量。

一、住宅電氣安裝中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

1.配電箱及電器設(shè)備安裝

住宅配電箱及電器設(shè)備安裝，直接影響到建筑功能的正常發(fā)揮，施工中常出現(xiàn)的問題有：（a）配電箱不按圖紙要求選型，箱體鐵皮薄，剛度差，容易變形，配電箱標高不準確，箱內(nèi)雜物未清理，入箱導(dǎo)管位置隨意布置，盤后接線混亂，箱內(nèi)安裝的電氣開關(guān)等設(shè)備的型號、規(guī)格不符合設(shè)計要求，配電箱的回路功能沒有標識，給用戶使用帶來不方便。（b）個別燈具的型號、規(guī)格、安裝位置、安裝高度不符合設(shè)計要求。如廚房、衛(wèi)生間設(shè)計為防水型燈具，而實際安裝普通型燈具，另外燈具的絕緣臺固定不牢，接線時相線和中性線沒有明顯區(qū)別，而使接線錯誤。（c）室內(nèi)插座接線混亂，面板高低不齊，安全插座擋板損壞，起不到安全保護作用，廚房、衛(wèi)生間的防濺插座未加橡膠墊。室內(nèi)開關(guān)不夠靈活，開啟方向不一致等，這些問題直接影響房屋的使用功能。

2.配電線路敷設(shè)

住宅電氣施工中導(dǎo)線敷設(shè)中易出現(xiàn)的問題有：（a）敷設(shè)的配線管、導(dǎo)線及各種接線盒質(zhì)量不符合要求，使用的導(dǎo)線質(zhì)量差，塑料絕緣導(dǎo)線絕緣層與芯線脫殼，絕緣層厚薄不均，表面粗糙，芯線線徑不足，配線鋼管彎曲半徑小，彎曲數(shù)量及接線盒位置不當，以至損傷導(dǎo)線絕緣層或穿線困難。（b）配線管敷設(shè)深度不符合要求，強弱電安全距離不夠。（c）建筑物電氣配線顏色混亂，造成用戶分不清用途，易發(fā)生危險。

3.防雷接地安裝

防雷接地在住宅電氣施工中常見的問題有：避雷接地裝置采用非熱鍍鋅材料，避雷帶及接地裝置搭接長度不夠或為單面焊接，焊接口銹蝕現(xiàn)象嚴重，支架間距過大，帶形變形，彎角沒按要求施工，引下線間距偏大，屋面金屬物未做防雷接地。主體施工時預(yù)埋的避雷卡子厚度不足，強度差，防雷接地測試點測試盒高度和數(shù)量不按設(shè)計要求施工。配電箱內(nèi)不設(shè)置零線（N）、保護接地線（PE）匯流排。高度低于2.4m的燈具，其金屬外殼未做保護接地。這些問題的存在會給建筑物帶來安全隱患。

二、住宅建筑電氣工程質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因

1.設(shè)計單位從事電氣設(shè)計的人員實踐經(jīng)驗少，對設(shè)計規(guī)范的理解不夠透徹，設(shè)計圖紙內(nèi)容深度不夠，缺少必要的詳點，圖中設(shè)備的型號、規(guī)格、做法表示的不明確。

2.施工單位對電氣工程安裝質(zhì)量不夠重視，其組織措施和技術(shù)措施不明確，施工現(xiàn)場缺乏專職電氣質(zhì)量檢驗人員，自檢流于形式，監(jiān)理單位檢查不到位，要求不嚴格。

3.電氣安裝人員責任心不強，質(zhì)量意識淡薄，對施工規(guī)范、標準不熟悉，對設(shè)計圖紙理解不夠，電氣施工預(yù)埋中沒有嚴格按電氣安裝施工規(guī)范進行，給下道工序造成施工困難。

4.電氣專業(yè)與其他專業(yè)配合不夠，使得土建預(yù)留洞口與電氣設(shè)計不符，造成配電箱、開關(guān)等設(shè)備位置偏差過大，既影響美觀，又給用戶使用帶來不便。

三、住宅電氣安裝工程中質(zhì)量問題的防治

1.設(shè)計工作是建筑工程建設(shè)的基礎(chǔ)工作，應(yīng)努力提高住宅電氣安裝設(shè)計水平，在滿足設(shè)計規(guī)范要求保證安全用電的前提下，設(shè)計圖紙應(yīng)盡可能完善、準確，符合工程建設(shè)的實際，減少不必要的設(shè)計變更，為保證工程質(zhì)量提供必要條件。

2.建立建全施工質(zhì)量保證體系，加強工序控制，實行自檢，互檢制度。監(jiān)理單位應(yīng)認真履行職責，嚴格要求。施工人員應(yīng)努力提高自身業(yè)務(wù)水平，施工前，熟知設(shè)計圖紙要求的施工規(guī)范規(guī)定。強化設(shè)備原材料進場驗收制度，在工程開始進行電氣安裝前，嚴格地進行使用設(shè)備和材料的挑選，所有進入的電氣設(shè)備都必須具有產(chǎn)品合格證，產(chǎn)品型號和系列等，核實主要電氣設(shè)備、材料的使用規(guī)格和要求，同時做好與其他專業(yè)的協(xié)調(diào)會審，解決各專業(yè)間的錯、漏、碰等問題，有效的提高工程施工質(zhì)量。

3.配電箱體材質(zhì)及箱內(nèi)原器件應(yīng)符合設(shè)計與規(guī)范要求，原器件質(zhì)量性能應(yīng)可靠，配電箱安裝方式，安裝標高和平直度要符合要求，箱內(nèi)配線應(yīng)整齊，無絞接現(xiàn)象，按相別排列整齊，導(dǎo)線的長度要留有規(guī)定的余量，電器原件安裝平整牢固。配電箱功能編號與回路編號必須齊全，便于今后使用、維護。燈具的選型應(yīng)符合設(shè)計要求，安裝時應(yīng)使用合格的吊掛件，并安裝牢固。單相兩、三孔插座面板應(yīng)左零右火，提前放線控制接線盒標高，安裝面板時，再進行一次高度調(diào)整。開關(guān)應(yīng)切斷相線而不是零線，同一場所開關(guān)分合方向應(yīng)該一致。

施工中所用的導(dǎo)線、電纜應(yīng)與施工圖要求的型號、規(guī)格相同，并符合質(zhì)量要求，敷設(shè)時管內(nèi)嚴禁有導(dǎo)線接頭，接頭處必須設(shè)置接線盒，所有進盒的電線管應(yīng)采用鎖扣連接，并做到一管一孔，導(dǎo)管暗敷設(shè)時，其保護層厚度應(yīng)滿足要求，敷設(shè)在鋼筋混凝土現(xiàn)澆板內(nèi)的線纜保護導(dǎo)管最大外徑不應(yīng)大于樓板厚度1／3，敷設(shè)在墊層的線纜保護導(dǎo)管最大外徑不應(yīng)大于墊層厚度的1／2。線纜保護導(dǎo)管暗敷設(shè)時，外護層厚度不應(yīng)小于15mm，消防設(shè)備線纜保護導(dǎo)管暗敷設(shè)時，外護層厚度不應(yīng)小于30mm?；炷翝仓r，應(yīng)現(xiàn)場旁站，被踩扁或者壓扁的線管必須進行更換，并進行保護，否則將出現(xiàn)暗配管不通，或者穿線之后成為“死線”。防雷接地也非常重要，不能忽略，應(yīng)配備專門的負責人，對防雷接地設(shè)施施工的人員，應(yīng)加強對焊接技能的培訓，要求做到搭焊處焊縫飽滿，平整均勻，并要進行防腐處理。在防雷接地工程完成后，應(yīng)進行整體電阻測試，若不滿足設(shè)計要求應(yīng)增設(shè)輔助接地極。

總之，住宅建筑電氣工程質(zhì)量是整體建筑工程質(zhì)量的重要組成部分，其施工范圍廣、涉及面多、理論性強、技術(shù)復(fù)雜、質(zhì)量要求高，只有根據(jù)各自的施工特點、人員配備，本著安全、優(yōu)質(zhì)、高效的原則，制定有效的管理制度和科學的切實可行的預(yù)防措施，才能更好解決住宅建筑電氣施工中的質(zhì)量問題。

參考文獻

[1]安順合《建筑電氣工程施工質(zhì)量同病與防治》

篇7

【摘 要】電工基礎(chǔ)課屬于中職學校機電專業(yè)所設(shè)置的基礎(chǔ)課程，此課程的課時比較少，但是它所涉及到的內(nèi)容是十分廣泛的，因此，

>> 關(guān)于理實一體教學模式在中職電工基礎(chǔ)教學中的運用分析 《電工基礎(chǔ)》課程的理實一體化教學模式分析 論《電工基礎(chǔ)》教學中的理實一體化 “理實一體化”教學在中職電工專業(yè)中的應(yīng)用 淺談理實一體化在中職電工電子教學中的應(yīng)用 中職《基礎(chǔ)會計》理實一體化教學模式的探索與實踐 中職電工電子理實一體化教學模式探索 理實一體化教學模式在《基礎(chǔ)會計》教學中的運用 理實一體化教學模式在中職專業(yè)教學中的應(yīng)用 中職物理教學中運用理實一體化教學模式的探索 理實一體化教學模式在中職物理教學中的應(yīng)用 淺談中職教育中的“理實一體化”教學模式 中職電子電工專業(yè)理實一體化教學模式的構(gòu)建 基于“理實一體化”理念的中職電子電工實踐教學模式研究 基于學案的中職《電子技術(shù)基礎(chǔ)》“理實一體”教學策略的實施 基于理實一體化的中職電子電工教學研究 中職電工電子專業(yè)“理實一體”教學的思考與實踐 理實一體化在中職電子電工教學中的有效應(yīng)用 電子電工專業(yè)理實一體化教學模式的構(gòu)建 《電工電子技術(shù)》理實一體的教學模式 常見問題解答 當前所在位置：l

[4]曹春雷.信息技術(shù)環(huán)境下中職新教學模式初探――以《電工基礎(chǔ)》課程教學為例[J].職業(yè)教育研究，2012.12：138-140

[5]葉榕.理實一體信息化教學實踐研究――以《汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)》為例[J].信息化建設(shè)，2016.02：94-95

篇8

關(guān)鍵詞 中職電工 基礎(chǔ)教學 翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A

我國教育體系當中很重要的一部分就是中職教育，將能適應(yīng)社會生產(chǎn)、掌握一定的知識和技能的技術(shù)型人才培養(yǎng)出來，這就是中職教育的重要目的。所以，中職教育應(yīng)強化操作性和實踐性。從當前的實際情況來看，中職課堂教學還有很多的問題存在，而這在一定程度上，阻礙了中職學生的發(fā)展，而翻轉(zhuǎn)課堂在中職電工基礎(chǔ)教學中的應(yīng)用，能夠有效的將教學存在的一些問題解決。

1翻轉(zhuǎn)課堂的定義

將以往的教學模式翻轉(zhuǎn)過程就是翻轉(zhuǎn)課堂，而翻轉(zhuǎn)課堂也被稱之為反轉(zhuǎn)課堂，這種新型的教學模式最先源于美國。這是一種由教師針對教學內(nèi)容，發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，對視頻進行制作，然后讓學生自主觀看視頻，掌握教學的大致內(nèi)容，接著師生再在課堂一起交流、溝通，最后將學習任務(wù)完成的教學形態(tài)。

2中職電工基礎(chǔ)教學的教學現(xiàn)狀

從實際情況來看，中職電工基礎(chǔ)教學有很多的問題存在，包括陳舊、傳統(tǒng)的教學方式、不明確的課程標準、不合理的課程設(shè)計、不精準的專業(yè)定位、學生理論基礎(chǔ)不扎實等問題，而這些問題都是難以提升教學整體質(zhì)量的阻礙。另外，再加上中職學校的教育和中職學生有一定的特殊性，大部分的學生沒有養(yǎng)成良好的學習習慣，也沒有扎實的學習基礎(chǔ)，學習能力上有一定欠缺，因此，不能夠自主的去解決問題。為了將學生的學習效率提高，中職院校就要積極地實施教學改革，將翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用到電工基礎(chǔ)教學當中。

3翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用意義

以往在課堂上，教師首先對知識內(nèi)容進行講解，然后針對教學內(nèi)容，將學習任務(wù)布置給學生，并要求學生完成，這是一種先講后教的教學模式。雖然從某種角度上來講，這種教學方法能夠有效地培養(yǎng)學生的知識能力，但是卻極大程度的忽視了學生的主體地位以及學生個性化的學習需求，而翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用能夠打破傳統(tǒng)教學模式尷尬的局面，讓學生以自主學習活動合作學習的學習模式，加深對知識的理解，從而實現(xiàn)知識的內(nèi)化。翻轉(zhuǎn)課堂同傳統(tǒng)課堂相比起來，能夠為學生提供更多的自主學習機會，同時也更利于培養(yǎng)學生的分析能力、思考能力、解決問題的能力，從而提升整體的學習能力，因此可以說翻轉(zhuǎn)課堂是一種行之有效的教學模式。

4在中職電工的基礎(chǔ)教學中翻轉(zhuǎn)課堂的運用策略

作為一種新型的、有效的教學模式，翻轉(zhuǎn)課堂在中職電工教學當中的應(yīng)用能夠有效改善傳統(tǒng)教學的一些弊端，包括師生之間不能有效溝通、學生被動學生、單一的教學方式和手段等弊端，這種教學模式能夠充分體現(xiàn)學生的主體地位，使學生的主觀能力性得以發(fā)揮，同時還能夠調(diào)動學生的學習積極性，激發(fā)學生的學習興趣，從而將學生的學習能力提高，保障課堂教學的整體質(zhì)量。本文從幾個方面論述了翻轉(zhuǎn)課堂的實施策略。

5課前準備

5.1對微視頻進行制作

在翻轉(zhuǎn)課堂中，教師主要將微視頻作為教學的視頻，這些微視頻有時間短、很強的針對性等特點。而在課堂之前，教師可結(jié)合教師目標，針對具體的教學內(nèi)容，對微視頻進行制作，這樣能夠為后續(xù)的實施教學打下堅實的基礎(chǔ)。比如在對電動機正反轉(zhuǎn)的教學內(nèi)容時，教師可充分發(fā)揮一些專門設(shè)計視頻的軟件的作用，將能夠以多種形式呈現(xiàn)的視頻課件制作出來，包括PPT、文本以及動畫等形式。而教師在制作微視頻的時候，應(yīng)將重點放在電機正反轉(zhuǎn)的工作原理、其在實際工業(yè)生產(chǎn)中和生活中的應(yīng)用以及相關(guān)的安全教育等知識點上，只有這樣才能夠讓學生加深對這些知識點的記憶。但需要注意的是，微課的時間以及理論概念和知識的講解要控制在一定的范圍內(nèi)。

5.2課前預(yù)熱

要想確保課堂教學的整體質(zhì)量，就要導(dǎo)入課堂的預(yù)熱的環(huán)節(jié)。翻轉(zhuǎn)課堂重視學生的自主學習能力，因此教師將微視頻制作好了之后，就可在網(wǎng)絡(luò)硬盤上將視頻上傳其中，要求學生學習資料包進行下載，并以小組為單位進行學習。比如在教學電轉(zhuǎn)機正反轉(zhuǎn)的的內(nèi)容時，教師可讓學生對資源包進行下載，并以三人成一個小組，借助平板、手機或電腦來觀看微視頻，這樣能夠很好的達到課前預(yù)習的效果。

6課堂教育

6.1合理利用微視頻

制作微視頻的目的是為了更有效的實施教學，因此教師在課前將微視頻制作好之后，應(yīng)結(jié)合教學的實際需要，科學應(yīng)用微視頻，這樣不僅能夠激發(fā)學生的參與課堂的興趣，使其專注于課堂，還能夠充實教學內(nèi)容，豐富教學形式，從而保障高質(zhì)量的課堂教學。比如在對電動機的正反轉(zhuǎn)的知識內(nèi)容進行教學的時候，首先教師可將一個十幾分鐘的視頻制作出來，并布置給學生學習任務(wù)，設(shè)置這樣的一些問題：看完視頻之后你有什么想法？控制電路以及電路是什么樣的接線次序？繼電器有哪些常開常閉觸電？等等問題，這樣就能夠讓學生有目的性的有針對性的去觀看視頻，從而高效的將學習任務(wù)完成。而W生在這個過程中，不僅能夠加深對知識的理解，也能夠提升分析問題、思考問題以及解決問題的能力。

6.2合作學習

互動性是翻轉(zhuǎn)課堂中的一大特點，因此在電工的實際的教學過程中，教師應(yīng)用合作的方式實施教學，強化師生之間的互動，這樣才能夠?qū)⒄n堂的互動性提高，從而拉近師生之間、生生之間的距離。而學生在這樣的一種氛圍中，也更能夠加深對知識的理解，更好的將教學的知識掌握，提升其學習的效率。比如在學某一教學的內(nèi)容時，當學生將自學的任務(wù)完成之后，他們大概了解和掌握了一些新的知識，并且通過自己的分析和判斷，也形成自己的見解和看法。在這個時候，教師可讓學生在課堂上交流和溝通，鼓勵學生將自己的見解和觀點表達出來，也可以相互提意見。通過這樣的互動方式，能夠讓學生站在不同的角度上對問題進行思考，而這也能夠有效地達到鞏固所學知識的效果。

7課后總結(jié)和反思

7.1學生互評

在翻轉(zhuǎn)課堂的實際教學過程中，教師完成教學任務(wù)和教學目標之后，教師就還應(yīng)發(fā)揮自己引導(dǎo)者的作用，讓學生對課前、課堂所學的知識進行總結(jié)和反思。由于交互性是翻轉(zhuǎn)課堂很大一特點，因此在課后，首先教師可讓學生進行互評，互評應(yīng)以學習成果為核心，針對性地指出錯誤，并將相應(yīng)的建議提出來。比如在完成電動機正反轉(zhuǎn)的教學目標和教學任務(wù)時，教師可讓學生以PPT演講的形式，以小組為單位對學習的成果進行匯報，然后采用學生互評的方式，鼓勵學生將自己的學習體會以及學習經(jīng)驗給大家分享，然后也可糾錯自己以及他人在操作中出現(xiàn)的問題，這樣才能夠讓學生學到更多優(yōu)秀且優(yōu)秀的學習方法。

7.2科學總結(jié)

當學生評價完之后，教師應(yīng)在課堂最后進行最后的總結(jié)，同以往的評價方式不同的是，在翻轉(zhuǎn)課堂當中，更為重要的是對學生的過程性評價。比如在學生互評之后，教師應(yīng)結(jié)合學生整個學習過程，針對一些問題，對學生進行過程性評價。在評價的過程中，教師不僅要認可學生的突出表現(xiàn)，還應(yīng)指出一些不足，并提出針對性的、具體的建議。只有這樣，才能夠有效提升學生的學習能力。

8結(jié)束語

總而言之，在新的時代背景下，出現(xiàn)了一種新型的教學模式，這種教學模式就是翻轉(zhuǎn)課堂。在翻轉(zhuǎn)課堂的實際應(yīng)用過程中，教師應(yīng)充分體現(xiàn)學生的主體地位，提供給學生更多的自主學習的空間和時間，這樣才能夠調(diào)動學生的學習積極性，激發(fā)學生的興趣，從而提升學生的學習能力。而作為中職教師，應(yīng)對翻轉(zhuǎn)課堂在教學當中的作用形成足夠的認識，并結(jié)合多種技術(shù)和教學內(nèi)容、針對學生的學習特點，將翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式應(yīng)用到實際的教學過程中，并對教學步驟靈活設(shè)計，只有這樣才能夠更有效地實施電工基礎(chǔ)教學，推動中職院?？沙掷m(xù)發(fā)展的進程。

參考文獻

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關(guān)鍵字：ANDROID4.X；PC；智能電視；一體機

中圖分類號：TP334.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2013）10-0061-03

0 引 言

當前市場上實現(xiàn)電視電腦一體機解決方案主要有兩種方法：第一種方法是在現(xiàn)有的電視電路的基礎(chǔ)上增加數(shù)字解碼電路，然后外加PC主板方案。這類方案在前幾年被廣泛采用，它主要是電視、電腦兩機的簡單組合，集成度低、成本較高。第二種是專用單芯片方案，這是目前智能云電視的主流方法。它主要采用的是性能較差的嵌入式主控板，從而實現(xiàn)了智能云電視的上網(wǎng)功能，但芯片性能低，主控板電路較簡單，性能較差，故對PC功能的支持有限，完成不了PC機的正常工作，且成本較高，后期開發(fā)難度較大。本文提出第三種方法是智能電視電腦一體化方案，它通過改造傳統(tǒng)的PC主板來解決。由于PC主板功能強大，性能較高，而且其功能靈活多變，容易通過USB接口接入觸摸屏，并通過觸摸屏輸入解決了傻瓜用戶不能使用鍵盤的苦惱，簡單化用戶的使用，是智能電腦電視一體機的傻瓜化應(yīng)用，并支持語音輸入與輸出，能滿足未來家庭數(shù)字化需求，智能電視云化的物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用。

1 觸摸屏電視電腦一體機的實現(xiàn)方法

本方案是在PC主板上增加模擬信號的接收和解碼，以及數(shù)字信號的接收和解碼電路，讓電視信號可以輸入PC主板，從而實現(xiàn)智能云電視功能，并通過PC主板上的USB3.0接口接入觸摸屏，最終實現(xiàn)帶觸摸功能的電視電腦一體機，并支持傳統(tǒng)的鍵盤鼠標輸入操作，同時也支持麥克風輸入與音箱輸出。圖1所示是帶有觸摸屏輸入功能的電視電腦一體機的電路框圖。

首先，本系統(tǒng)在PC主板上增加模擬電路，用于實現(xiàn)模擬電視信號的接收。射頻模擬電視信號通過一體化調(diào)諧器（高頻頭）接收，解調(diào)后輸出視頻信號，再送給主板上的模擬解碼芯片。同時，AV輸入的模擬視頻信號或者S-VIDEO輸入的模擬視頻信號也輸入到主板上的此解碼芯片。主板上的此模擬解碼芯片的作用是把各類模擬信號經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后再經(jīng)過數(shù)字處理、解碼，最后輸出格式為ITU656或ITU601的數(shù)字信號。

圖1 帶有觸摸屏輸入功能的電視電腦一體機電路框圖

其次，在PC主板上增加數(shù)字電路，實現(xiàn)數(shù)字電視信號的接收。讓PC主板接收數(shù)字電視信號比接收模擬信號并完成信號調(diào)制和解調(diào)相對復(fù)雜些，主板的數(shù)字電路通過高頻頭（調(diào)諧器）接收射頻數(shù)字電視信號并完成信道解碼后輸出串行的TS流。由于數(shù)字電視信號通常是加密的信號，這時還需對TS流進行解密操作。經(jīng)過解密的TS流最后送給芯片組，由此芯片組完成MPEG2信源解碼。經(jīng)芯片組動態(tài)降噪、去隔行處理、格式變換、圖像細節(jié)增強等處理操作后，標清和高清的電視信號被轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一格式（如1 920×1 080 P/60 Hz）的LVDS信號，并送給LCD顯示屏，完成電視信號的輸出，從而實現(xiàn)電視功能。由于PC主板接口較豐富，USB接口較多，且支持最新的USB3.0接口，因此可以外接觸摸屏，完成觸摸功能的輸入操作，這也可以取代傳統(tǒng)的鍵盤與鼠標操作。另外，此主板還帶有音頻輸入輸出接口，可以完成聲音的輸入與輸出，此主板還支持目前四核的威盛處理器，支持最新的DDR3內(nèi)存。與傳統(tǒng)的嵌入式主板相比，此主板功能強大，不僅可以裝入嵌入式操作系統(tǒng)WINCE或LINUX，也可以支持最新的WIN8與ANDROID系統(tǒng)。內(nèi)帶2個SATA接口可以接硬盤和光驅(qū)，其余的USB3.0接口，讓U盤安裝ANDROID等系統(tǒng)成為可能，且USB3.0的速度較USB2.0提高速度十倍以上。2個內(nèi)帶的PS/2接口可以支持傳統(tǒng)的鍵盤與鼠標輸入。

2 系統(tǒng)硬件實現(xiàn)

2.1 主板集成的主要器件選擇

由于觸摸輸入的電視電腦一體機市場前景較好，許多IT廠商（例如聯(lián)想）都在從傳統(tǒng)的IT領(lǐng)域進軍家電領(lǐng)域，許多家電企業(yè)如海爾也努力進入IT領(lǐng)域，因此電腦電視觸摸屏的結(jié)合的一體機產(chǎn)品成為了各大巨頭重要的競爭場所。Intel、AMD和VIA等更是不甘落后，相繼推出適合嵌入式應(yīng)用的高集成度、低功耗CPU和芯片組，甚至有的把CPU（1 GHz以上）、南橋、北橋及其他接口集成在一起。本主板集成選用1.2 GHz 威盛 QuadCore-E 四核 E 系列處理器或1.0 GHz威盛Eden X2處理器及最新的威盛VX11H 媒體系統(tǒng)芯片組，為微型化系統(tǒng)提供出色的計算性能。該系列屬于X86體系，可運行WINDOWS8和ANDROID4.X嵌入式操作系統(tǒng)。從系統(tǒng)框圖中可以看出，在PC主板的基礎(chǔ)上增加了數(shù)字高清電視高頻頭和信道解碼部分電路以及模擬信號高頻頭和標清信號的解碼電路，從而完成模擬電視與數(shù)字電視的接收功能，并通過USB3.0接口連接觸摸屏，實現(xiàn)觸摸輸入取代傳統(tǒng)的鍵盤與鼠標輸入。通過PC主板自帶的語音輸入輸出口完成語音的輸入輸出，實現(xiàn)標準的人機交流。采用最新的威盛EPIA-M920 Mini-ITX主板不僅節(jié)約了研發(fā)成本，減少了一體機的體積，還降低了功率，減少了發(fā)熱量。

2.2 PC主板上的CPU選取

威盛 QuadCore E 系列處理器集成 4 個 高性能 64 位核心，為嵌入式電視電腦一體機提供低功耗、高性能的多任務(wù)處理和出色的多媒體性能，四核64位最新處理器讓電視電腦一體機運行速度更快。威盛 QuadCore E 系列處理器采用低功耗、高性能的多核架構(gòu)，可提供出色的多線程支持，實現(xiàn)低功耗的多任務(wù)執(zhí)行、多媒體回放、高運算能力及互聯(lián)網(wǎng)瀏覽。威盛 QuadCore E 系列處理器支持分布式處理，容易實現(xiàn)在各種多屏顯示環(huán)境中的應(yīng)用。威盛 QuadCore E 系列處理器支持 64 位操作系統(tǒng)，還具有自適應(yīng)超頻，擁有4 MB 二級高速緩存及 1 066 MHz V4 總線等一系列性能。其低功耗設(shè)計在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，如主頻為 1.0+ GHz 的威盛 QuadCore E 系列處理器（超低功耗版本）熱設(shè)計功耗在無風扇配置下運行功率僅為 18 W。此外，威盛 QuadCore E 系列處理器還支持虛擬化技術(shù)，可在虛擬環(huán)境中運行相關(guān)軟件和應(yīng)用，并對自身性能毫無影響。威盛 QuadCore E 系列處理器采用威盛 PadLock 先進譯碼引擎，提供全球最快的 AES 加密，并實現(xiàn)了基于硬件的運行數(shù)據(jù)加密，是運行數(shù)據(jù)的內(nèi)容保護和系統(tǒng)安全的重要工具。威盛 QuadCore E 系列處理器提供主頻為 1.0+ GHz、1.2+ GHz、1.46+ GHz 的三種型號產(chǎn)品，它采用最新的 40 nm制程工藝生產(chǎn)，21 mm × 21 mm 威盛 NanoBGA2 封裝，其核心尺寸僅為 11 mm × 6 mm，可與威盛C7、威盛Eden、威盛 Nano X2 處理器系列及威盛 Eden E 處理器完全地針腳兼容。

2.3 一體機的主板和芯片組選擇

威盛EPIA-M920 Mini-ITX主板基于業(yè)內(nèi)標準的Mini-ITX板型，尺寸為17 cm × 17 cm。后面板 I/O 包括 2 個千兆以太網(wǎng)接口（可選）、2 個 USB 3.0 接口、2 個 HDMI 接口、1 個 VGA 接口、1 個 COM 接口、2 個 USB 2.0 接口及音頻輸入、輸出插孔及麥克風插孔。板載排針包括 2 個 LVDS、1 個 USB 3.0 接口及額外的 4 個 USB 2.0 接口、2 個 SATA 接口、3 個 RS232 接口支持 5 V/12 V 電壓、數(shù)字 I/O、LPC、1 個 SD 卡（SDHC/SDXC）及 1 個 PCIe x4 卡槽。該主板最高可支持 16 GB、1 333 MHz DDR3 內(nèi)存，此外，還提供ATX或直流電源支持。

威盛 VX11H 媒體系統(tǒng)芯片組支持 DirectX11 及 3D 立體顯示，它采用最新威盛 Chromotion 5.0 視頻處理器，提供高性能硬件高清視頻解碼。威盛Chromotion 5.0視頻處理器在1 080 p高清分辨率下為最新的MPEG-2、MPEG-4、VC1、WMV9及高清H.264視頻格式內(nèi)容提供硬件加速，為用戶提供極為豐富的娛樂體驗。

2.4 一體機模擬解碼芯片選擇

目前常用的模擬/數(shù)字信號解碼芯片都支持PAL/NTSC/SECAM多制式解碼，有些芯片還集成了三通道高速ADC或HDMI接收器等。主流的數(shù)字解碼芯片主要有ADI公司的ADV7184/ADV7403/ADV7441、TI公司的TVP5147/TVP5160、NXP公司的SAA711x、MICRONAS公司的VPC3230D、 PW公司的PW2300/PW3300等。另外，選擇一體機的解碼芯片時還必須考慮其適應(yīng)的市場，如北美市場要考慮CCD/V-CHIP和立體聲，歐洲市場則要考慮圖文電視接收和SCART接口等。

此處的一體機解碼芯片選用功能較全的ADV744110來支持10位數(shù)字處理。該芯片可支持PAL/NTSC/SECAM多制式解碼，擁有兩路HDMI高清輸入，并支持12組模擬信號輸入，輸入的多類模擬信號可以是CVBS全電視信號、YpbPr分量信號、S-Video亮色分離信號和RGB基色信號，具有標清模擬信號去鋸齒濾波器，可節(jié)約外加額外的濾波器成本。ADV7441擁有四路150 MHz帶寬的ADC，支持1 080 p的高清信號輸入及SXGA的RGB信號輸入，可自動辨識電視系統(tǒng)（NTSC/PAL/SECAM） ，具有VBI功能，軟件完成TELETEXT和CCD/V-CHIP。數(shù)字輸出口可以是ITU656ITU601數(shù)字色差編碼信號或者24位的RGB信號。

2.5 調(diào)諧器選擇

調(diào)諧器也稱高頻頭，它通常用鐵盒的屏蔽封裝。調(diào)諧器根據(jù)接收信號分為模擬、數(shù)字、數(shù)模一體化三種，其中有些數(shù)模一體化調(diào)諧器還具備信道解碼功能。調(diào)諧器從接收信號的制式上看，模擬信號調(diào)諧器可以做到全制式接收，數(shù)字信號調(diào)諧器的接收按地區(qū)分為DVB、ATSC、ISDB、DMB等。同時，數(shù)字信號接收還因傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)不同，從而實現(xiàn)的信道編碼方式也不相同，如在歐洲有線網(wǎng)絡(luò)用DVB-C、地面廣播用DVB-T、衛(wèi)星廣播用DVB-S、手持設(shè)備用DVB-H等。

近年來體積更小的硅調(diào)諧器發(fā)展迅速，它不用鐵盒封裝，而是直接將硅集成電路焊接在電路板上，從而打破了傳統(tǒng)的調(diào)諧器概念，它具有體積小和成本低的優(yōu)勢。本一體機的調(diào)諧器選用NXP公司最新推出的新型數(shù)模一體化硅調(diào)諧器TDA18274，它不但兼容所有的模擬與數(shù)字電視標準（PAL、NTSC、DVB-T、SECAM、DVB-C 、ISDB-T、ATSC），而且TDA18274芯片自身可將中頻信號送至數(shù)字中頻解調(diào)器TDA8296，從而完成模擬電視解調(diào)，并輸出CVBS模擬電視信號，同時它把中頻信號也送到信道解碼器TDA10048，解出數(shù)字電視TS流。這部分電路框圖如圖2所示。

2.6 一體機的觸摸屏與液晶屏選取

觸摸屏（touch screen）又稱為觸控面板 、觸控屏。當人接觸屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺信號通過觸摸屏控制板轉(zhuǎn)化為電信號，送入CPU芯片，經(jīng)CPU處理，傳送到各種外設(shè)顯示，從而完成人機交互。用觸屏的動作取代傳統(tǒng)的鍵盤與鼠標輸入，并借助液晶來顯示畫面，它是構(gòu)建物聯(lián)終端，實現(xiàn)人機交互的最流行的傳感技術(shù)。觸摸屏分為電阻式、電容式與壓電式等。因為壓電式觸摸屏同時具有電容屏幕的多點觸摸觸感和電阻屏的精準穩(wěn)定，有別于電容屏的是，即使戴著手套或是沾水手指仍能進行操作，所以我們選用壓電式觸摸屏。

液晶屏幕（包括LCD顯示器和LED顯示器）是以電流刺激液晶分子的方式產(chǎn)生點、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面的。和傳統(tǒng)的CRT顯示器相比，它體積較大，畫面柔和，畫面不會閃爍，可以降低眼睛的疲勞，本設(shè)計選用LED屏。

3 軟件系統(tǒng)選用

本方案中操作系統(tǒng)選用ANDROID4.X系統(tǒng)，因為此操作系統(tǒng)能很好地支持觸摸輸入功能，而且此系統(tǒng)支持的應(yīng)用軟件豐富，目前市場上的應(yīng)用軟件幾乎不用任何修改都可以應(yīng)用于這個平臺上。與現(xiàn)在市場上流行的一體機相比，本方案僅用一塊PC主板即可實現(xiàn)觸摸功能的電腦電視一體機，既節(jié)約了成本，也簡化了安裝。由于采用ANDROID系統(tǒng)，相比基于傳統(tǒng)WIN8平臺的一體機，既大大節(jié)約了存儲空間和成本，也解決了目前市場觸摸一體機的啟動速度慢、體積龐大、安裝復(fù)雜、板線過多等問題。同時，它作為電視也改變了現(xiàn)在市面智能云電視網(wǎng)絡(luò)功能弱、運行速度慢、多塊板組合復(fù)雜、使用不方便的毛病。隨著CPU速度提升，北南橋芯片的簡化，系統(tǒng)啟動時間變短，這些制約傳統(tǒng)PC機目前不能在家電領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的瓶頸問題將得到徹底解決，即與PC主板集成觸摸功能的電視功能一體機將成為未來數(shù)字家庭的必備首選。隨著觸摸屏輸入取代鍵盤鼠標，語音輸入成熟，用戶操作使用將更加簡單方便。觸摸屏輸入解決了軟件太復(fù)雜、用戶學習使用不便的問題，不需要較高的技術(shù)水平，普通用戶將會容易使用，語音觸摸的輸入輸出將讓軟件使用越來越傻瓜化、簡單化與智能化，可以想象未來幾年電腦電視觸摸一體機會成為數(shù)字化家庭的終極方案。

本方案的硬件平臺支持ANDROID4.X操作系統(tǒng)，它支持的應(yīng)用軟件比較豐富，開發(fā)基本PC與電視的應(yīng)用軟件也比較方便，程序員幾乎不用學習任何軟件，也可以開發(fā)相關(guān)應(yīng)用程序。由于采用了PC操作系統(tǒng)，軟件開發(fā)也越發(fā)簡單，應(yīng)用軟件包易于移植。

4 結(jié) 語

支持觸摸功能的智能電視電腦一體機實現(xiàn)方案突出了電視功能，可支持傳統(tǒng)PC，同時在輸入輸出設(shè)備上，還用觸摸屏取代了傳統(tǒng)的鍵盤與鼠標，簡化了用戶的使用復(fù)雜度，讓傻瓜式的應(yīng)用進入家庭，以實現(xiàn)電視與電腦的有機結(jié)合。這種一體機結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，使用靈活方便。本系統(tǒng)功能強大，成本卻大大降低，從而方便了用戶。我們相信，隨著物聯(lián)網(wǎng)與云計算時代的來臨，基于觸摸功能的PC電視一體機亦將進入家庭，必將受到個人家庭用戶的歡迎。

參 考 文 獻

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關(guān)鍵詞：質(zhì)量監(jiān)督 監(jiān)理單位 控制要點

寧東基地市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對促進寧東基地科學發(fā)展、跨越發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。在整個市政工程建設(shè)過程中，工程監(jiān)理單位扮演著工程項目的“導(dǎo)演”的角色，擔負著建設(shè)工程項目實施質(zhì)量、進度、成本控制的具體組織落實責任，是保證工程建設(shè)項目實現(xiàn)其建設(shè)目標的重要手段和有力保障。筆者結(jié)合工作經(jīng)歷，簡述質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)對工程監(jiān)理單位的質(zhì)量監(jiān)督控制要點。

一、 監(jiān)督工程監(jiān)理單位依法承攬監(jiān)理業(yè)務(wù)

在接受建設(shè)（業(yè)主）單位的質(zhì)量監(jiān)督委托（或申報）后，質(zhì)量監(jiān)督站應(yīng)根據(jù)監(jiān)理服務(wù)合同和監(jiān)理招投標文件，著重對負責該項目的工程監(jiān)理單位的資質(zhì)等級、營業(yè)范圍及其監(jiān)理能力進行核查。若工程監(jiān)理單位不具備相應(yīng)的監(jiān)理能力，則應(yīng)及時提請建設(shè)單位，重新委托有能力的監(jiān)理單位實施該項目的工程監(jiān)理；若所委托的社會監(jiān)理單位的資質(zhì)等級或其營業(yè)范圍，不能滿足受監(jiān)項目監(jiān)理的技術(shù)要求時，應(yīng)立即提請建設(shè)（業(yè)主）單位，另覓有相應(yīng)資質(zhì)的監(jiān)理單位，負責該項目的監(jiān)理工作。如發(fā)現(xiàn)工程監(jiān)理單位有以下行為之一時，應(yīng)及時制止，并提請寧東管委會規(guī)劃建設(shè)土地局對其給予處罰：1、工程監(jiān)理單位非法取得資質(zhì)證書；2、工程監(jiān)理單位超越本單位資質(zhì)等級許可的范圍承擔工程監(jiān)理業(yè)務(wù)；3、工程監(jiān)理單位以其他工程監(jiān)理單位的名義承擔工程監(jiān)理業(yè)務(wù)；4、工程監(jiān)理單位允許其他單位或者個人以本單位的名義承擔工程監(jiān)理業(yè)務(wù)；5、工程監(jiān)理單位轉(zhuǎn)讓工程監(jiān)理業(yè)務(wù)。

二、監(jiān)督工程監(jiān)理單位履行其質(zhì)量責任和義務(wù)

工程監(jiān)理單位接受建設(shè)（業(yè)主）單位委托后，應(yīng)在“監(jiān)理合同”授權(quán)的范圍內(nèi)，嚴格按照建設(shè)法規(guī)、質(zhì)量標準、監(jiān)理規(guī)范、設(shè)計文件和建設(shè)承包合同，對受監(jiān)工程施工質(zhì)量實施監(jiān)理。質(zhì)監(jiān)機構(gòu)對工程監(jiān)理單位的質(zhì)量行為應(yīng)控制以下幾方面。

（一）督促檢查工程監(jiān)理單位認真編制監(jiān)理文件

質(zhì)監(jiān)站應(yīng)當監(jiān)督工程監(jiān)理單位在項目開工前，按照受監(jiān)項目的技術(shù)特點和監(jiān)理服務(wù)合同以及監(jiān)理投標文件的要求，認真編制受監(jiān)項目的《監(jiān)理大綱》和《監(jiān)理細則》，并按照規(guī)定辦妥相應(yīng)的審批簽認手續(xù)；督促工程監(jiān)理單位在受監(jiān)工程建設(shè)過程中，嚴格按照《監(jiān)理大綱》和《監(jiān)理細則》的要求開展監(jiān)理業(yè)務(wù)。

（二）督促檢查工程監(jiān)理單位建立健全的監(jiān)理質(zhì)量保障體系

質(zhì)監(jiān)站應(yīng)督促監(jiān)理單位根據(jù)受監(jiān)工程的規(guī)模、施工難易程度、合同工期、現(xiàn)場條件等因素，在施工現(xiàn)場建立完善的質(zhì)量監(jiān)理組織體系，以保證對所有施工環(huán)節(jié)進行有效的質(zhì)量監(jiān)控。應(yīng)監(jiān)督監(jiān)理單位認真做好以下幾方面的工作：

1、建立材料監(jiān)理工程師技術(shù)崗位，專責受監(jiān)工程的各種原材料、半成品、構(gòu)配件等的質(zhì)量檢查驗收工作，杜絕不合格的材料或構(gòu)配件流入施工現(xiàn)場；2、設(shè)立現(xiàn)場質(zhì)量檢測機構(gòu)，履行監(jiān)理單位對受監(jiān)工程的試驗監(jiān)督檢查責任，以確保對各種材料、配合比和強度等主要質(zhì)量指標進行有效的控制；3、對大型工程項目，監(jiān)理單位必須根據(jù)工程監(jiān)理的需要，設(shè)立中心試驗室，其規(guī)模、試驗設(shè)備的種類及數(shù)量應(yīng)能滿足實施工程監(jiān)理中各項試驗的要求，并應(yīng)配備各專業(yè)試驗工程師及經(jīng)過轉(zhuǎn)門培訓的試驗人員，健全各種規(guī)章制度，實行明確的責任分工。

此外 ，中心試驗室還應(yīng)承擔驗證試驗、標準試驗、工藝試驗、抽樣試驗和驗收試驗等各項現(xiàn)場試驗工作，以保證各項質(zhì)量管理書籍的真實性、可靠性、準確性和科學性，使現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)理工作建立在一個“客觀、公正、科學”的基礎(chǔ)上。

（三）監(jiān)督檢查工程監(jiān)理單位派駐合格的監(jiān)理工程師負責項目監(jiān)理

質(zhì)監(jiān)站應(yīng)監(jiān)督監(jiān)理單位根據(jù)受監(jiān)工程的規(guī)模大小和技術(shù)復(fù)雜程度等因素，選派具備相應(yīng)資格和業(yè)務(wù)水平的總監(jiān)理工程師和監(jiān)理工程師進駐施工現(xiàn)場，對工程施工全過程實施現(xiàn)場監(jiān)理。

1、開工前，應(yīng)按受監(jiān)工程的監(jiān)理投標文件、監(jiān)理服務(wù)合同、監(jiān)理大綱和監(jiān)理細則的有關(guān)要求，核查工程監(jiān)理單位擬派駐施工現(xiàn)場的總監(jiān)理工程師的上崗資格證書，并逐一造冊登記，以便開工后隨時進行核查。2、開工后，應(yīng)隨時核查所有已派駐現(xiàn)場的各類監(jiān)理人員的上崗資格，凡不符合條件的監(jiān)理人員，一律責令工程監(jiān)理單位予以清退：3、工程施工過程中，受監(jiān)項目的總監(jiān)理工程師、總監(jiān)理工程師代表、高級駐地監(jiān)理工程師的變更，應(yīng)先征得建設(shè)（業(yè)主）單位同意并獲得其批準后方可變更，變更后應(yīng)及時報告質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)備案。

（四）監(jiān)督檢查監(jiān)理單位及其工作人員嚴格按監(jiān)理工作程序開展監(jiān)理業(yè)務(wù)

質(zhì)監(jiān)站在監(jiān)督監(jiān)理單位按監(jiān)理程序開展監(jiān)理業(yè)務(wù)方面，應(yīng)著重控制：1、督促監(jiān)理單位和監(jiān)理工程師在開工前審批受監(jiān)工程的施工組織設(shè)計和質(zhì)量控制技術(shù)措施；2、監(jiān)督檢查監(jiān)理工程師在項目實施前審查試驗工程施工工藝、批準特殊技術(shù)措施和特殊工藝；3、督促監(jiān)理單位和監(jiān)理工程師按“監(jiān)理合同”的授權(quán)監(jiān)督施工（承包）企業(yè)嚴格按照質(zhì)量標準、工程設(shè)計文件和施工（承包）合同的要求組織施工，糾正不符合工程設(shè)計要求、質(zhì)量標準和施工（承包）合同要求的工程和施工行為；4、監(jiān)督監(jiān)理單位和監(jiān)理工程師嚴格按照建設(shè)法規(guī)的規(guī)定提出或?qū)彶樵O(shè)計變更；5、督促監(jiān)理單位和監(jiān)理工程師嚴肅、認真進行質(zhì)量檢查和檢驗，參加工程質(zhì)量事故的處理和工程驗收。

（五）監(jiān)督監(jiān)理工程師嚴格按照監(jiān)理規(guī)范的要求實施現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督管理

質(zhì)監(jiān)站應(yīng)監(jiān)督監(jiān)理工程師采取旁站、巡視和平行檢驗等形式，對受監(jiān)工程實施有效的監(jiān)理：

凡未經(jīng)監(jiān)理工程師簽字，工程使用的原材料、構(gòu)配件和設(shè)備等，一律不得在受監(jiān)工程上使用或者安裝；未經(jīng)監(jiān)理工程師簽認的工序、部位或工程，施工單位一律不得進入下一道工序（部位或工程）的施工，監(jiān)理工程師拒絕給予計量、建設(shè)單位不得撥付工程款、辦理竣工決算和進行交、竣工驗收。

三、結(jié)束語

寧東基地在基礎(chǔ)設(shè)施項目建設(shè)過程中，通過對監(jiān)理單位采取以上質(zhì)量監(jiān)督控制措施，始終堅持和貫徹“預(yù)防為主”的質(zhì)量監(jiān)督控制方針，把質(zhì)量監(jiān)督控制的關(guān)口前移至項目的正式實施之前，切實把質(zhì)量事故和質(zhì)量隱患消滅于萌芽狀態(tài)之中，從而達到有效防止質(zhì)量事故發(fā)生的目的。

參考文獻：