电工技术基础

1. 电工技术基础

2. 一、电路的组成和基本物理量 • 电路：电源、负载、导线、开关等。 • 电路的三种状态：通路、短路、断路。 • 基本物理量： (1) 电流： (2) 电流强度： I=Q/T 1A=103mA 1mA=103uA 1kA=103A (3) 电压 UAB=W/Q （V） 1kV=103V 1v=103mV 1mv=103uV (4) 电动势：（E） E=W外/Q

3. 导体、绝缘体、导体电阻 导体：金属、银、铜、铝等。 绝缘体：橡胶、塑料、陶瓷、变压器油、空气等。 电阻：1kΩ=1000Ω 1mΩ=1000kΩ R=ρl/s • 欧姆定律 部分电路欧姆定律： I=U/R 全电路欧姆定律： I=U（E）/（R+R0 ）

4. 电功、电功率与热效应 （1）电功：A=UQ=IUT 或：A=I2RT=(U2/R)T （J） （2）电功率：P=A/T P=IU=I2RT=U2/R （W） 1kW=103W=106Mw 电源：P1=EI 负载：P2=UI （3）电流的热效应： Q=I2RT （楞次－焦耳定律）

5. 串联电路 R1 R2 （1）I=I1=I2=I3=……=In （2）U=U1+U2+U3+……+Un （3）R=R1+R2+R3+……+Rn （4）Un=(Rn/R)U （分压公式）

6. 并联电路 R1 R2 R3 （1）U=U1=U2=……=Un （2）I=I1+I2+……+In （3）1/R=1/R1+1/R2+……+1/Rn （4）In=(R/Rn)I （分流公式）

7. 电流（电压、电动势）的大小和方向都随时间变化而变化。电流（电压、电动势）的大小和方向都随时间变化而变化。 • 交流电路 分类： 正弦交流电：i、n、e随时间按正弦规律变化 非正弦交流电：i、n、e随着时间，但不按正弦规律变化。 i 0 t

8. 正弦交流电的几个基本物理量 i=Imsin(wt+φi) e=E msin(wt+φe) n=U msin(wt+φn) • 瞬时值和最大值 i、n、e：某一时刻的值。 Im、Um、Em：瞬时值中的最大值。

9. 频率、角频率和周期 • 频率(f)：指在1秒钟内交流电变化的次数。 赫兹（HZ） KHZ MHZ 1KHZ=103HZ 1MHZ=106HZ • 角频率：（W）表示正弦交流电变化的快慢。（弧度） W=2πf • 周期：指交流电变化一次所需要的时间。（T）（S） f=1/T （50HZ 0.02秒）

10. 相位和相位差 “wt+φ”称为相位或相位角。 t=0时的相位角称为“初相位角”或“初相位”。 相位差：指两个相同频率的正弦交流电的相位可初相位之差。它表示两个正弦量各自达到其最大值（或零值）时的时间差。 若两个同频率且同时达到零值或最大值，则为“同相位”，则相位差为零。

11. 三相交流电路 即电路中的电源同时有三个交变电动势，这三个电路势的最大值相等，频率相同，相位互差1200。也称为对称三相电动势。 三相电源的三个绕组和三相负载，其常用的联结方式有：星形（*）连接和三角形（Δ）连接。 • 三相功率 电能做功的效果用电功率来衡量。 P=Pa+Pb+Pc 当负载对称时，每相的有功功率是相等的。

12. 电磁感应 • 直导体中产生的感生电动势。 E=Blvsinα Em=Blv • 右手定则判感生电动势的方向。 • 楞次定律 • 法拉第电磁感应定律 线圈中感生电动势的大小与线圈中磁通的变化速度成正比。

13. 自感 由于流过线圈本身的电流发生变化，而引起的电磁感应叫“自感现象”。 电感：L=φ/i 1H=103mH 自感电动势：El=－L∆i/∆t 应用： 日光灯是利用镇流器中的自感电动势来点燃灯管的，同时也利用它来限制灯管的电流。 开关断开处易产生电弧。 a、灭弧装置。b、L处并接电阻或电容。

14. 电子技术常识 • 晶体二极管 • PN结及其特性 半导体：硅和锗 掺杂后：P型和N型 形成PN结。 PN结具有单向导电性。 P→正极 N区→负极 导通 反之：截止

15. ＋ － 测量：正向电阻小，反向电阻大。 • 晶体二极管 • 硅稳压二极管 （1） 　　　　 工作在反向击穿区 （2） 稳压电路 R T u1 u2 C RL

16. P • 结构 • 晶体三极管 c c c c N b P b b b N N P e e e e

17. Ie=Ib+Ic（发射结正偏，集电结反偏） β=∆Ic/∆Ib Ic=βIb • 三极管的电流放大作用 晶体管放大电路： Ib Rc c Ic b e Rb GB1 GB2 Ie

18. 输入特性 死区电压：Ib极小，V硅=0.5V，VGe=0.2V • 输出特性 三个区域：（1）截止区：Ib=0时，Ic≠0。 （2）饱和区： （3）放大区 ∆Ic=β∆Ib • 简易测试 （1）管型和基极的判别。 （PNP NPN） （2）集电极和发射极的判别。 （3）好坏判别。

19. 二、电工测量 • 电工仪表基本知识 • 电工仪表种类 1、按工作原理分：磁电式、电磁式、电动式、感应式等。 磁电式：永久磁铁、可转动的线圈及转轴、游丝、指针、机械调零机构。 电磁式：线圈，可转动的铁芯及转轴、游丝、指针、机械调零机构。 电动式：线圈，可转动线圈及转轴、游丝、指针、机械调零机构。

20. 2、按精度 0.1 、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0七级。 3、测量方法：直读式、比较式 如：电流表、万用电表、兆欧表等。 • 电工仪表常用符号

21. 电流的测量 • 1、仪表型式和量程的选择 • （1）测量直流时：可用磁电式、电磁式、电动式仪表。 • 最普遍：磁电式（灵敏度、准确度最高）。 • （2）交流：电磁式、电动式、感应式。 （最多：电磁式） • （3）测量前，对电流要有大致估计：选安培表、毫安表、微安表。 • 电流和电压的测量

22. 1、直流电的测量 注意：极性和量程式 电流表串接于电路中。 • 测量电流的接线 2、交流电流的测量 • 电压的测量 1、型式与量程 2、接线方式 电压表并联在被测电压的两端 直流电：注意“+”、“-”极性 交流电：600V以上通过电压互感器，将二次侧的电压变换到100V。

23. 1、低值电阻以万用表测量 2、高值电阻用“兆欧表”测量。 兆欧表由测量机构和高压电源组成。 高压电源：采用手摇发电机，输出电压有500V、1000V、2500V、5000V几种。 测量机构：采用磁电系地率表：两个动圈，永久磁铁极掌、缺口铁芯、指针。 • 电阻的测量

24. 摇表的选择 • 额定电压：根据被测设备的额定电压。 500V以下：选500V或者1000V的摇表。 过低：结果不准确。 过高：损坏设备绝缘。 • 测量范围：与被测绝缘电阻相适应。 • 使用前的检查 先做开路和短路检查试验。

25. 接线方法 三个接线柱：线路（L）、接地（E）、屏蔽（或保护环）（G） 测对地绝缘电阻：E →地线 L→被测线路 测电机外壳绝缘电阻：E→外壳 L→被测导线 若要消除漏电流，则将G端接绝缘介质 测电机、变压器绕组相间绝缘电阻时：将E与L端分别接于被测两相的导线或绕组上。 测电缆芯线时：将E端接在电缆的外表皮（铅套上），L端接芯线。G端接在芯线最外层的绝缘包扎层上。

26. 手摇发电机的操作 开始时：慢；测量中：由慢到快，120转（n）/min。摇把转速应均匀、稳定。不要时快时慢，一般摇动1min，待指针稳定下来之后读数。

27. 1、功率的测量 P=UI cosφ，一定要用电动式或感应式瓦特表测量，而不能用瓦特表的指针偏转角与VIcosφ成正比。 问题：瓦特表的接法正确，而指针却反转。 解决：把电流线圈的两端换接一下，取得正的读数。 • 功率与电能的测量 2、电能的测量 直流：用电动式直流电能表 交流：用感应式直流电能表。（单相、三相两种表） 三相电能表分：三相两元件和三相三元件电能表。 三相两元件电能表用于：三相三线制线路。 三相三元件电能表用于：低压三相四线制配电线路。

28. 3、电能表测量原理和技术参数 • 组成和原理 驱动机构、制动元件和积算机构组成。 • 主要参数 1、额定电压： 单 相：220V 三相两元件：380V 三相三元件：380/220V及110V（高压计量用） 2、额定电流：1A、2A、3A、5A、10A等。

29. 4、电能表接线 • 单相电能表： 单相跳入式 单相顺入式 • 三相电能表： 三相直入式 经电流互感器接入式 三相经电流互感器和电压互感器接入式

30. 万用电表 1、结构： 表头（测量机构），测量线路，转换开关、电池、面板、表壳等。 2、工作原理： （1）直流电流、电压的测量 （2）电阻测量 （3）交流电压测量

31. 直流电桥 • 直流单臂电桥（惠斯登电桥） 适用于测量电阻 Rx=(R2/R3)R4 • 直流双臂电桥（凯文电桥） 测量小阻值电阻 Rx=(R2/R1)Rn

32. 三、电流对人体的危害与触电事故 • 电流对人体的伤害类型 电 击：电流对人体内部组织造成的伤害。（50mA） 三种情况：单相触电、两相触电、跨步电压触电。 电 伤：是电流的热效应、化学效应、光效应或机械效应对人体造成的伤害。 有：灼伤、电烙印、皮肤金属三种。

33. 对人体作用电流的划分 分三级： 1、感知电流：男性：1.1mA 女性：0.7mA 2、摆脱电流：男性：16mA 女性：10.5mA 3、致命电流：>50mA <30mA不会有危险

34. 影响触电伤害程度的因素 （1）电流大小 人体电阻：1kΩ~2kΩ 体内：500Ω （2）持续时间：心脏收缩有0.1S间隙，若电流通过会引起心脏颤动，造成危险。 （3）电流的途径 心脏、呼吸系统和中枢神经系统时，危险性最大。左手至脚的触电最危险。脚到脚的触电对心脏影响最小。

35. （4）电流频率 50HZ~60HZ，最严重 <20HZ，相对减小 >2000HZ，死亡危险性降低 直流电<交流电 （5）人体健康状况 心脏病、结核病、精神病、内分泌器官疾病、醉酒

36. 常见的触电方式 单相触电 两相触电 跨步电压触电 • 触电事故发生的规律及应用 （1）季节 二、三季度 特别是6~9月（炎热） （2）低压设备 接触的人多，在专业电工中，高压触电事故少，低压触电事故多。 （3）携带式设备和移动式设备触电事故多 （4）电气连接部位

37. （5）错误操作和违章作业 （6）不同行业 冶金、矿业、建筑、机械行业触电事故多。 （7）不同年龄段 中青年工人、非专业电工、合同工、临时工 （8）不同地域 农村约为城市的3倍

38. 触电救护 急救必须是分秒必争，就地用心肺复苏法。不能只根据没有呼吸或脉搏擅自判定伤员死亡。只有医生有权做出伤员死亡的诊断。

39. 脱离电源 • 伤员脱离电源后的处理 1、伤员的应急处理 就地躺平，不要站立或走动，5S内呼叫伤员轻拍肩膀，禁止摇动伤员头部呼叫伤员。 2、呼吸、心跳情况的判定 丧失意识时，应在10S内，看、听、试的方法，判定伤员呼吸心跳情况。 • 心肺复苏法 三项措施：通畅气道，口对口（鼻）人工呼吸，胸处接压（人工循环）

40. 防触电技术 • 安全电压 额定值：42V，36V，24V，12V，6V 空载上限值为：50V，43V，29V，15V，8V。 选用：42V和36V：一般和较干燥环境 24V以下是在较恶劣环境中，如：矿井、隧道等。

41. 绝缘防护与屏护 1、防止直接接触触电的技术措施。 绝缘损坏的原因：设备缺陷，机械损伤、热击穿、电击穿等。 2、屏护：遮拦、护罩、护盖、栅栏、保护网、围墙等。 3、绝缘安全用具 绝缘杆、绝缘夹钳、绝缘靴、绝缘手套、垫、站台 4、漏电保护器 分：电压型、电流型、脉冲型三种。

42. 保护接地与保护接零 • 中性点接地系统的保护接零（TN系统） TN−S系统 TN−C系统 TN−C−S系统 • 中性点接地系统中的保护接地（TT系统） • 中性点不接地系统的保护接地（IT系统）

43. 电气安全用具 1、绝缘安全用具 辅助绝缘 基本绝缘安全用具 2、一般防护用具 临时接地线、隔离板、遮栏、各种安全工作牌、安全腰带等。 • 安全标识 安全色：红、蓝、黄、绿 表示禁止、警告、指令、提示。 对比色：红−白、黄−黑、蓝−白、绿−白 光线充足、醒目、稍高于视线的地方。

44. 电气安全的技术措施： （1）停电 （2）验电 （3）装设接地线 （4）悬挂标示牌和装设遮栏

45. 电气防火与防爆 • 电气火灾和爆炸的原因 1、电气设备或线路过热 短路 过载 接触不良 铁芯发热 散热不良 2、电火花和电弧

46. 防火防爆措施 1、电气线路 2、电气设备 3、防火间距和通风 4、接地（接零）要求 • 电气火灾的扑救 常用灭火器：干粉、泡沫、二氧化碳

47. 雷电的种类 分：直击雷、雷电感应、球雷、雷电侵入波等。 • 雷电的破坏作用 1、电性质破坏 2、热性质 3、机械性质 • 防雷装置 1、接闪器：避雷针、线、网、带 2、避雷器：阀型、管型 3、引下线 4、接地装置

48. 低压电气设备 控制电器：刀开关：低压断路器、电磁启动器 保护电器：熔断器、热继电器 • 保护类型：短路、过载、失压（欠压）保护 • 配电装置 • 电力电容器 1、包括：移相、串联、耦合、均压电容器 2、移相电容器的作用：（并联补偿电容器） 并联在线路上提高线路的功率因素。 3、意义 改善电能质量、降低电能损耗、提高供电设备的 利用率

49. 4、补偿原理 （1）提高功率因素的意义 （2）方法：并联电容器 （3）补偿的无功功率：Q=P（tgφ1−tgφ2） 安装在高压区或低压区 集中安装或分散安装 看完善性 节省投资和便于管理考虑 5、电容器的安装 <400C 温度：80% 海拔：1000m以下 避免阳光直射 分层安装不超过三层 外壳和钢架均采取接PE线 6、电容器接线 由额定电压而定：380V采用三角形接法 220V采用星形接法 低压集中补偿 低压分散补偿 高压补偿 7、电容器的投入或退出

50. 1、分类：铜、铝、铁三种 单股：6mm2以下 多股：10 mm2：7、19、37、61股等。 裸导线、绝缘导线、软线和硬线 2、截面的选择条件 导线的连续允许电流（安全截流量） 线路允许电压损失 导线的机械强度 • 导线的选择