电工安全技术(一)

O' 圆柱形 铁心 S O 永久磁铁
线圈 指针
I
N
螺旋弹簧
I
极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中 产生均匀的辐射方向的磁场。
2. 工作原理 (1) 转动转矩T 的产生 线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转矩 T F 线圈和指针转动， 线圈受到的转矩 T = k1I S N (2) 阻转矩TC的产生 在线圈和指针转动时，螺旋 F 弹簧被扭紧而产生阻转矩TC。 弹簧的TC与指针的偏转角成正比， 即 TC= k2 当弹簧的阻转矩T与线圈受到的转矩TC达到平 衡时，可动部分停止转动，此时有 T = TC
k1 2 I kI 2 k2
交流为有 效值
结论: 指针偏转的角度与直流电流或交流电流 有效值的平方成正比。
因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平 方成正比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。 与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力 空气阻尼器。 3. 用途 测量交流电压、交流电流。 4. 优点： 构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量 较大的电流；允许较大的过载。 缺点： 刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡 流（测量交流时）的影响，因此准确度不高。
2. 工作原理 线圈通入电流 I 磁场 固定和可动铁片均被磁 化(同一端的极性是相同的) 可动片因受斥力而带 动指针转动， 仪表的转动转矩 T = k I ² 弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即 弹簧的阻转矩 TC = k2 当 T = TC 时，可动部分停止转动， 即指针的偏转角
U γ U m 2.5% 50 1.25V
正常情况下, 可认为最大基本误差是不变的, 所 以被测量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大。
如用上述电压表来测量实际值为10V的电压时， 相对误差为 1.25
γ10
在选用仪表 的量程时，一 般应使被测量 的值超过仪表 满标值的一半 以上。
正弦交流电的大小，如交流电压380V或220V，指的都是有效值。
有效值是用电流的热效应来规定的。设一交流电流和一直流 电流I 流过相同的电阻R，如果在交流电的一个周期内交流电和 直流电产生的热量相等，则交流电流的有效值就等于这个直流电 的电流I。
正弦电流的有效值：
I
Im 2
Em E 2
正弦电压和电动势的有效值：
一、电工测量仪表的分类
1.按照被测量的种类分类
次 序
1
被测量的种类
电 流
仪表名称
符A号
mA V kV
2
电
压
3
电功率
4
5 6 7
电
能
相位差 频 电 率 阻
电流表 毫安表 电压表 千伏表 功率表 千瓦表 电度表 相位表 频率表 欧姆表 兆欧表
W
kW kWh
f

M
2.按照工作原理分类
型 式 符 号 被测量的种类 电流、电压、 电阻 电流的种类与频率
电阻是电荷在物体中运动所受到的阻力，是物质 本身具有的导特性，一般可分为绝缘体、导体、 半导体三类。单位是欧姆（Ω）、千欧（kΩ）等。
L S ρ 表示电阻率
公式：
R =
ρ
L 表示导体长度
S 表示导体横截面积
一般情况下，金金属导体的电阻随温度的升高而增大
（四）功率和电能
(1) 功率P 单位时间内电场所做的功（或负载所消耗的 功），称为 电功率，用字母P表示。 功率的单位为W（瓦）或kW（千瓦）。
电工安全技术
（一）
第一章电工与电子技术基础
一、电路 二、电路中的主要物理量 三、电路的基本定律 四、正弦交流电路
一、 电路
电路的定义：电流的通路称为电路 电路的组成：电源、连接导线、控制装置和 负载组成。
电路的主要功能： 1、进行能量的转换、传输和分配。 2、实现信号的传递、存储和处理。
电路最基本物理量：电流、电压和功率。
磁电式
直 流
整流式
电流、电压
工频和较高频率的交流
电磁式
电流、电压
直流和工频交流
电动式
电流、电压、电功率、 功率因数、电能量
直流及工频与较高频率的交 流
3.按照准确度分类 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的 准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。
相对额定误差 最大基本误差
I + U － I1 R1 I2 R2
特点：I=I1+I2
U=U1=U2
1 1 1 R R1 R2
3.混联电路：
包含了串联和并联两种联接方式的电路。
R2 R1
R3
二、电路中的主要物理量
(一).电流 I ：电荷有规则定向移动形成电流。
。电流的单位是安培，简称安，用A表示。常用 的单位还有千安（ KA）、毫安（mA）和微安 ， （µA）。 I I
~ ~
3 ~ 或~ ~
2 kV
交直流
三相交流
仪表绝缘试验电压2000V 仪表直立放置 仪表水平放置 仪表倾斜60°度放置
或¬
或
60 °
二、磁电式仪表
1. 结构 (1) 固定部分 马蹄形永久磁 铁、极掌NS及圆 柱形铁心等。 (2) 可动部分 铝框及线圈，两 根半轴O和O，螺 旋弹簧及指针。
第二章电工测量仪表
一、 电工测量仪表的分类 二、磁电式仪表 三、电磁式仪表 四、电动式仪表 五、万用表 六、兆欧表
电路中的各个物理量（如电压、电流、功率、 电能及电路参数等）的大小，除用分析与计算的方 法外，常用电工测量仪表去测量。 电工测量技术的应用主要有以下优点： 1.电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有 足够的精确度。 2.电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测 量的地方，并可实现自动记录。 3.电工测量仪表可实现远距离的测量问题。 4.能利用电工测量的方法对非电量进行测量。

(2) 电能 W 电场力移动电荷q通过负载时所做的功即负 载中有电流通过时消耗的电能。

电能的单位是焦耳（J）电能的单位除焦耳 外，常用kW· h（千瓦时）表示，也称为度。
三、电路的基本定律
（一）电路的欧姆定律 一段不含源的电阻电路中，通过电路的 电流 I 与电路两端的电压 U 成正比， 与电路的电阻 R 成反比，称为一段电 路的欧姆定律。即
A 100% Am
仪表的最大量程（满标值）
目前我国直读式电工测量仪表按照准确度分为 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七级。 准确度较高（0.1， 0.2， 0.5）的仪表常用来进 行精密测量或校正其他仪表。
例：一准确度为2.5级的电压表，其最大量程为50V， 则可能产生的最大基本误差为
正值 (a)
负值 (b)
（二）电压与电位 1.电压 U : 电场力将单位正电荷从电场中的一点移至另 一点所做的功称为这两点间的电压。 电压的单位是伏特（V）,常用的电压单位还有 千伏（kV）,毫伏（mV）等。
2.电位 V
电场力将单位正电荷从某点移至规定的参 考点所做的功，称为该点的电位。
(三)电阻 R
F
可动线圈 固定线圈
T=k1I1I2cos
F
i1和 i2的 有效值 i1和i2之间 的相位差
仪表的转动转矩 通入直流时，T=k1I1I2 通入交流时，T=k1I1I2cos 弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即 弹簧的阻转矩 TC = k2 当 T = TC 时，可动部分停止转动， 即指针的偏转角 = kI1I2 （直流） = kI1I2 cos （交流） i1和i2之间 结论: 指针偏转的角度与两个电流 的相位差 (对交流为有效值)的乘积成正比。 3. 用途 测量交直流电压、电流及功率。
I =
U R
U=R
(二)基尔霍夫定律
1.基尔霍夫电流定律（KCL） 电流通过导体时，在同一时间内，从任意横截面的一 侧流入的电流量，总等于从另一侧流出该横截面的 电荷量。 ΣU = 一个闭合回路中，按一定绕行方向 ， 沿回路一周各段电压的代数和为零。 ΣU = O
（二）电路的分类
（1） 直流电路
（2）交流电路
（三）电路的三种状态
断路
通路
短路
(四)、电路的连接
1.串联电路：
把两个以上的电阻首尾相连接成一串，中间没有分支， 称为电阻的串联电路。
I I1 I2
特点：I=I1=I2
R=R1+R2
U=U1+U2
2.并联电路：
把两个以上的电阻头接头尾接尾并列相连，称为电阻的 并联电路。
四、正弦交流电路
（一）正弦交流电的基本概念
交流电是指电流或电压的大小和方向随时间 作周期性变化。我们平时用的交流电随时间 按正弦规律变化的，所以叫正弦交流电。
(二)正弦交流电的“三要素”
1.正弦交流电的周期和频率
T
b
c a 4π
O
t
T 正弦交流电的电流一般表达式：
φ i I m sin t
Um U 2
有效值都用大写字母表示！
3.正弦交流电的相位角
相位: 表示正弦量的变化进程，也称相位角 。 初相位 t =0时的相位。
i I m sint 相位： t 初相位： 0
i
O
t
（三）纯电阻、电感、电容电路
1.纯电阻电路 即电路中只含有电阻。在这种情况下，电 能全部转化为热能，此时电功等于电热。 2.纯电感电路 若把线圈的电阻略去不计，则线圈就仅含有 电感，当把这种线圈与电源接通后，就组成— 纯电感电 3. 纯电容电路 实际的电容器不考虑内部损耗等，就可抽象 为电容元件
4.用途 测量直流电压、直流电流及电阻。 5.优点： 刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗 电能量小；受外界磁场影响小。 缺点： 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。