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二、电容
1.电容器结构原理:
在电子电路中,电容器是必不可少的电子器件 ;在电力生产中,电力电容器也是广泛应用。简 单地说,电容器就是一种储存电荷的容器,他不 消耗能量。电容器通常简称为电容,用字母“C” 表示。其基本结构是由两片靠得较近的金属片, 中间隔以绝缘物质而组成,两金属片为电容得极 板,中间的绝缘物质为介质,
导体、半导体、绝缘体器件是构 成各种电气设备、电工电子器件的 基础,在电力生产上,更是普遍存 在,作为一名电力生产人员,应熟 悉掌握导体、半导体、绝缘体的定 义和性质以及应用。
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一、导体
定义:具有良好导电性能的材料就称 为导体。大家知道,金属、石墨和电解 液具有良好的导电性能,他们都是导体 。
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二、绝缘体
P型和N型半导体并不能直接用来制造半导体器件。通常 是在半导体的局部分别掺入浓度较大的三价或五价杂质, 使其变为P型或N型半导体,在P型和N型半导体的交界面 就会形成PN结,而PN结就是构成各种半导体器件的基础 ,最简单的一个PN结就是二极管。
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四、超导体
定义:某些金属在摄氏零下273度的绝对温 度下,电阻会突然消失,这种金属电阻完 全消失的特殊现象,称超导电性,具有超 导电性的金属称超导体。
Uo R
t
eR
C
Uo
uC
O
t
Uo
iC
R
以上是电容在直流电路瞬态过渡充放电过程的简单分析
,从波形图可以看出,其充电电流超前电压。
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正弦交流电路中,电压电流的波形、相量关系:
由其波形和相量图
可以看出:

j
1

U
XC
即电流超前电压90°,
u、i
u
这就是我们通常所说 的容性负载电流超前
π/2 O i
电容器的电容等于电容器的带电荷
量,平板电容器的电容与极板面积成正 C
q u
比,与极间距离成反比。
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一般规定把电容器外加1V直流电压时所储存的电 荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法 拉(F),还有微法(μF)、纳法(nF)、皮法( pF),因法拉单位较大,实际不常用,实际常用的 是微法、皮法。其换算关系: 1法拉(F)= 10 6微法(μF)
U R
P2.R
R
U2 P
串联各电阻的电压与电阻成正比。也就是说,大电阻分到高电压,小 电阻分到小电压。
两个电阻并联时,总电流为两分支电流之和。电流的分配与电阻大小
成反比。
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4.电阻的测量:一般用万用表、兆欧表、平衡电桥等
电阻测量一般不能带电测量。在测量半导体(二极管、三 极管)、电容等有极性的器件时,因有正向、反向之分,所以 万用表在电阻档时:“黑”表笔为正极,“红”表笔为负极。 兆欧表一般用于测量阻值较大的绝缘电阻。阻值较小电阻的精 确测量也有很多种方法,平衡电桥测量是较常用的一种(高试 常用),有直流电桥和交流电桥。
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三、电感
1.电感的结构原理:用导线绕制成线圈就构成一个电感器, 它是一种能够储存磁场能量的元件。
1微法(μF)= 10纳3 法(nF)= 10皮6 法(pF)
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2.电容器的基本性质、作用:
基本性质:简单地说就是隔直流通交流,即对直流
呈现电阻无穷大,相当于开路;对交流呈现的电
阻力受交流电频率影响,即相同一电容器对不同
频率的交流电呈 现不同的容抗:
Xc=ω 1C
1 2πfC
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电容器在电路中主要作用有:整流电路平滑滤波、 电源电路的退耦滤波、交流信号旁路、交流信号耦 合(隔直)、与电阻电感构成振荡、谐振回路、延 时电路等等。电子电路中需要用到各种各样的电容 器,它们在电路中分别起着不同的作用。电力电容 器的主要应用有:无功补偿、电容式电压互感器、 阻波器、载波耦合电容器、油开关触头保护电容器 等等。
维修电工国家职业资格证共分为5个级别
,即:初级(五级)、中级(四级)、高
级(三级)、技师(二级)和高级技师(
一级)。
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第一章 电工与电子基础
一、导体、绝缘体和半导体(超导体)知识 二、电阻、电容、电感相关知识及应用 三、电路分析方法 四、二极管、可控硅整流原理
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第一节
导体、绝缘体和半导体、超导体知识
有一些物质,如硅、锗、硒等,其 原子的最外层电子既不象金属那样容 易挣脱原子核的束缚而成为自由电子 ,也不象绝缘体那样受到原子核的紧 紧束缚,这类物质的导电性能介于导 体和绝缘体之间,并且随着外界条件 及掺入微量杂质而显著改变,这类物 质称为半导体。
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1.半导体有以下独特性能:
通过掺入杂质可明显地改变半导体的 电导率。
小容量的电容,通常在高频电路中使用;大容量的电容 往往是作滤波和存储电荷用。电解电容为有极性电容,分 正、负极,一般电源电路的低频滤波均采用电解电容,其 正向漏电流较小,而反向漏电流较大,所以在电路中要注 意极性不能接反,否则会因漏电流大引起爆炸损坏。
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电容的充放电:把电容器的两个电极分别接在电源 的正、负极上,过一会儿把电源断开,两个引脚间 仍然会有残留电压,这是因为电容器储存了电荷, 电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程 称为电容器的充电。而电容器储存的电荷向电路释
超导现象是1911年荷兰物理学家昂尼斯在研究 导体的电阻随温度变化的实验中,首次发现水银 在4.2K的低温时,电阻突然消失,即R=0; 1933年,又发现处于超导状态的物质,外部磁场 不能深入超导体内,有抗磁性,即B=0,以上是 超导体的两大特性。
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第二节
电阻、电容、电感相关知识及应用
电阻、电容、电感是构成各种电路的基 本元件。这一部分主要是了解一下它们性 质、用途,以及实际应用举例。
★对于极性电容(电解电容),一般反向漏电比正向大,其 测出的正向漏电阻大于反向漏电组。(可依此判别极性)
★其实,万用表测量的过程就是反映电容充放电的过程。 27
5.电容器应用举例:
分布电容、杂散电容影响: 旁路、消干扰: 储能作用: 耦合电容、阻波器: 无功补偿电容器: 少油断路器断口均压电容: 电容式电压互感器:
低压电工安全培训
维修电工执业要求
我国相关法律、法规及行业规范要求电工 必须持证上岗。这里的持证应包含“三证 ”,即:安全生产监督管理局核发的特种 作业操作证书、劳动和社会保障局核发的 职业资格证。
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1.特种作业操作证
(1)所有从事电工等特种作业的操作人员必 须持证上岗,违者将规追究法律责任。
(2)学员经指定卫生医疗机构体检合格后,
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一、电阻
1.定义:衡量物体导电性能的物理量称为电阻。
在一定的温度下,其电阻与长度成正比,与截面积成反
比。这就是导体的电阻定律。 R ρ. l s
2.电阻的常用单位:欧姆(Ω)、KΩ、MΩ 1Ω的含义:当导体两端电压为1V,通过的电流 为1A,这段导体的电阻为1Ω。 换算:1 MΩ=103 KΩ=106Ω 阻值标示:一般用色环法和数字法。
Us
t-
uC Us(1e RC)
iC
d C
uC
dt
Us
t
eR
C
R
Us
Us R
S
uC, iC
O
R iC + C uC

uC
iC t
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放电过程分析:其中 RC称为电路充放电时间常数,
它是反映充放电快慢的一个参数。1 S
R
t
uC Uoe RC
+2 Us

iC + C uC

u C , iC
iC
CduC dt
5.电阻的分类及应用: 按阻值特性:固定电阻、可调电阻 按制造材料:碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻 、水泥电阻、陶瓷电阻、半导体电阻等。 按安装方式:插件电阻、贴片电阻。
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5.特种电阻(敏感电阻)常识: 热敏电阻:是一种对温度极为敏感的电阻器,分 为正温度系数(阻值随温度升高而增大)和负温 度系数(阻值随温度升高而降低)电阻器。应用 举例:
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3.电阻的性质
电阻是一个耗能元件,即消耗电能变为热能。
电阻是线性元件,它符合欧姆定律:Ι=U/R。 电阻在电路中主要用于限流、分流、降压、分压。
主要参数:阻值及误差、额定电压、额定功率等。
电阻的串并联及计算: 串联:R∑=R1+ R2+ R3+… 分压作用
并联:
R1R11R分12流R1作3用
常用计算公式:
温度可明显地改变半导体的电导率。即热敏效 应 光照不仅可改变半导体的电导率,还可以产生 电动势,这就是半导体的光电效应。
与金属和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的 ,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后 ,半导体的存在才真正被学术界认可。半导体技术 的发现应用,使电子技术取得飞速发展,
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方可参加电工作业初训。电工作业初训的主要
内容包括电工基础知识、人体触电、触电预防
、触电急救、高(低)压变配电设备、电气安
全管理(包括组织措施和技术措施)等六个方
面。初训后由省、市安全生产监督管理部门组
织考核,合格才发证。电工作业操作证每两年
须复审。
3
2.电工职业资格证
国家职业资格证书制度要求按照国家制定 的职业标准,通过政府认定的考核鉴定机 构,对从业者的技能水平或职业资格进行 客观、公正、科学规范的评价和鉴定,并 对合格者授予相应的国家职业资格证书。
放的过程,称为电容器的放电。
电容器的充电和放电就形成电容电流,电 容电流与电容和端电压的变化率成正比。
只有加在电容两端的电压发生变化时,电 容才有电流通过。
电容器储藏的电场能量与端电压的平方成 正比:
i C du dt
W 1 Cu 2 2
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充电过程分析:
开关合闸瞬间,过渡过程,+
呈指数规律。
ωt
电压90°的原因。
电容的串并联性质:
并联:总电容为各电容之和。
C C 1 C 2
串联:总电容的倒数为各电容倒数之和。
1 1 1
C
C1
C2
电容器串联时,各电容电压与电容量成反比,每个电容分配 到的电压计算式在形式上与并联电阻的分流计算公式相似。26
3.电容的参数:主要有标称容量、额定电压、绝 缘电阻(漏电阻)、温度范围等 4.电容器的测量、极性判别:对于通常的电容器,一般
用万用表电阻档测量。
★每次测试前,需将电容器放电(两极短接一下放电),然 后将红、黑表笔分别接电容器的两极,由表针的偏摆来判 断电容器质量。好的电容器,表针迅速向右摆起(摆的角 度与容量大小有关),然后慢慢向左退回原位(靠近∞, 所指示的阻值就是漏电阻)。
★如果表针摆起后不再回转,说明电容器已击穿。如果表针 摆起后逐渐退回到某一位置停住,则说明电容器已漏电。 如果表针摆不起来,说明电容器电解质已干涸失去容量。
如电视机消磁电路、电饭锅电路
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光敏电阻:阻值随着光线的强弱而发生变化的电 阻器,称为光敏电阻器。分为可见光光敏电阻、 红外光光敏电阻、紫外光光敏电阻。选用时先确 定电路的光谱特性。实际应用如光控路灯,根据 光线的强度自动控制路灯的开关。
压敏电阻:是对电压变化很敏感的非线性电阻器 ,具有非线性伏安特性并有抑制瞬态过电压作用 的固态电压敏感元件。当电阻器上的电压在标称 值内时,电阻器上的阻值呈无穷大状态,当电压略高 于标称电压时,其阻值很快下降,使电阻器处于导通 状态,当电压减小到标称电压以下时,其阻值又开始 增加(可以自恢复)。实际应用如电话机过压保 护、避雷器阀片等。
2.本征半导体与杂质半导体、PN结
(1)本征半导体:天然的硅和锗提纯后形成单晶体 就是一个半导体,称为本征半导体。
本征半导体中的载流子浓度很小,导电能力较弱,且受 温度影响很大,不稳定,用途有限。
(2)杂质半导体、PN结:如果在本征半导体中掺 入微量杂质(掺杂),其导电性能将发生显著变 化,如在纯硅中掺入少许的砷或磷(最外层有五 个电子),就形成N型半导体;掺入少许的硼( 最外层有三个电子),就形成P型半导体。
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湿敏电阻:是对湿度变化非常敏感的电阻器,能在 各种湿度环境中使用,它是将湿度转换成电信号 的换能器件。主要用作湿度传感器,如婴儿的尿 湿报警器等。 熔断器、分流器:也可以看作是一种电阻器件, 熔断器是一种阻值很小,功率较小的电阻,当通 过的电流超过一定值时,其发热熔断起到保护作 用;分流器实际上就是一个阻值很小的电阻,串 在回路中,当有直流电流通过时,产生压降且随 电流大小变化,供直流电流表显示,或接到变送 器(如励磁回路),实际上相当于取样、测量的 作用。
定义:不导电的物质,称为绝缘 体。如包在电线外面的橡胶、塑料 。常用的绝缘体材料还有陶瓷、云 母、胶木、硅胶、绝缘纸和绝缘油 (变压器油)等,空气也是良好的 绝缘物质。
导体和绝缘体的区别决定于物体内部是否 存在大量自由电子,导体和绝缘体的界限 也不是绝对的,在一定条件下可以相互转 化。
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三、半导体
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