初级电工培训教案

电工基础知识第一节电路得组成与基本物理量教学得重点:1.了解电路得组成2.了解电路得基本物理量得含义及其计算教学得难点:电路状态在实际工作中得判定;电路各物理量得含义及其计算应用。

教学方法:讲授法、讨论法、启发式。

一、电路电流经过得路径称为电路,最简单得电路由电源、负荷导线与开关组成。

电源就是将其她形式得能量转换成电能得装置,负载就是将电能转换成其她形式能量得设备与器件,－般称为用电器。

连接导线起传输与分配电能得作用。

电路可用原理接线图来表示,如图2－l所示。

有时为了突出电路得本质与进一步简化,把图2－l所示原理接线图画成常用得如图2－2所示得样子。

电路有外电路与内电路之分。

从电源一端经负载再回到电源另一端得电路称为外电路。

电源内部得通路称为内电路。

电路通常有三种状态:1.通路通路就就是电路中得开关闭合,负荷中有电流流过。

在通路状态下,根据负荷得大小,又分为满负荷、轻负荷、过负荷三种情况。

负荷在额定功率下得工作状态叫满负荷;低于额定功率得工作状态叫轻负荷;高于额定功率得工作状态叫过负荷。

由于过负荷很容易损坏电器,所以一般情况下都不允许出现过负荷。

2.短路如果电源或负荷得两端被导线直接接通,此种状态叫做短路。

短路时电路中得电流会远远超过正常值,可能造成电气设备过热。

甚至烧毁,严重时会引起火灾。

同时,过大得短路电流将产生很大得电动力,也可能损坏电气设备。

3.断路把电路中得开关断开或因电路得某一部分发生浙线,使电路不能闭合,此种状态称为断路。

断路状态下电路中无电流,负荷不能运行。

二、基本物理量(一)电流与电流强度1.电流得概念当合上电源开关得时候,灯泡会发光,电动机会转动。

这就是因为灯泡与电动机中有电流通过得缘故。

电流虽然用肉眼瞧不见,但就是可以通过它得各种表现(如灯亮、电机转动)而被人所觉察。

电流就就是在一定得外加条件下(如接外电源)导体中大量电荷有规则得定向运动。

规定以正电荷移动方向作为电流得正方向。

如图2－3所示在AB导线中电子运动方向就是由A 向B,电流得方向则就是由B向A。

(二)电压与电动势1.电压如果想要知道蓄电池就是否有电,可以用伏特表去量一量,也可以用导线把小电珠接到电池得两极之间(如图2－4所示)。

如果伏特表有指示或小电珠发光我们就知道电池有电压,也就就是通常所说“有电”。

图2－5所示A与B表示负载两端,电流得方向由A流向B,负载灯泡发光,说明电流通过灯丝时产生热与光。

为了表示电流强度与做功得本领,引入一物理量——电压U AB:其中Q为由A端移动到B端得电荷电量,单位:库仑。

A为电场力对电荷所做得功,单位:焦尔。

电压得单位就是伏特(V)。

计算微小电压时则用毫伏(mV)或微伏(μV),高电压时则用千伏(kV)。

2.电动势电动势就是衡量电源转换本领得物理量。

定义为:外力将单位正电荷从电源负极经电源内部移到正极所做得功,称为该电源得电动势,用符号E表示,即:其中E为电源电动势,单位就是伏特。

A外力所做得功,单位为焦尔。

q为外力分离电荷电量,单位库仑。

电动势与电压得单位虽相同,但二者概念有区别:首先,物理意义不同。

电压就是衡量电场力作功大小得物理量,而电动势则表示非电场力作功本领得物理量。

其次,两者得方向不同,电压就是由高电位指向低电位,就是电位降低得方向。

而电动势就是由低电位指向高电位,就是电位升高得方向。

图2－7给出了电源得几种画法及电动势与端电压得方向。

再次,两者存在方式不同。

电压既存在电源内部也存在于电源得外部,电动势仅存在于电源得内部。

(三)导体、绝缘体与导体电阻1.导体能够传导电流得物体导体。

常用得导体就是金属,如银、铜。

铝等。

金属中存在着大量得自由电子。

当导体与电源接成闭合回路时,这些自由电子就会在电场力得作用下朝一定方向运动形成电流。

2.绝缘体能够可靠地隔绝电流得物体叫做绝缘体。

如橡胶、塑料、陶瓷、变压器油、空气等都就是很好得绝缘体。

导体与绝缘体并没有绝对得界限,在一般状态下就是很好得绝缘体,当条件改变时也可能变为导体。

例如干燥得木头就是很好得绝缘体,但把木头弄湿后,它就变得容易导电了。

3.电阻在导体两端加上电压,导体中就会产生电流。

从物体得微观结一来说,电子得运动必然要与导体中得分子或原子发生碰撞,使电子在导体中得运动受到一定阻力,导体对于电流得阻碍作用,称为电阻。

不同材料得导体,对电流得阻碍作用也就是不尽相同得。

有得导体电阻很小,则表示它得导电能力好;有得导体电阻很大,则表示三得导电能力差。

电阻用R表示,单位就是欧姆,其符号为“Ω”。

常用得单位还有千欧(kΩ)与兆欧(MΩ)。

1kΩ＝1000Ω1 MΩ＝1000 kΩ导体电阻得大小决定于导体得长度、横截面积与自身得材料。

在同一温度下,导体得电阻与导体横截面积成反比,与导体长度成正比。

用公式表示为:式中:ρ为电阻系数,L为导体长度,S为导体横截面积。

(四)欧姆定律1.部分电路欧姆定律图2－9就是不含电源得部分电路,当在电阻R两端加上电压U时,电路中有电流流过。

当电阻R不变,如果电压U发生变化,则流过电阻得电流也随着变化。

流过导体得电流与这段导体两端得电压成正比,与这段导体得电阻成反比,称为部分电路欧姆定律,其数学表达式为:2.全电路欧姆定律全电路就是指含有电源得闭合电路,如图2－10所示。

虚线框内R0表示电源内电阻。

当开关S闭合后,电路中有电流流过,当电流流过电源内部5:,在内阻上产生了电压降U0,这样电阻R两端得电压U就不等于电源电动势,而应该等于电源电动势减去内部电压降U0,即上式表明:在一个闭合电路中,电流强度与电源电动势成正比,与电路中内电阻与外电阻之与成反比,这一定律称全电路欧姆定律。

3、电流得热效应电流通过导体时产生得热量与电流值得平方、导体本身得电阻值以及电流通过得时间成正比。

用公式表达就就是:Q=I2Rt这个关系式又叫愣次——焦耳定律,热量Q得单位就是J。

为了设备过度发热,根据绝缘材料得允许温度,对于各种导线规定了不同截面下得最大允许电流值, 又称安全电流。

小结与思考题:1.电路得组成及其状态特征2.电路得基本物理量得含义及其计算思考题见教材56页中复习题第二节串联与并联电路教学得重点:1.了解简单电路得连接形式2.了解串、并电路得特点及其计算教学得难点:简单电路得化简;串、并电路得特点及其计算。

教学方法:讲授法、讨论法、启发式。

直流电阻电路按复杂程度不同,可以分为简单直流电阻电路与复杂直流电阻电路。

简单直流电阻电路又可以分为电阻串联电路与电阻并联电路。

一、电阻串联电路电阻串联电路有如下一些特点:(1)电路得总电流等于流过各电阻得电流。

(2)电路得总电压等于各电阻两端电压之与。

(3)电路得总等效电阻等于各电阻之与。

(4)电路中各电阻两端得电压与电阻得阻值成正比,即阻值大得电阻,其两端得电压也大,阻值小得电阻,其两端得电压也小,这种关系称为分压关系。

(5)电路中各电阻消耗得功率与电阻得阻值成正比。

这表明阻值大得电阻消耗得功率多,阻值小得电阻消耗得功率少。

(6)电路中消耗得总功率等于各电阻消耗得功率之与。

二、电阻并联电路电阻并联电路有如下特点:(1)电路得总电流等于流过各电阻得分电流之与。

(2)电路得总电压等于各电阻两端得电压。

(3)电路总电阻得倒数等于各电阻倒数之与。

(4) 电路中流过各电阻得电流与电阻得阻值成反比,即阻值大得电阻流过得电流小,阻值小得电阻流过得电流大,这种关系称为分流关系。

(5)电路中各个电阻消耗得功率与阻值成反比,表明阻值大得电阻消耗得功率少,阻值小得电阻消耗得功率多。

(6)电路中消耗得总功率等于各电阻消耗功率之与。

三、电阻混联电路既有电阻串联,又有电阻并联得电路,称为电阻混联电路。

1、混联电路分类电阻混联电路可分为两大类:(1)能用电阻串、并联得方法简化为无分支回路得电路,称为简单直流电阻电路。

(2)不能用电阻串、并联得方法简化为无分支回路得,称为复杂直流电阻电路。

2、电阻混联电路得简化简单直流电阻混联电路最终可以简化成无分支回路得电路形式。

常用得一种简化电路得方法就是先利用电流得分、合关系,把电路转化为容易判断得串、并联形式,然后再等效变化为最简得无分支回路形式。

小结与思考题:1.简单电路得连接形式与简化2.串、并电路得特点及其计算思考题见教材56页中复习题第三节交流电路教学得重点:1.了解正弦交流电得基本概念及其三要素2.了解三相电路得特点与三相功率得计算方法教学得难点:正弦交流电得三要素与三相电路联接得特点教学方法:讲授法、讨论法、启发式。

交流电就是指大小与方向都随时间发生变化得电流或者电压。

正弦交流电就是生产生活中使用最广泛得一种交流电。

一、正弦交流电得基本概念1、正弦交流电正弦交流电就是指大小与方向随时间按正弦规律发生变化得电流或者电压。

下图为正弦交流电流i与正弦交流电压v得波形图,它们反映了正弦交流电随时间变化得规律。

正弦交流电压与正弦交流电流波形图2、正弦交流电三要素一个正弦交流电可以由三个物理量来描述,即振幅(V m或I m)、频率(ω或f)及初相(φo),常称它们为交流电得三个要素。

1)正弦交流电得振幅正弦交流电得电压振幅用V m表示,电流振幅用I m表示,它们就是正弦交流电在变化过程中得电压最大值及电流最大值。

正弦交流电压得有效值用V 表示;正弦交流电流得有效值用I 表示,它们与最大值得关系为:2)正弦交流电得频率正弦交流电每变化一次所经历得时间,称为正弦交流电得周期,用T 表示,单位为秒(s)。

正弦交流电在一秒钟内变化得次数,称为正弦交流电得频率,用f 表示,单位为赫兹(Hz)。

周期与频率都就是表示交流电变化快慢程度得物理量,它们互成倒数关系,即:除了周期与频率之外,还有一个表示正弦交流电变化快慢程度得物理量,称为角频率,用ω表示,单位为弧度每秒(rad/s),它与频率得关系为:f 2πω=3)正弦交流电得初相正弦交流电函数表达式中得φo 就就是正弦交流电得初相,其单位为弧度(rad)或者度。

3、 正弦交流电得表示方法正弦交流电有三种常用得表示方法:1)解析式(函数式)表示法2)波形图表示法3)相量图表示法二、 三相正弦交流电得特点(1) 各相正弦交流电得频率都相同;(2) 各相正弦交流电得最大值都相同;(3) 各相正弦交流电得相位互差120˚,它们得解析式分别为:()()120 in s 120 in s sin m W m V m U +=-==t E e t E e tE e ωωω (4) 任何时刻各相正弦交流电得与为零,即:0W V U =++e e e三、 三相正弦交流电得联接1、 电源得联接方式及特点三相发电机三个绕组得末端联接在一起,称为中点或零点,用N 表示。

三个绕组得始端U 、V 、W 分别向外输出三相正弦交流电动势。