項目6用電技術(shù)及常用電器任務(wù)6.1電力供電與節(jié)約用電任務(wù)6.2用電保護(hù)任務(wù)6.3安裝照明燈具任務(wù)6.4認(rèn)識變壓器任務(wù)6.5認(rèn)識交流電動機任務(wù)6.6認(rèn)識常用低壓電器任務(wù)6.7拓展與訓(xùn)練

項目6用電技術(shù)及常用電器任務(wù)6.1電力供電與節(jié)約用電1.電能的特點電能具有以下幾個方面的特點:（1）便于轉(zhuǎn)換。電能可以很方便地由其他形式的能源(如熱能、水的位能、各種動能、太陽能、原子能等)轉(zhuǎn)換而成。同時，電能也很容易轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。（2）便于輸送。電能可以通過輸電線很方便且經(jīng)濟(jì)、高效地輸送到遠(yuǎn)方。項目6用電技術(shù)及常用電器（3）便于控制和測量。電能可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、精確控制和測量，實現(xiàn)生產(chǎn)高度的自動化。（4）電能的生產(chǎn)、輸送和使用比較經(jīng)濟(jì)、高效、清潔、污染少，有利于節(jié)能和保護(hù)環(huán)境。2.電力的生產(chǎn)（1）火力發(fā)電火力發(fā)電的基本原理是通過煤、石油和天然氣等燃料燃燒來加熱水，產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，再用蒸汽來推動汽輪機旋轉(zhuǎn)并帶動三相交流同步發(fā)電機發(fā)電。項目6用電技術(shù)及常用電器火力發(fā)電的優(yōu)點是建設(shè)電廠的投資較少，建廠速度快;缺點是耗能大、發(fā)電成本高且對環(huán)境污染較嚴(yán)重。目前我國仍以火力發(fā)電為主。（2）水力發(fā)電水力發(fā)電的基本原理是利用水的落差和流量去推動水輪機旋轉(zhuǎn)并帶動發(fā)電機發(fā)電。其優(yōu)點是發(fā)電成本低，環(huán)境污染小。但由于水力發(fā)電的條件是要集中大量的水并形成水位的落差，所以受自然條件影響較大，建設(shè)電廠的投資較大且建廠速度慢。項目6用電技術(shù)及常用電器（3）原子能發(fā)電原子能發(fā)電的基本原理是利用原子核裂變時釋放出來的巨大能量來加熱水，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽推動汽輪機從而帶動發(fā)電機發(fā)電。原子能發(fā)電消耗的燃料少，發(fā)電的成本較低。但建設(shè)原子能發(fā)電站的技術(shù)要求和各方面條件要求高，技資大且建設(shè)周期長。此外，還有風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、潮汐發(fā)電等。電能與其他能量之間的相互轉(zhuǎn)換如圖6-1所示。項目6用電技術(shù)及常用電器項目6用電技術(shù)及常用電器

3.電力的輸送和分配為了供電的安全、連續(xù)、可靠和經(jīng)濟(jì)，將各類發(fā)電廠的發(fā)電機、變電所、輸電線、配電設(shè)備和用電設(shè)備聯(lián)系起來組成一個整體，這個整體就稱為電力系統(tǒng)。

項目6用電技術(shù)及常用電器通常，將35kV以上的高壓線路稱為送電線路，10kV以下的稱為配電線路，10kV以上的稱為高壓配電線路，1200V以下的稱為低壓配電線路。4.節(jié)約用電節(jié)約用電的主要途徑包括技術(shù)改造和科學(xué)管理兩個方面，例如:（1）合理使用電氣設(shè)備;（2）更新低效率的舊型號供用電設(shè)備;（3）提高用電線路的功率因數(shù);（4）革新挖潛，改造生產(chǎn)工藝和設(shè)備;（5）降低供電線路的損耗;（6）節(jié)約空調(diào)和照明用電.項目6用電技術(shù)及常用電器任務(wù)6.2用電保護(hù)1.保護(hù)接地在電源中性點不接地的供電系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼與接地體可靠連接，這種方法稱為保護(hù)接地。通常接地體為銅管或角鋼，接地電阻不允許超過4如果大于4，可采用鋪設(shè)地線網(wǎng)、使用降阻劑等措施來減小接地電阻。

項目6用電技術(shù)及常用電器2.保護(hù)接零在電源中性點已接地的三相四線制供電系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備的金屬外殼與電源中性(零)線相連，這種方法稱為保護(hù)接零。項目6用電技術(shù)及常用電器當(dāng)采用保護(hù)接零時，電源中性線絕不允許斷開，否則保護(hù)失效。因此，除了電源中性線上不允許安裝開關(guān)、熔斷器外，在實際應(yīng)用中，用戶端往往將電源中性線再重復(fù)接地，以防中性線斷開。重復(fù)接地電阻R0一般小于10。重復(fù)接地線將起到把漏電電流導(dǎo)入大地的作用。對于單相用電設(shè)備，一般采用三腳插頭和三眼插座，其中一個孔為接零保護(hù)線，對應(yīng)的插頭上的插腳稍長于另外兩個電源插腳。項目6用電技術(shù)及常用電器采用保護(hù)接零時要特別注意，在同一臺變壓器供電的低壓電網(wǎng)中，不允許將有的設(shè)備接地、有的設(shè)備接零。這是因為如果某臺接地的設(shè)備出現(xiàn)漏電時，其漏電電流經(jīng)設(shè)備接地電阻和中性點接地電阻產(chǎn)生壓降，使電源中性點和中性線的電位不等于大地的零電位。項目6用電技術(shù)及常用電器3.加裝漏電保護(hù)器漏電保護(hù)器又稱觸電保安器或漏電開關(guān)，是用來防止人身觸電和設(shè)備事故的主要技術(shù)裝置。在連接電源與用電設(shè)備的線路中，當(dāng)線路或用電設(shè)備對地產(chǎn)生的漏電電流達(dá)到一定數(shù)值時，通過保護(hù)器內(nèi)的特殊裝置檢取漏電信號并經(jīng)過放大去驅(qū)動開關(guān)而達(dá)到斷開電源的目的。項目6用電技術(shù)及常用電器任務(wù)6.3安裝照明燈具1.常用電光源我國目前最常用的電光源是自熾體發(fā)光和紫外線激勵發(fā)光物質(zhì)發(fā)光兩大類。利用這兩類光源可制成如下常用燈具。（1）白熾燈----白熾燈的燈絲是由鎢絲制成的，繞成單螺旋或雙螺旋狀，燈絲通過電流被加熱到左右的白熾狀態(tài)而發(fā)光。為了在這樣高的溫度下燈絲不被氧化或蒸發(fā)，一般將玻璃泡抽成真空，然后充入惰性氣體。項目6用電技術(shù)及常用電器白熾燈具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、安裝維修方便、價格低廉、光色柔和、可適用于各種場所等優(yōu)點;但發(fā)光效率低，壽命短，其壽命通常只有1000h左右;白熾燈因節(jié)能效果差，正逐步被新型節(jié)能照明光源所替換。項目6用電技術(shù)及常用電器（2）熒光燈熒光燈是一種低壓汞放電燈具，因為熒光燈發(fā)出的光接近于自然光，因此也稱日光燈。實際上熒光燈有日光色、冷白色和暖白色3種。其管形除了直管形外還可以制成環(huán)形和U形等各種形狀，如圖6-8所示。

項目6用電技術(shù)及常用電器熒光燈也是使用廣泛的照明光源。其壽命比白熾燈長2-3倍，發(fā)光效率比白熾燈高4倍。但附件多，造價較高，功率因數(shù)低(僅0.5左右)，而且故障率比白熾燈高，安裝維修比白熾燈難度大，還存在頻閃效應(yīng)(即燈光隨電流的周期性變化而頻繁閃爍)，容易使人產(chǎn)生錯覺。一般在有旋轉(zhuǎn)機械的車間應(yīng)盡量少用熒光燈，如果要用就要設(shè)法消除頻閃效應(yīng)。方法是在一個燈具內(nèi)裝設(shè)兩支或三支熒光燈，每根燈管分別接到不同的相線上。項目6用電技術(shù)及常用電器（3）碘鎢燈碘鎢燈是將碘充到石英燈管中，把蒸發(fā)出來的鎢原子重新回到鎢絲上，這不僅控制了燈絲的升華，而且可以大幅度提高燈絲的溫度，發(fā)出與日光相似的光，如圖6-9所示。碘鎢燈具有亮度高、壽命長等特點，碘鎢燈的亮度大約是普通白熾燈的5倍。項目6用電技術(shù)及常用電器（4）高壓汞燈高壓汞燈俗稱稱水銀燈，如圖6-l0所示，使用壽命是白熾燈的2.5-5倍，發(fā)光效率是白熾燈的3倍，耐振耐熱性能好，線路簡單，安裝維修方便。其缺點是造價高，起動時間長，對電壓波動適應(yīng)能力差。項目6用電技術(shù)及常用電器（5）高壓鈉燈和其他氣體放電光源高壓鈉燈的結(jié)構(gòu)與高壓汞燈基本相同，如圖6-11所示。高壓鈉燈利用高壓的鈉蒸氣放電發(fā)光，其發(fā)光效率比高壓汞燈還高一倍，但起動時間也較長。此外，還有各種用于特殊用途的氣體放電光源，如用于廣告和裝飾的霓虹燈，用于消毒的紫外線燈和作為熱源的紅外線燈等。項目6用電技術(shù)及常用電器2.新型電光源（1）三基色節(jié)能熒光燈三基色節(jié)能熒光燈是一種高效、節(jié)能、舒適、亮麗、長壽的新型電光源。三基色節(jié)能熒光燈的發(fā)光效率可比普通熒光燈提高30%左右。而且光色柔和、顯色性好、體積小、造型別致，其外形有直管形、單U形、雙U形、2D形、H形等。項目6用電技術(shù)及常用電器（2）LED燈LED燈采用半導(dǎo)體發(fā)光二極管器件作為電光源，。LED燈顯示效果好，可以頻繁快速開關(guān)，使用直流低電壓驅(qū)動。特別適用于應(yīng)急燈、顯示屏，樓梯燈、指示燈、裝飾燈等場合。白光LED照明的耗電量僅為相同亮度白熾燈的10%-20%。LED照明光源體積小、重量輕、方向性好，并可耐各種惡劣條件。項目6用電技術(shù)及常用電器任務(wù)6.4認(rèn)識變壓器1.變壓器的用途變壓器是一種利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止電氣設(shè)備。它能將某一電壓值的交流電變換成同頻率的另一所需電壓值的交流電，以滿足高壓輸電、低壓配電及其他用途的需要。變壓器分為普通變壓器、電力變壓器及特殊變壓器等。項目6用電技術(shù)及常用電器2.變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器由鐵心和繞組兩部分組成，如圖6-15所示。(1）鐵心鐵心構(gòu)成電磁感應(yīng)所需要的磁路。為了減小渦流損耗，鐵心常用磁導(dǎo)率高而又相互絕緣的硅鋼片相疊合而成。通信變壓器的鐵心用鋁合金、鐵氧體或其他磁性材料制成。項目6用電技術(shù)及常用電器（2）繞組變壓器的繞組用絕緣良好的漆包線、紗包線或絲包線繞成。變壓器工作時與負(fù)載相互連接的繞組稱為二次繞組，與電源連接的繞組稱為一次繞組。漆包線等絕緣良好的導(dǎo)線在鐵心上每繞一圈稱一匝，繞線匝數(shù)一般用字母N或n表示。一次和二次繞組的匝數(shù)一般分別和。這個符號也有兩個線圈，其上的垂直線表示鐵心。變壓器一次和二次電壓的有效值分別記為和，電流有效值分別記為和。項目6用電技術(shù)及常用電器3.變壓器的基本工作原理如圖6-17所示，當(dāng)交流電通過變壓器一次繞組時，由于鐵心是導(dǎo)磁的，就在鐵心內(nèi)產(chǎn)生交變的磁感線。這變化的磁感線通過兩邊的線圈，就在兩個線圈中都產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而且它的頻率等于一次繞組中的電流頻率。圖6-17變壓器原理簡單地說，交流電流產(chǎn)生交變磁場，交變磁場感應(yīng)出交變電壓。項目6用電技術(shù)及常用電器變壓器不僅能變換交流電壓而且能變換交流電流、交流阻抗等。（1）變換交流電壓如圖所示，將變壓器的一次繞組接交流電源，二次繞組不接負(fù)載，空載運行。此時鐵心中產(chǎn)生的交變磁通同時通過一次、二次繞組，一次、二次繞組中交變的磁通可視為相同。圖6-18變壓器空載運行項目6用電技術(shù)及常用電器設(shè)一次繞組的匝數(shù)為N1，二次繞組的臣數(shù)為N2，磁通為，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律在變壓器一次、二次繞組上的電動勢分別為因此，忽略線圈內(nèi)阻可得式中，K為變壓器的匝數(shù)比或變壓比。項目6用電技術(shù)及常用電器如果一次繞組的匝數(shù)是二次繞組的幾倍，那么它的電壓就是二次繞組電壓的幾倍;反之，如果二次繞組的匝數(shù)是一次繞組的幾倍，那么它的電壓就是一次繞組電壓的幾倍。因此，變壓器一次、二次繞組的電壓比等于它們的匝數(shù)比。如果N1<N2，K<1,電壓上升，稱為升壓變壓器;如果N1>N2，K>1，電壓下降，稱為降壓變壓器;N1=N2，K=1稱為隔離變壓器。項目6用電技術(shù)及常用電器（2）變換交流電流當(dāng)變壓器帶負(fù)載工作時，繞組電阻、鐵心及渦流會產(chǎn)生一定的能量損耗，但是比負(fù)載消耗的功率小得多，一般情況下忽略不計，將變壓器看成是理想變壓器，變壓器的輸入功率全部消耗在負(fù)載上，即式中，1/K又稱變流比。項目6用電技術(shù)及常用電器(3)變換交流阻抗變壓器負(fù)載運行時，設(shè)變壓器一次繞組輸入阻抗為Z1,二次繞組負(fù)載阻抗為Z2，即說明變壓器二次繞組接上負(fù)載時，相當(dāng)于一次繞組上接一個的負(fù)載。變壓器變換阻抗的特性在電子技術(shù)中常用來實現(xiàn)阻抗匹配使負(fù)載阻抗和信號源內(nèi)阻相等，從而使負(fù)載獲得最大功率。比如在學(xué)校的廣播設(shè)備中，常用變壓器使功放與高音揚聲器(俗稱高音喇叭)阻抗匹配，使高音揚聲器發(fā)出的聲音最大。項目6用電技術(shù)及常用電器任務(wù)6.5認(rèn)識交流電動機電機是機械能與電能相互轉(zhuǎn)換的機械。將電能轉(zhuǎn)換為機械能的電機稱為電動機，將機械能轉(zhuǎn)換為電能的電機稱為發(fā)電機。根據(jù)電動機所使用的電源種類不同可分為交流電動機和直流電動機兩大類。交流電動機按使用的電源相數(shù)分為單相電動機和三相電動機兩種，三相和單相電動機又分為同步電動機和異步電動機兩種。項目6用電技術(shù)及常用電器項目6用電技術(shù)及常用電器從目前來看，應(yīng)用最廣泛的電動機依次為三相異步電動機、單相異步電動機和直流電動機。1.三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6-20所示，由定子和轉(zhuǎn)子兩個部分組成。圖6-21三相異步電動的實物展開圖項目6用電技術(shù)及常用電器（1）定子部分它是異步電動機固定不動的部分。異步電動機的定子由機座、定子鐵心和裝在鐵心線槽中的定子繞組等組成。機座是電動機的外殼，起支撐作用。定子鐵心安裝在機座內(nèi)，由0.5mm厚的硅鋼片疊成。

項目6用電技術(shù)及常用電器（2）轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是電動機的旋轉(zhuǎn)部件，它由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組等構(gòu)成。圖6-23繞線轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖圖6-24籠型電動機的轉(zhuǎn)子繞組圖6-25三相異步電動機符號項目6用電技術(shù)及常用電器2.三相異步電動機的工作原理三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理建立在電磁感應(yīng)和電磁力的基礎(chǔ)上。當(dāng)電動機定子三相繞組按要求連接好后，接入三相對稱電源，三相繞組內(nèi)通入互相對稱電流，這時在電動機定子與轉(zhuǎn)子中的氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運動，轉(zhuǎn)子切割磁感線在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，轉(zhuǎn)子繞組閉合后在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)出現(xiàn)感應(yīng)電流，旋轉(zhuǎn)磁場與感應(yīng)電流相互作用所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩使電動機運轉(zhuǎn)起來。項目6用電技術(shù)及常用電器（1）插入式(瓷插式)熔斷器這是一種最常見的熔斷器，其系列代號為RC，結(jié)構(gòu)如圖6-29(a)所示。其結(jié)構(gòu)由瓷底座、瓷插件、動觸點、靜觸點及熔體等部件組成，熔體裝在瓷插件兩端的動觸點上，中間經(jīng)過凸起部分。當(dāng)熔體熔斷時，所產(chǎn)生的電弧被凸起部分隔開，使其迅速熄滅。更換熔體時可拔出瓷插件，使用方便。其缺點是動、靜觸點間容易接觸不良，特別是裝在振動的機械上容易松脫，造成電動機斷相運行;而且不方便觀察熔體是否已熔斷。項目6用電技術(shù)及常用電器（2）螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器，由熔管及其支持件(瓷底座、瓷套和帶螺紋的瓷帽)組成。熔體裝在熔管內(nèi)并填滿滅弧用的石英砂，熔管上端的色點是熔斷的標(biāo)志，熔體熔斷后，色標(biāo)脫落，需要更換熔管。在裝接時，注意將熔管的色點向上，以便觀察。同時注意將電源進(jìn)線接瓷底座的下接線端，負(fù)荷線接與金屬螺紋殼相連的上接線端。其系列代號為RL，常用的有RLl、RL6、RL7等系列。項目6用電技術(shù)及常用電器接觸器的觸點又分為主觸點和輔助觸點。主觸點一般為三極動合觸點，可通過的電流較大，用于通斷三相負(fù)載的主電路。輔助觸點有動合和動斷觸點，用于通斷電流較小的控制電路。由于主觸點通過的電流較大，一般配有滅弧罩，在切斷電路時產(chǎn)生的電弧在滅弧罩內(nèi)被分割、冷卻而迅速熄滅。目前常用的國產(chǎn)型號的交流接觸器有CJ10、CJ12、CJ20系列產(chǎn)品。型號的含義是:"C"表示接觸器，"J"表示交流，數(shù)字為產(chǎn)品序列代號，短杠后的數(shù)字則表示主觸點的額定電流。項目6用電技術(shù)及常用電器交流接觸器當(dāng)電磁線圈通電后，產(chǎn)生的電磁吸力將內(nèi)部動鐵心往下吸，帶動動觸點向下運動，使動斷觸點(未通電時閉合，通電后斷開的觸點)斷開、動合觸點(未通電時斷開，通電后閉合的觸點)閉合，從而分?jǐn)嗪徒油娐贰．?dāng)線圈斷電時，動鐵心在復(fù)位彈簧的作用下向上彈回原位，動斷觸點重新接通、動合觸點重新斷開。由此可見，接觸器實際上是一個電磁開關(guān)，它由電磁線圈電路控制開關(guān)(觸點系統(tǒng))的動作。項目6用電技術(shù)及常用電器熱繼電器主要部分由熱元件、觸點、動作機構(gòu)、復(fù)位按鈕和整定電流調(diào)節(jié)裝置等組成。熱繼電器的動斷觸點串聯(lián)在被保護(hù)的二次電路(又稱控制電路)中，它的熱元件由阻值不大的電熱絲或電阻片繞成。如果電路或設(shè)備工作正常，通過熱元件的電流未超過允許值，則熱元件溫度不高，不會使內(nèi)部機構(gòu)動作，熱繼電器處于正常工作狀態(tài)使線路導(dǎo)通。熱繼電器動作后，一般不能立即自動復(fù)位，待電流恢復(fù)正常、內(nèi)部機構(gòu)復(fù)原，再按動復(fù)位按鈕，才能使動斷觸點回到閉合狀態(tài)。項目6用電技術(shù)及常用電器6.斷路器低壓斷路器又稱空氣斷路器或自動空氣開關(guān)，是一種重要的控制和保護(hù)電器，它相當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器和欠電壓繼電器的組合。主要用于交直流低壓電網(wǎng)和電力拖動系統(tǒng)中，既可手動又可電動分合電路。它集控制和多種保護(hù)功能于一體，對電路或用電設(shè)備實現(xiàn)過載、短路和欠電壓等保護(hù)，也可以用于不頻繁地轉(zhuǎn)換電路及起動電動機。斷路器的文字符號為QF。項目6用電技術(shù)及常用電器任務(wù)6.7拓展與訓(xùn)練6.7.1單相變壓器的簡單測試1.變壓器的結(jié)構(gòu)單相變壓器的結(jié)構(gòu)主要由鐵心和繞組組成。鐵心是變壓器的磁路部分，是器身的骨架。為了提高鐵心的導(dǎo)磁能力，減少鐵心內(nèi)部的渦流損耗和磁滯損耗，鐵心一般用0.35mm厚表面絕緣的硅鋼片疊壓而成。變壓器根據(jù)鐵心的位置不同，可分為心式變壓器和殼式變壓器兩類。項目6用電技術(shù)及常用電器繞組是變壓器的電路部分，小型變壓