電工基礎(chǔ)技能培訓(xùn)教材與練習(xí)引言電工技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)與日常生活中不可或缺的基礎(chǔ)技能。無論是家庭用電、工業(yè)控制還是新能源領(lǐng)域，都離不開扎實的電工基礎(chǔ)知識和規(guī)范的操作技能。本教材旨在為初學(xué)者提供系統(tǒng)的電工基礎(chǔ)理論與實用操作指導(dǎo)，強調(diào)安全第一的原則，培養(yǎng)規(guī)范、高效的工作習(xí)慣。通過理論學(xué)習(xí)與實際練習(xí)相結(jié)合，使學(xué)員能夠掌握基本的電路分析能力、常用工具儀表的使用方法以及簡單電氣故障的排查技能。第一章電工基礎(chǔ)知識1.1電路的基本概念電路是電流流通的路徑，由電源、負載、連接導(dǎo)線和控制保護裝置四個基本部分組成。*電源：提供電能的裝置，如發(fā)電機、蓄電池等，其作用是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能。*負載：消耗電能的裝置，如電燈、電動機、電爐等，其作用是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的有用能量。*連接導(dǎo)線：用以傳輸電能，將電源、負載和控制保護裝置連接成閉合回路。*控制保護裝置：用以控制電路的通斷、保護電路及設(shè)備安全，如開關(guān)、熔斷器、斷路器等。1.2電流、電壓與電阻*電流(I)：電荷的定向移動形成電流。電流的單位是安培（A），常用單位還有毫安（mA）和微安（μA）。電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向。*電壓(U)：電路中兩點之間的電位差稱為電壓，它是使電荷定向移動形成電流的原因。電壓的單位是伏特（V），常用單位還有千伏（kV）和毫伏（mV）。*電阻(R)：導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻。電阻的單位是歐姆（Ω），常用單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ）。電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，其大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān)。1.3歐姆定律歐姆定律是反映電路中電流、電壓和電阻三者之間基本關(guān)系的重要定律。其內(nèi)容為：在同一電路中，通過某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。數(shù)學(xué)表達式為：I=U/R式中：I-電流（A）；U-電壓（V）；R-電阻（Ω）。練習(xí)1-1：已知一段導(dǎo)體的電阻為20歐姆，兩端的電壓為10伏特，求通過該導(dǎo)體的電流。練習(xí)1-2：若通過一個500歐姆電阻的電流為0.02安培，那么該電阻兩端的電壓是多少？1.4電路的基本狀態(tài)*通路（閉合電路）：電路各部分連接完好，形成閉合回路，有電流通過，負載正常工作。*斷路（開路）：電路中某處斷開，電流無法流通，負載不工作。*短路：電源兩端或負載兩端未經(jīng)負載而直接用導(dǎo)線連接起來。短路時，電路電阻極小，電流極大，極易損壞電源和導(dǎo)線，是嚴(yán)重的電氣故障，必須嚴(yán)防。1.5交直流電的概念*直流電(DC)：大小和方向不隨時間變化的電流稱為直流電。如蓄電池、干電池提供的電流。*交流電(AC)：大小和方向隨時間作周期性變化的電流稱為交流電。目前電力系統(tǒng)普遍采用正弦交流電。日常用電即為此種類型。1.6常用電路元件*電阻器：簡稱電阻，是電路中最基本的元件之一，用于限制電流、分壓、分流等。*電容器：簡稱電容，能夠儲存電荷。具有隔直流、通交流的特性，常用于濾波、耦合、諧振等電路。*電感器：簡稱電感，由導(dǎo)線繞制而成。具有通直流、阻交流的特性，常用于濾波、儲能、諧振等電路。*電源：提供電能的裝置。*開關(guān)：控制電路通斷的裝置。*熔斷器/斷路器：當(dāng)電路發(fā)生過載或短路時，能自動切斷電路，起到保護作用。1.7電功率與電能*電功率(P)：電流在單位時間內(nèi)所做的功稱為電功率，它表示電流做功的快慢。計算公式：P=U*I（由U=I*R和I=U/R可推導(dǎo)出P=I2R=U2/R）單位：瓦特（W），常用單位還有千瓦（kW）。*電能(W)：電流所做的功稱為電能，它等于電功率與時間的乘積。計算公式：W=P*t單位：千瓦時（kW·h），俗稱“度”。1千瓦時表示功率為1千瓦的用電器工作1小時所消耗的電能。1.8簡單電路的計算*串聯(lián)電路：將電路元件逐個順次連接起來的電路。特點：1.電流處處相等：I=I1=I2=...=In2.總電壓等于各部分電路電壓之和：U=U1+U2+...+Un3.總電阻等于各部分電路電阻之和：R=R1+R2+...+Rn*并聯(lián)電路：將電路元件并列連接在電路兩點間的電路。特點：1.各支路兩端電壓相等：U=U1=U2=...=Un2.總電流等于各支路電流之和：I=I1+I2+...+In3.總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和：1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn練習(xí)1-3：兩個電阻R1=10Ω和R2=20Ω，串聯(lián)在電壓為30V的電源上，求電路的總電阻、總電流以及每個電阻兩端的電壓。練習(xí)1-4：上述兩個電阻若改為并聯(lián)在同一30V電源上，求電路的總電阻、總電流以及通過每個電阻的電流。第二章常用電工工具與儀表2.1通用電工工具*驗電器：用于檢驗電氣設(shè)備或線路是否帶電。分為高壓驗電器和低壓驗電器（如測電筆）。*測電筆使用方法：手指觸及筆尾金屬體，筆尖接觸被測導(dǎo)體。若氖管發(fā)光，則被測導(dǎo)體帶電（或為火線）；若不發(fā)光，則不帶電（或為零線）。*注意事項：使用前應(yīng)檢查其是否完好，使用時注意安全距離和額定電壓。*螺絲刀（起子）：用于緊固或拆卸螺釘。按頭部形狀分為一字形和十字形，還有各種專用螺絲刀。*使用方法：選擇與螺釘槽相匹配的螺絲刀，握法正確，用力均勻，避免打滑傷人或損壞螺釘。*鋼絲鉗（電工鉗）：用于夾持、剪切導(dǎo)線或金屬絲。其絕緣手柄可保障在一定電壓下的操作安全。*使用方法：根據(jù)工作需要，使用鉗口夾持，刀口剪切。嚴(yán)禁用其剪切超過其能力的硬金屬或帶電導(dǎo)線（在確保安全的低壓帶電操作時，需用絕緣柄完好的鋼絲鉗）。*尖嘴鉗：頭部尖細，適用于在狹小空間操作，夾持細小零件或彎絞導(dǎo)線。*斜口鉗（斷線鉗）：專門用于剪斷較粗的導(dǎo)線或金屬絲。*剝線鉗：用于剝除導(dǎo)線端部絕緣層。應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線線徑選擇合適的剝線孔，避免傷及線芯。*電工刀：用于切割導(dǎo)線絕緣層、電纜外皮等。使用時刀口向外，避免傷手。不可在帶電體上使用。2.2導(dǎo)線連接工具*導(dǎo)線連接器（接線端子、接線柱、接線帽等）：用于導(dǎo)線之間或?qū)Ь€與設(shè)備之間的連接。*壓接鉗：配合冷壓端子使用，通過擠壓使端子與導(dǎo)線緊密連接。*電烙鐵：用于電子電路中元器件引腳與導(dǎo)線的焊接。2.3常用電工儀表*萬用表：一種多功能、多量程的便攜式電工儀表，可測量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻等，有的還可測量交流電流、電容、電感、晶體管參數(shù)等。*基本結(jié)構(gòu)：主要由表頭（測量機構(gòu)）、轉(zhuǎn)換開關(guān)、測量電路和表筆組成。*使用方法：1.熟悉面板：了解各旋鈕、刻度線的含義及功能。2.選擇量程：根據(jù)被測量的種類和大小選擇合適的量程。若不知被測量大小，應(yīng)從最大量程開始試測，再逐步減小量程。4.讀數(shù)：根據(jù)所選量程和指針（或數(shù)字顯示）位置讀取數(shù)值。*注意事項：1.測量前檢查表筆連接是否正確，量程是否合適。2.嚴(yán)禁在測量高電壓或大電流時撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)。3.測量電阻前必須調(diào)零，若無法調(diào)零則需更換電池。4.測量完畢，應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓最大量程檔或“OFF”檔。*兆歐表（搖表）：用于測量電氣設(shè)備或線路的絕緣電阻。其輸出電壓較高。*使用方法：1.校表：使用前先將兩表筆短接，緩慢搖動手柄，指針應(yīng)指零；再將兩表筆開路，搖動手柄，指針應(yīng)指無窮大（∞）。2.正確接線：根據(jù)測量對象選擇合適的接線方式（通常有L-線路端，E-接地端，G-屏蔽端）。3.測量：平穩(wěn)搖動手柄，轉(zhuǎn)速約為每分鐘120轉(zhuǎn)，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)。*注意事項：1.被測設(shè)備必須斷電，并充分放電。2.測量時保持表面清潔干燥，避免人體觸及表筆或被測部分。3.禁止在有雷電或潮濕環(huán)境下測量。*電流表、電壓表：（傳統(tǒng)指針式，現(xiàn)在多被萬用表替代其部分功能，但原理相似）*電流表串聯(lián)在被測電路中，電壓表并聯(lián)在被測電路兩端。*選擇合適量程，注意極性。練習(xí)2-1：如何用萬用表區(qū)分一根導(dǎo)線的火線與零線（在斷電和通電兩種情況下，假設(shè)已知電源側(cè)）？練習(xí)2-2：如何用萬用表檢測一個普通白熾燈泡的好壞？第三章基本操作技能3.1導(dǎo)線的連接導(dǎo)線連接是電工基本操作之一，連接質(zhì)量直接影響電路的安全運行和可靠性。*連接要求：1.接觸緊密，接觸電阻小，連接處的溫度不高于導(dǎo)線本身的溫度。2.機械強度足夠，接頭處的機械強度不低于導(dǎo)線原機械強度的80%。3.絕緣性能良好，恢復(fù)后的絕緣強度應(yīng)不低于原導(dǎo)線的絕緣強度。*常用連接方法：*單股銅導(dǎo)線連接：1.直線連接（對接）：將兩導(dǎo)線芯線成X形相交，互相絞繞2-3圈，然后扳直兩線頭，將每個線頭在另一芯線上緊密纏繞5-6圈，剪去多余線頭，鉗平切口毛刺。2.T型連接：將支線芯線與干線芯線十字相交，支線芯線根部留出約3-5mm，然后將支線芯線在干線芯線上緊密纏繞5-6圈，剪去多余線頭，鉗平切口。*多股銅導(dǎo)線連接：1.擰接：將多股導(dǎo)線線芯順次解開成傘狀，相互交叉，再將每股線芯在對方線芯上緊密纏繞，纏繞長度為導(dǎo)線直徑的10-15倍，最后用綁線纏繞加固。2.壓接：使用相應(yīng)規(guī)格的冷壓端子和壓接鉗進行壓接。*導(dǎo)線絕緣層恢復(fù)：導(dǎo)線連接后，必須恢復(fù)絕緣。常用絕緣膠帶（黑膠布、PVC絕緣膠帶、自粘帶等）進行包扎。包扎時應(yīng)從絕緣層完好部分開始，斜疊纏繞，每圈壓疊前圈的1/2，直至越過接頭部分20mm以上。練習(xí)3-1：取兩段單股銅導(dǎo)線（可使用廢導(dǎo)線），練習(xí)直線連接和T型連接，并恢復(fù)絕緣。練習(xí)3-2：取兩段多股銅導(dǎo)線，練習(xí)擰接連接，并恢復(fù)絕緣。3.2簡單照明電路的安裝與檢修以一個單控白熾燈照明電路為例。*電路組成：電源（火線L、零線N）、開關(guān)、燈座、白熾燈、導(dǎo)線。*安裝步驟：1.識圖與準(zhǔn)備：熟悉電路原理圖，準(zhǔn)備所需材料和工具，并檢查其完好性。2.定位與劃線：確定開關(guān)和燈座的安裝位置，劃出導(dǎo)線走向。3.固定器件：將開關(guān)、燈座等按要求固定牢固。4.布線與連接：*開關(guān)應(yīng)串聯(lián)在火線中，控制火線的通斷。*燈座的兩個接線端子，一個接來自開關(guān)的火線，另一個接零線。*導(dǎo)線應(yīng)橫平豎直，固定規(guī)范，接頭牢固并做好絕緣。5.檢查與通電：安裝完畢后，仔細檢查各連接點是否正確、牢固，有無短路隱患。確認無誤后，方可通電試驗。*常見故障及排除：1.燈泡不亮：*檢查電源是否正常（用測電筆或萬用表）。*檢查燈泡是否損壞（燈絲斷）。*檢查開關(guān)是否接觸不良或損壞。*檢查線路是否斷路（導(dǎo)線斷開、接頭松動）。2.燈光閃爍或忽明忽暗：*燈泡與燈座接觸不良。*開關(guān)觸點接觸不良。*線路接頭松動。3.開關(guān)關(guān)閉后燈泡仍有微弱亮光（針對LED燈等）：可能是開關(guān)控制了零線，或開關(guān)內(nèi)有指示燈泄漏電流。應(yīng)將開關(guān)改接在火線上。練習(xí)3-3：在模擬板上（或在指導(dǎo)教師監(jiān)護下的實訓(xùn)場地）安裝一個單控白熾燈照明電路，并進行通電測試。練習(xí)3-4：模擬設(shè)置“燈泡不亮”的故障（如故意松動某個接頭或使用壞燈泡），練習(xí)故障排查思路和方法。第四章安全用電常識4.1觸電的危害與預(yù)防*觸電危害：電流通過人體會造成電擊傷，嚴(yán)重時可導(dǎo)致心室顫動、呼吸停止甚至死亡。傷害程度與電流大小、通電時間、電流路徑、電流種類及人體狀況有關(guān)。*預(yù)防觸電基本措施：1.絕緣：使用合格的絕緣材料包裹帶電體。2.屏護：用遮欄、護罩等將帶電體與外界隔離。3.間距：保證帶電體與地面、其他帶電體、人體之間有足夠的安全距離。4.保護接地與保護接零：這是防止間接觸電的重要措施（具體內(nèi)容將在進階課程中學(xué)習(xí)）。5.使用漏電保護器：在低壓配電系統(tǒng)中安裝漏電保護器，當(dāng)發(fā)生漏電或觸電時能迅速切斷電源。4.2安全操作規(guī)程*未經(jīng)培訓(xùn)合格，不得上崗操作。*操作前必須檢查工具、儀表是否完好，絕緣是否可靠。*嚴(yán)禁帶電操作（特殊情況下的帶電作業(yè)需嚴(yán)格遵守專門規(guī)定并采取可靠安全措施，非專業(yè)人員禁止）。*停電操作時，必須先斷開電源開關(guān)，并在開關(guān)處懸掛“