1、電工作業(yè)人員培訓(xùn)知識,電工作業(yè)人員培訓(xùn)知識,1,電工作業(yè)人員,一、電工作業(yè)和電工作業(yè)人員 電工作業(yè)指從事電氣裝置的安裝、運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)等工作的作業(yè) 電工作業(yè)包括低壓運(yùn)行維修、高壓運(yùn)行維修及行業(yè)專業(yè)性電工作業(yè)。,2,關(guān)于高壓與低壓的劃分存在著不同的說法 。 電業(yè)安全規(guī)程和電工作業(yè)人員安全考核標(biāo)準(zhǔn)按照設(shè)備對地電壓，250V （工頻50Hz）及以下者劃定為低壓。 將250V以上者劃定為高壓。 低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)等國家標(biāo)準(zhǔn)將1200V及以下的電器列為低壓電器。民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范等更多標(biāo)準(zhǔn)將1000V以下劃為低壓配電范圍。1000V一下常見的只有配電電壓0.23/0.4kV（相應(yīng)的用電電壓220/38

2、0V）的系統(tǒng)。其對地電壓一般不超過250V。因此，標(biāo)準(zhǔn)的不協(xié)調(diào)尚不致對高、低壓電工作業(yè)造成誤解。,3,電工作業(yè)人員指直接從事電工作業(yè)的人員。電工作業(yè)人員必須年滿18歲，必須具備初中以上文化程度，不得有妨礙從事電工作業(yè)的病癥和生理缺陷。從技術(shù)上考慮，電工作業(yè)人員必須具備必要的電氣專業(yè)知識和電氣安全技術(shù)知識；按其職務(wù)和工作性質(zhì)，應(yīng)熟悉有關(guān)安全規(guī)程；應(yīng)學(xué)會必要的操作技能和觸電急救方法。,4,電工人員必須經(jīng)過安全技術(shù)培訓(xùn)，并經(jīng)過考試合格后方可從事電工作業(yè)。新參加電氣工作的人員、實(shí)習(xí)人員和臨時參加勞動的人員，必須經(jīng)過安全知識教育后，方可參加制定的工作，但不得單獨(dú)工作。對外單位派來支援的電氣工作人員，工作

3、前應(yīng)介紹現(xiàn)場電氣設(shè)備接線情況和有關(guān)安全措施。,5,電工是特殊工種、又是危險工種。首先，其作業(yè)過程和工作質(zhì)量不但關(guān)聯(lián)著自身的安全，而且關(guān)聯(lián)著他人和周圍設(shè)備設(shè)施的安全；其次，專業(yè)電工工作點(diǎn)分散、工作性質(zhì)不專一，不便于跟班檢查和追蹤檢查。因此，專業(yè)電工必須掌握必要的電氣安全技能，必須具備良好的電氣安全知識。,二、電工作業(yè)人員的安全職責(zé),6,專業(yè)電工應(yīng)當(dāng)了解生產(chǎn)與安全的辯證統(tǒng)一，把生產(chǎn)和安全看作是一整體，充分理解“生產(chǎn)必須安全，安全促進(jìn)生產(chǎn)”的基本原則，不斷提高安全意識。 就崗位安全職責(zé)而言，專業(yè)電工應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：,7,就崗位安全職責(zé)而言，專業(yè)電工應(yīng)做到以下幾點(diǎn)： （1）嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、

4、制度和規(guī)程。包括各種電氣標(biāo)準(zhǔn)、電氣安裝規(guī)范和驗(yàn)收規(guī)范、電氣運(yùn)行管理規(guī)程、電氣安全操作規(guī)程及其他有關(guān)規(guī)定。 （2）遵守勞動紀(jì)律，終于職責(zé)，做好本職工作，認(rèn)真執(zhí)行電工崗位安全責(zé)任制。,8,（3）正確使用各種工具和勞動保護(hù)用品，安全地完成各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)。 （4）努力學(xué)習(xí)安全規(guī)程、電氣專業(yè)技術(shù)和電氣安全技術(shù)；參加各項(xiàng)有關(guān)的安全活動；宣傳電氣安全；參加安全檢查，并提出意見和建議等。,9,專業(yè)電工應(yīng)樹立良好的職業(yè)道德。除前面提到的忠于職責(zé)、遵守紀(jì)律、努力學(xué)習(xí)外、還應(yīng)注意互相配合，共同完成生產(chǎn)任務(wù)。應(yīng)特別注意杜絕以 電謀私、制造電氣故障等違法行為。 培訓(xùn)和考核是提高專業(yè)安全技術(shù)水 平，使之獲得獨(dú)立操作能力的基

5、本途徑。通過培訓(xùn)和考核，最大限度地提高專業(yè)電工的技術(shù)水平和安全意識,10,1-2 直流電流 1-3 電磁感應(yīng) 1-4 單相交流電路 1-5 三相交流電路 1-6 磁路 1-7 電子技術(shù)常識,第一章 電工基礎(chǔ),11,失去電子或得到電子的微粒稱為正電荷或負(fù)電荷。帶有電荷的物體稱為帶電體。電荷的多少用電量表示。其單位為C（庫或庫侖）。庫是很大的單位，常用的電量單位是C（微庫或微庫侖）1C=106C。在電荷的周圍存在著電場。引進(jìn)電場中的電荷將受到力的作用，這個叫做電場力。,1-1 電荷和電場,12,電場強(qiáng)度和電位是表征電場中各點(diǎn)性質(zhì)的兩個基本物理量。電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度即單位正電荷在該點(diǎn)所受到的電場力

6、。電場強(qiáng)度的單位是v/m（伏/米）。如用E表示電場強(qiáng)度，,13,則: E=F/Q 式中 E 電場強(qiáng)度， v/m; F 電場力， Q 電量， C。,14,電場中某點(diǎn)的電位是指在電場中將單位正電荷從該點(diǎn)移至電位叁考點(diǎn)時電場力所做的功。電位的常用單位是伏（V），千伏（KV）等。 電場中某兩點(diǎn)之間的電位差稱為這兩點(diǎn)之間的電壓或電壓降。 電壓的符號是U、u，其單位與電位差的單位相同。,1KV=1000V,15,在由兩個電極構(gòu)成的均勻電場中，電極間電場強(qiáng)度（E）與電極間電壓（U）的關(guān)系 式中 d 電極間的距離，m.,顯然，可以將電場強(qiáng)度理解為單位距離上的電壓。電壓越高，可能產(chǎn)生的電場強(qiáng)度也越高。,E=U/

7、d,16,不論所使用的是何種絕緣材料，其上電場強(qiáng)度達(dá)到某一限度時，其絕緣性能都將遇到破壞。這電場強(qiáng)度稱作該絕緣材料的擊穿電場強(qiáng)度，簡稱擊穿強(qiáng)度。 當(dāng)空氣中電場強(qiáng)度超過2530kv/cm時，即可能發(fā)生擊穿放電。,17,一、電流和電路 電流是帶電微粒的定向運(yùn)動。通常以正電荷移動的方向作為電流的正方向。大小和方向不隨時間變化的電流成為直流電流；大小和方向隨時間作周期性變化的電流稱為交流電流。,1-2 直流電路,18,電流的大小稱為電流強(qiáng)度，簡稱電流。符號I、 I ，電流的單位是安培（A）、微安（A） 毫安（mA）， 1A=1000mA 電路是電流流經(jīng)的路徑。各種電氣裝置的工作都是通過電路來實(shí)現(xiàn)的。電

8、路由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線、控制電器及輔助設(shè)備組成的。,19,電源是提供電能的設(shè)備。把非電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，如電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能、發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。負(fù)載是電路中消耗電能的設(shè)備，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。控制電器是?fù)載的控制設(shè)備。如開關(guān)、斷路器、電磁開關(guān)、減壓啟動等都屬于控制電器。輔助設(shè)備包括各種繼電器、熔斷器以及測量儀表等。,20,連接導(dǎo)線的作用是傳輸電能或傳送電信號。 為便于分析實(shí)際電路，通常用符號表示組成電路的實(shí)際元件，即畫出電路圖。下圖是所示為最簡單電路的實(shí)物接線圖。,21,簡單電路圖,22,二、電路中的負(fù)載元件 按照加在負(fù)載上的電壓與通過負(fù)載的電流關(guān)系，可將負(fù)載分為電阻、電感、

9、電容3種基本負(fù)載元件。實(shí)際負(fù)載可視為這3種元件的組合。對于直流電路的穩(wěn)態(tài)過程，無需考慮電感和電容的作用。 電阻是電流流動過程中遇到的阻力。電阻的符號是R、r ，單位是（歐）、M （兆歐）等 1M = 1106 材料的電阻率,23,電阻率是單位長度、單位截面積導(dǎo)線的電阻，是表明材料導(dǎo)電性能的參數(shù)。電阻率的符號是，單位是 .m。 導(dǎo)體的電阻按下式計算： R= L/S L、S 導(dǎo)體的長度和截面積；,24,二、歐姆定律,1.內(nèi)容：流過電阻R的電流I與電阻兩端的電壓U成正比。,I與 U的方向一致,注意：用歐姆定律列方程時，一定要在 圖中標(biāo)明參考方向。,25,U=IR 或 I=U/R 或 R=U/I 從歐

10、姆定律可知，在電路中如果電壓保持不變，電阻越小則電流越大；而電阻越大則電流越小。當(dāng)電阻趨近于零時，電流很大，這種電路狀態(tài)稱為短路；當(dāng)電阻趨近于無窮大時，電流幾乎為零，這種狀態(tài)稱為開路。在一個圖中所示的飽含電源在內(nèi)的閉合回路中，電壓與電流之間的關(guān)系符合全電路歐姆定律。即,26,開關(guān)閉合,接通電源與負(fù)載, 電流的大小由負(fù)載決定。, 在電源有內(nèi)阻時，I U ,當(dāng) R0R 時，則U E ，表明當(dāng)負(fù)載變化時，電源的端電壓變化不大， 即帶負(fù)載能力強(qiáng)。,27,四、 基爾霍夫定律,支路：電路中的每一個分支。 一條支路流過一個電流，稱為支路電流。 結(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路的聯(lián)接點(diǎn)。 回路：由支路組成的閉合路徑。

11、 網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路。,28,1定律 在任一瞬間，流向任一結(jié)點(diǎn)的電流等于流出該結(jié)點(diǎn)的電流 即: 入= 出 或: = 0 I1+I2 = I3或 I1+I2I3= 0 實(shí)質(zhì): 電流連續(xù)性的體現(xiàn)。 基爾霍夫電流定律（KCL）反映了電路中任一結(jié)點(diǎn)處各支路電流間相互制約的關(guān)系。,29,五、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路,1、串聯(lián)電路 串聯(lián)電路是把幾個電路或其他電路元件的收尾端順次連接起來，使電流只有一條通路的電路。在串聯(lián)電路中，電路的總電壓等于各元件上的電壓降之和。即 U=U1+U2 R=R1+ R2 U1/U2=R1/R2,30,2、并聯(lián)電路 并聯(lián)電路是把電阻或其它元件的首端和尾端、尾端和首端相互連接起來

12、，使電流同時有幾條通路的電路。在并聯(lián)電路中，各元件兩端的電壓為同一電壓。電路的總電流等于各支路電路電流的之和。即 I=I1+I2 R=R1R2/R1+R2 I1/I2=R2/R1,31,六、電功率和電能 電功率用以表示電氣設(shè)備作功的能力，即電氣設(shè)備單位時間內(nèi)所做的功。功率的符號是P,單位是（W）（瓦）、kW（千瓦）， 1kW=1000W. 電功率與電壓和電流的乘積成正比。在直流電路中， 電功率可以表示為： P=UI=I2R=U2/R（瓦）,32,電能的單位是J（焦或焦耳）。電能表示電氣設(shè)備在一般時間內(nèi)所轉(zhuǎn)換的能量，即 W=Pt 式中 W 電能，J; P 功率，W； t 持續(xù)時間，s。 實(shí)用中常

13、用Kw.h作為電能的單位， 1KW.h=3.6X106J.,33,一、正弦交流電路 生產(chǎn)和生活中使用的交流電絕大部分是正弦交流電。其特點(diǎn)是電流、電壓的大小和方向都隨著時間按正弦函數(shù)的規(guī)律變化。,1-3 單相交流電路,34,矢量與橫軸夾角 = 初相位,矢量以角速度 按逆時針方向旋轉(zhuǎn),矢量長度 =,35,i= Im sin(t+)=Imsin(2ft+),i時刻t 的電流瞬時值，A； Im電流最大值，A； t 時間，s; 角頻率，=2f=2/T，rad/s,其中為周期，s; f頻率，Hz； 初相角，rad.交流電每一循壞所用的時間叫周期；每秒鐘交變的周期數(shù)叫做頻率；,36,每秒鐘交變的弧度數(shù)叫做角

14、頻率。周期和頻率互為倒數(shù)。（ t+） 叫做相位，t=0時的相位叫做初相位。 因?yàn)樽畲笾?、角頻率和初相位 確定了正弦量的所有特征。所以稱之為正弦交流電的三要素。通常用有效值來表征交流電的大小。有效值是與該交流電做功能力相同的直流電的有效值。最大值為有效值的 倍。,37,式中 I、U 分別為電流和電壓有效值 Um 電壓最大值。 二、簡單交流電 1、純電阻電路,和,U,IR,1. 瞬時功率 p：瞬時電壓與瞬時電流的乘積,38,39,純電阻電阻，如電壓為 u= Umsin t 則電流為 im=Um/R sin t 顯然，電流與電壓相位相同。其最大值和有效值都符合歐姆定律，即,根據(jù)歐姆定律:,設(shè),40,

15、這一功是消耗在電阻上用來做功（將電能轉(zhuǎn)換為熱能）的功率；稱為有功功率。 2、純電感電路,1. 電壓與電流的關(guān)系,設(shè)：,41, 頻率相同, U =I L, 電壓超前電流90,相位差,42,有效值:,定義：,則:,或,感抗(),43,3、電感電路中的功率,1. 瞬時功率 p ：,L,i,u,44,Q 的單位：乏、千乏 (var、kvar),則,4、 無功功率 Q,Q 的定義：電感瞬時功率所能達(dá)到的最大值。用 以衡量電感電路中能量交換的規(guī)模。,45,3、純電熔電路,基本關(guān)系式：,設(shè)：,則：,電流與電壓的變化率成正比。, 頻率相同, I =UC,電流超前電壓90,相位差,46,有效值,或,定義：,容抗

16、（）,則:,47,所以電容C具有隔直通交的作用,可得相量式,48,2 、 電容電路中的功率,1. 瞬時功率 p,49,2. 平均功率 P,50,瞬時功率達(dá)到的最大值（吞吐規(guī)模）,3. 無功功率 Q,（電容性無功取負(fù)值）,51,前面已經(jīng)介紹過了純電阻、純電感、純電容電路的功率。在既有電阻又有電感電容單相電路中，功率表示為 P= UIcos=I2R Q=UIsin=I2X 式中 P 有功功率，W； Q無功功率， var; I、U電壓、電流，V、A 功率因數(shù)角。,三、單相交流電電路的功率,52,如果令 S=UI，則可以用S表示在即有電阻，又有電抗的電源設(shè)備所必須具備的供電能力。S 成為視在功率。單位

17、是 V.A。表達(dá)式為,53,1-5 三相交流電路,一、三相交流電路的產(chǎn)生,三相電動勢瞬時表示式,相量圖,54,三相電源和三相負(fù)載都有星形接法和三角形接法。,在低壓系統(tǒng),中性點(diǎn)通常接地，所以也稱地線。,相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓,線電壓：端線與端線間的電壓,端線(相線、火線),中性線(零線、地線),2. 三相電源的星形聯(lián)結(jié),(1) 聯(lián)接方式,、Up,、Ul,55,3. 三相電源的三角形聯(lián)結(jié),56,一、磁路組成 磁路是磁通的閉合回路。依靠電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、各種電磁鐵都帶有不同類型的磁路。 在流線圈是產(chǎn)生磁通的來源。線圈匝數(shù)N與線圈電流I的乘積稱為磁動

18、勢。磁通在磁路中遇到的阻力稱為磁組。磁組的符號使Rm，單位是1/H,磁組的表達(dá)式為 Rm=l/uS,1-5 磁 路,57,式中 l導(dǎo)磁體的長度； S導(dǎo)磁體的 界面計； u材料磁導(dǎo)率 一般情況下，空氣隙的磁組比鐵心的磁組大得多。,58,二、 磁感應(yīng)強(qiáng)度,磁感應(yīng)強(qiáng)度B : 表示磁場內(nèi)某點(diǎn)磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小:,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向: 與電流的方向之間符合右手螺旋定則。,均勻磁場: 各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的 磁場，也稱勻強(qiáng)磁場。,59,磁路的歐姆定律是分析磁路的基本定律,解：根據(jù)安培環(huán)路定律，有,設(shè)磁路的平均長度為 l，則有,1. 引例,三、 磁路的歐姆定律,60,1

19、-7 電子技術(shù)常識,一、半導(dǎo)體 半導(dǎo)體器件是電子技術(shù)的重要組成部分。半導(dǎo)體是指導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料。硅、鍺、硒及大多數(shù)金屬化物和硫化物屬于半導(dǎo)體材料。其中，硅和鍺是用得最多的半導(dǎo)體材料。,61,硅單晶中的共價健結(jié)構(gòu),1、 本征半導(dǎo)體,完全純凈的、具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。,共價健,晶體中原子的排列方式,共價鍵中的兩個電子，稱為價電子。,62,這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。,溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。,本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理,價電子,價電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負(fù)電），同時共價鍵中留下一個空位，稱為空穴（帶正電）。

20、,空穴,自由電子,63,2、本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理,自由電子和空穴都稱為載流子。 自由電子和空穴成對地產(chǎn)生的同時，又不斷復(fù)合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到動態(tài) 平衡，半導(dǎo)體中載流子便維持一定的數(shù)目。,當(dāng)半導(dǎo)體兩端加上外電壓時，在半導(dǎo)體中將出現(xiàn)兩部分電流 (1)自由電子作定向運(yùn)動 電子電流 (2)價電子遞補(bǔ)空穴 空穴電流,64,注意： (1) 本征半導(dǎo)體中載流子數(shù)目極少, 其導(dǎo)電性能很差； (2) 溫度愈高， 載流子的數(shù)目愈多,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能也就愈好。所以，溫度對半導(dǎo)體器件性能影響很大。,65,二、半導(dǎo)體二極管,1、 基本結(jié)構(gòu),(a) 點(diǎn)接觸型,(b)面接觸型,結(jié)面積大、正向電流大、結(jié)電

21、容大，用于工頻大電流整流電路。,(c) 平面型 用于集成電路制作工藝中。PN結(jié)結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。,結(jié)面積小、結(jié)電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。,66,圖 1 12 半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu)和符號,二極管的結(jié)構(gòu)示意圖,67,2、 伏安特性,硅管0.5V,鍺管0.1V。,反向擊穿 電壓U(BR),導(dǎo)通壓降,外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。,外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?正向特性,反向特性,特點(diǎn)：非線性,硅0.60.8V鍺0.20.3V,死區(qū)電壓,反向電流 在一定電壓 范圍內(nèi)保持 常數(shù)。,68,3、 主要參數(shù),二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。,2. 反向工作峰值電壓URWM,是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰