集输高工基础知识第四章Word文档格式.docx

集输高工基础知识第四章Word文档格式.docx

《集输高工基础知识第四章Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《集输高工基础知识第四章Word文档格式.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

5、电压（V）

1）电位、电压

电场力将单位正电荷从电场中某点移至无限远处（即电位规定为零的参考点）所做的功，叫做该点的电位。

电场中任意两点的电压等于这两点的电位之差，因此电压也称电位差。

电场中a、b两点间的电压Uab，在数值上等于电场力把单位正电荷从a点移到b点电压单位所做的功。

电压单位是也用千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）。

电压单位是伏特（V），简称伏。

2）电源电动势（E）

电源电动势Eba是电源力将单位正电荷从电源的低电位端b经电源内部（也是导体）移到高电位端a所做的功。

其表达式为：

Eba一电源电动势，V；

W一电源力所做的功，W；

Q一单位正电荷的电荷量，C。

6、电阻（R）

电荷在电体（导线或导电元件）内流动时，导体阻碍电荷流动的能力称为电阻。

用R或r表示，单位为欧姆（Ω）或兆欧（MΩ）

1MΩ=106Ω

导体电阻的大小与导体的长度L成正比，与导体的截面积S成反比，还与导体的材料性质有关即：

R一导体电阻，Ω；

L一导线长度，m；

S一导体截面积，mm2

ρ一导体电阻率，Ωmm2/m。

7、电感（L）

电感是表明电路产生磁能力的物理量。

在没有铁磁物质时，电路的电感是一个常数；

有铁磁物质存在是，电路的电感将是一个变量。

在交流电通过线圈时，线圈中会产生感应电动势来阻止电流的变化，因此电感有一种阻止交流电变化的作用，称它为感抗。

实验证明，感抗在数值上就是电感线圈上的电压有效值和电流有效值之比。

并且与交流电的频率有关，其表达式为：

XL一感抗,Ω；

UL一电感线圈上电压的有效值，V；

IL一流过电感线圈电流的有效值，A；

ω一角频率，rad/s；

f一电源频率；

Hz；

L一电感，H；

8、电容器

任何两块金属导体，中间用不导电的绝缘材料隔开就形成了一个电容器，被绝缘材料隔开的金属板叫做极极。

用来隔开极板的绝缘材料叫做绝缘介质。

每个电极所带电量的绝对值叫做电容器所带电量。

电容器所带电的量与它的两极间的电势差的比值叫做电容器的电容。

C一电容器的电容，F；

Q一电容器上储存的电量，C；

U一电容器两端的电压，V。

9、电功率（P）

单位时间内电流所做的功叫电功率。

它反映了电场力移动电荷做功的速度，其表达式为：

P一电功率，W；

U一电压，V；

R一电阻，Ω；

I一电流，A。

10、电能（W）

电能就是电流在一段时间内所做的功。

P一电功率,W；

W一电能，Wh；

t一时间，h。

三、电路状态

电路通常有三种状态，分别是通路、开路、短路。

1、通路

指处处连通的电路。

通路也称闭合电路，简称闭路。

只有在通路的情况下，电路才能有正常的工作电流。

2、开路

指电路中某处断开，不成通路的电路。

开路也称断路。

此时电路中无电流。

3、短路

指电路和（或电路中的一部分）被短接。

如负载或电源两端被导线连接在一起，就为短路。

短路也称捷路，此时电源提供的电流将比通路时提供的电流大很多倍。

一般不允许短路。

第二节简单电路知识及计算

一、欧姆定律

1、部分电路欧姆定律

部分电路欧姆定律的内容是：

流过导体的电流与这段导体两端的电压成正比，与这段导体的电阻成反比，其表达式为：

I一导体中的电流，A；

U一导体两端的电压，V；

R一导体的电阻，Ω。

2、全电路欧姆定律

全电路是含有电源的闭合电路。

虚线框中的E代表电源电动势，r代表电源内阻。

通常把电源内部的电路称为内电路，电源外部的电路称外电路。

全电路欧姆定律的内容是：

全电路中电流与电源的电动势成正比，与整个电路（即内电路以外电路）的电阻成反比，其表达式为：

I一电路中的电流，A；

E一电源电动势，V；

R一外电路电阻，Ω；

r一内电路电阻，Ω。

二、电路的联接

1、电阻的串联

将两个或两个以上的电阻首尾相联，使电流只有一个通路的接法，叫串联电路。

串联电路的以下特点：

1）串联电路中，流过所有电阻的电流处处相等，I=I1=I2=……In；

2）串联电路中总电压等于各部分电压之和。

U=U1+U2+U3+……Un；

3）串联电路中总电阻等于各电阻之和。

R=R1+R2+R3+……Rn。

2、并联电路

在电路中，若干个电阻的首尾端分别连接在两个节点之间，使每个电阻承受同一电压，这种连接的电路叫并联电路。

其特点是：

1）并联电路的总电流等于各支路电流之和。

I=I1+I2+I3+……In；

2）并联电路各支路电压等于外加电压。

U=U1=U2=……=Un

3）并联电路中总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和即：

1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn

3、电阻的串并联

电阻串联和并联相结合的连接方式叫电阻的串并联。

计算方法是根据串联并联公式分别求出串、并联部分的等值电阻，然后计算总电阻。

4、电容器的串联

将电容的正、负电极顺序连接起来的联接方式叫电容器串联。

如图1-（a）所示，其特点是：

图1-6-4电容器联接示意图

1）串联电容器两端的电压等于各个电容器上的电压降之和即：

2）串联电容的总电容的倒数等于各部分电容器倒数之和即：

1/C=1/C1+1/C2+1/C3+……+1/Cn

3）在串联电容器电路中，各电容器上所带电量是相等的，并等于电容器串联后的等效电容器上所带的电量，即：

Q=Q1=Q2=……=Qn；

4）串联电容器两端所承受的电压，与电容器成反比。

5、电容器的并联

两个或两个以上的电容器同接在两点之间的联接方式叫电容器的并联。

如图1-（b）所示，

1）各个电容器两端的电压相同，并等于外加电压U

2）并联电容器的总电容等于各电容器的电容之和

C=C1+C2+C3+……Cn；

3）各并联电容器电路中，总电量等于各电容器电量之和

Q=Q1+Q2+Q3+……Qn；

第三节交流电路

一、正弦交流电

电动势、电压和电流的大小和方向均随时间做周期性变化时称交流电。

其变化规律按正弦函数规律变化的称正弦交流电。

我们所说的交流电一般都指正弦交流电。

如果知道一个正弦交流电的最大值（或有效值）、周期（或频率）、初相位，那么这个交流电的全部情况，它的任何时候的大小、方向都可以知道了。

我们称交流电的最大值、周期、初相位为正弦交流电的三要素。

正弦量变化一次所需时间（秒）称为周期T。

每秒内变化的次数称为频率f，它的单位是赫兹（Hz）。

频率是周期的倒数。

F=1/T

1、表达式

一个交流电压或交流电动势加到一个电阻上就是交流电阻电路。

我们生活中的220伏电压是交流电压，白炽灯、电烙铁、电炉等都是电阻，根据欧姆定律分析可知：

2、相位关系

由上式可以看出，u增大时I也增大，u=0时I也为0，u由正变负时，I也由正变负，所以i与u同相位。

3、数量关系由

可知，

由上式可以看出，在交流电阻电路中，电压与电流有效值之间符合欧姆定律。

4、功率

由有效值定义可知，有效值为U的交流电压加到电阻上消耗的功率等于一个电压数值为U的直流电和加到同一电阻上所消耗的功率，由直流电路的功率计算可知，此时电阻消耗的功率为：

二、交流电感电路

1、交流电感电路的感抗

在一个铁芯的线圈两端加一个交流电压U，就形成了一个交流电感电路。

在交流线圈电路中，对电流起阻碍作用的除了导线电阻外，还有自感电动势。

我们把自感电动势对电流的阻碍作用，用感抗这个物理量来表示，符号为XL，单位是欧姆。

XL=2πfL式中L为线圈自感系数,f为电源的频率。

2、交流电感电路中电压与电流数值关系

交流电感电路中，对电流起阻碍作用的主要是感抗XL，当忽略线圈电阻R时，电感中电流与电压有效值关系为：

3、相位关系

自感电动势大小不决定电流的大小，而主要决定电流变化的快慢。

纯电感电路中，iL相位落后于UL90°

。

三、交流电容电路

1、电容器与电容量

电容器是一个储存电荷的容器，两块金属平板之间加上绝缘物质就是电容器。

极板所具有的电荷Q与两板间的电压U之间的比是一个常数。

我们把这个比值叫C叫电容电量即：

同样的电压下，极板储存的电荷越多，电容量就越大。

电容量的单位是法拉，当极板上电荷为1库仑，二极板间电压为1伏时，该电容器电容量为1法拉（F），用F表示。

法拉的单位太大，实际上常用微法（μF）和皮法（pF），它们之间的关系是：

1法拉（F）=106微法（μF）1微法（μF）=106皮法（pF）

直流电流是无法从电容器中流过的。

我们称电容器有隔开直流电的作用，简称隔直作用。

2、电流ic与电压uc之间关系

1）纯电容电器中ic相位上领先于电压uc90°

（同电感电路正好相反）

2）电流有效值与电压有效值之间关系为：

式中XC叫电容电抗，简称容抗，它反映了电容器对流过交流电的阻碍作用，单位也是欧姆。

电容量越大，对交流电的阻碍越小，XC的数值可用下式表示：

四、三相正弦交流电路中电源、负载的联接

1、电源的联接方法

在三相交流电路中，电源的供电方式有两种，即三相三线制和三相四线制。

根据供电方式的不同，其电源接线不同，如图1-其特性为：

1）相电压：

在三相供电系统中，每个线圈头尾之间的电压称为相电压，用Uxg表示；

2）线电压：

在三相供电系统中，相与相之间的电压为线电压，用Ux表示；

3）相电流：

在三相电路中，流过每相电源或负载的电流为相电流用Ixg表示；

4）线电流：

在三相电路中，流过每根端线的电流为线电流用Ix表示。

图1—6—5电源的联接示意图

当采用星形接线时：

当采用三角形接线时：

2、负载的联接方法

图1—6—6负载连接示意图

在三相交流电路中，负载的联接方法一般有星形接线和三角形接线，如图1-其特征为：

a.有功功率：

b.无功功率：

c.视载功率：

以上式

角为相电压与相电流之间的相位差。

在对称的三相电路中，均可应用以上公式计算。

如果三相负载不对称，则应分别计算各相功率，三相功率等于各相功率之和。

第四节安全用电知识

一、电气事故分类

电气事故从劳动保护的角度出发可分为以下几种：

1、电流伤害事故

电流伤害事故是人体触及带电导体，电流通过人体而导致触电伤亡事故。

在高压触电事故中，常在人体与带电体近到一定距离时，就开始击穿发电，造成触电伤亡事故。

触电可分为单相触电、双相触电和跨步触电三种。

2、电磁场伤害事故

触电有季节性，低压触电多于高压触电，非电工多于电工。

电磁场伤害事故是指人体在电磁场的作用下，吸收辐射能量而受到不同程度的伤害。

高频电磁场对人体作害就引起中枢神经系统功能失调。

3、雷电事故

雷电事故是指发生雷击时造成建筑毁坏、人畜伤亡并可造成火灾和爆炸事故。

4、静电事故

静电事故是指在生产过程中产生的有害静电造成的事故，静电可在爆炸混合物的场所发生静电放电而引起爆炸，静电还可以给人类造成一定程度的电击，以及防碍生产等。

5、电气设备事故

电路故障属于电气设备事故，但设备事故往往总是与人身事故联系在一起，人身触电是电气事故中最为常见的一种。

引起触电事故的主要原因是缺乏安全用电知识，违反操作规程，设备不合格，维修不及时及自然灾害等。

二、安全用电

为了避免触电事故的发生，应当加强安全用电知识学习，认真执行安全技术操作规程及电气使用规程，使用合格的电气设备，按程序对设备进行维护保养。

此外应使每名员工了解电流对人体的伤害和触电事故发生的规律，掌握触电急救知识以及安全电压的选用和使用条件等。

安全电压：

指在各种不同环境条件下，人体接触到带电体后各部分组织不发生任何损害的电压。

它是制定安全措施的依据。

安全电压决定于人体允许的电流和人体电阻。

1、人体允许电流

一般情况下，人体允许电流就是受电击后能摆脱带电体，解除触电危险的电流，男性最小允许电流为9毫安，女性的最小允许电流为6毫安，在线路或设备装有防止触电的断保护装置的情况下，人体允许的电流可达30毫安。

2、人体电阻

人体体内电阻基本上不受外界因素的影响，其数值一般不低于500欧，但人身电阻变化范围很大。

3、安全电压的规定

我国规定安全电压额定值的等级为42、36、24、12、6伏，当电气设备采用了超过24伏的安全电压等级时，必须具有防止直接接触带电体的保护措施。

我国一般采用安全电压为36伏和12伏。

三、触电急救知识

1、触电急救的要求

发生人身触电时，应学立即进行急救，对抢救者应做到：

1）迅速将触电人脱离电源。

2）一旦脱离电源，应立即就地进行人工呼吸抢救，千万不能长途送往医院或其它部门去抢救。

3）如果电伤严重需要送医院，在途中也不能停止抢救，抢救时间及时，触电救活的希望就越大。

4）抢救时必须正确地进行人工呼吸法，不然就达不到抢救目的。

5）抢救时一定要尽力去抢救，抢救触电人往往需要很长时间，有的要进行6-7小时才能救活。

2、触电抢救的方法

1）脱离电源的方法

为使触电人迅速脱离电源，应根据现场具体条件，果断的采取适当的方法和措施，但千万不能用手直接去接触电人，防止发生救护人触电事故。

一般有以下几种方法和措施：

（1）触电现场附近有电源闸刀或电源插头时，应立即拉开闸刀或拔掉插头。

（2）当有电线在人身上时，要用干燥的木棍，竹杆或其他绝缘物体将电源线挑开，使触电人脱离电源。

（3）如果开关距离触电地点很远，可穿绝缘鞋，用带绝缘握柄的钢丝钳剪断电源。

（4）如果人在较高处触，应迅速拉开电源开关，或用电话通知供电部门停电，同时采取保护措施，防止切断电源后，触电人从高处掉下来。

2）对症抢救的原则

将触电者脱离电源后，立即移到通风的地方，使其仰卧，迅速鉴定触电者是否有心跳、呼吸，采用方法可用耳贴近触电者胸部听是否有心跳。

或用手摸颈动脉和腹股沟处的股动脉，有无博动；

用薄纸放在触电者鼻孔处检查是否有呼吸。

（1）若触电人神志清醒，但感到全身无力，四肢发麻，心悸，出冷汗恶心或一度曾昏过，但未失去知觉，此时不要做人工呼吸。

（2）若发现呼吸与心跳不规则，应迅速设法抢救。

（3）触电者呼吸停止但有心跳，应该用口对口或摇臂压胸人工呼吸法抢救。

（4）若触电者心跳停止但有呼吸，此时应该用胸外心脏挤压法抢救。

（5）若触电者心跳呼吸都已停止，需要用胸外心脏挤压法与口对口人工呼吸，配合的方法是，做一次口对口人工呼吸后，再做四次胸外心脏挤压。

（6）在抢救过程中，要不停地进行，如果电伤严重，在送往医院途中也要不停地抢救，直到心跳，呼吸恢复。

四、防止触电事故的技术措施

为了防止触电事故，除采取必要的组织措施外，还须依靠一些完善的技术措施，一般有以下几方面：

1、绝缘、屏护、障碍、间隔

1）绝缘：

即用绝缘的方法来防止触及带电体，应当指出单独用涂漆，漆包等类似的绝缘来防止触电是不够的。

2）屏护：

即用屏障或围栏防止触及带电体。

屏障和围栏除能防止无意触及带电体外，至少还应能使人意识到超越屏障或围栏会遇到危险而不会有意识触及带电体。

3）障碍：

即设置障碍以防止无意触及带电体或接进带电体，但不能防止有意绕过障碍去触及带电体。

4）间隔：

即保持间隔以防止无意触及带电体。

凡是易于接近的带电体，应保持手臂所及范围之外。

2、漏电保护装置

漏电保护装置的作用是：

当设备漏电时，可以断开电源，防止由于漏电引起触电事故。

漏电保护装置可以应用于低压线路或移动电具方面，漏电保护装置只用作附加保护，不能单独使用。

3、安全电压：

根据生产和生活场所特点，采用相应等级的安全电压。

矿井、多导电、粉尘场所使用36伏灯，特别潮湿场所或进入金属容器内应使用12伏灯。

4、保护接地和接零

保护接地和保护接零是防止人体接触带电金属外壳引起触电事故的基本有效措施。

1）保护接地：

就是将电气设备在正常情况下，不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。

2）保护接零：

就是将电气设备在正常情况下，不带电的金属部分与系统中的零线作良好的金属连接。

五、安全用电注意事项

1、手潮湿不能接触带电设备和电源线。

2、各种电器设备、金属外壳必须有接地线的安全措施。

3、电路开关一定要接在火线上。

4、在接、换保险丝时，应切断电源。

5、正确选用电线、根据电流的大小确定导线的粗细。

6、人体不要直接与通电设备接触，应用装有绝缘柄的工具去操作电器设备。

7、电器设备发生火灾时，应立即切断电源，用干粉、二氧化碳或1211灭火，切不可用水或泡沫灭火机灭火。

8、高大建筑物中必须安装消防设施和避雷器。

9、发现架空电线断落地面，人要离开落地点8米以外，要有专人看守，迅速组织抢修。