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五种，它们的电路模型符号如图所示。,理想电路元件符号,1.电流及参考方向,电路中形成电流有两个条件，一是有电源供电，二是必须有闭合回路，即在闭合电路中，电荷在电源的作用下规则的定向移动形成电流。,用单位时间内通过导体横截面的电荷量来表示电流的大小，称为电流强度，以字母i表示。,1.1.2 参考方向,通常把正电荷移动的方向定义为电流的实际方向。,电流的单位：安培（A），千安（kA）和毫安（mA）。,1千安(kA)=1103安(A),1安(A)=1103毫安(mA),1毫安(mA)=1103微安(A),电流的参考方向,参考方向的引入：对复杂电路由于无法确定电流的实际方向，或电流的实际方向在不断的变化，所以我们引入了“参考方向”的概念。,?,电流参考方向的含义,1.参考方向是一个假想的电流方向。,2,.,i,0，则电流的实际方向与电流的参考方向一致；,i,0，则电流的实际方向和电流的参考方向相反。,(a)i0 (b)i0)；相反时，电压为负(U0 (b)U0,在图示的电路中，方框泛指电路中的一般元件，试分别指出图中各电压的实际极性。,（1）a图，A点为高电位，因,u=,24V0,所标实际极性与参考极性相同。,（2）b图，B点为高电位，因,u=,12V0,所标实际极性与参考极性相反。,各电压的实际极性,（3）c图，不能确定，,虽然,u=,15V0,但图中没有标出参考极性。,关联参考方向,同一元件或同一电路，电压和电流常取一致的参考方向，这称为关联参考方向，反之，称为非关联参考方向。,关联方向,非关联方向,1.1.3电路的基本定律,支路：电路中流过同一电流的一个分支称为一条支路。图中共有3支路，分别为：bafe、be、bcde。其中两条含有电源的支路称为有源支路，不含电源的支路称为无源支路。,结点：电路中三条或三条以上支路的连接点称为结点。图中有2个结点，分别为b点和e点。,回路：电路中任一闭合路径称为回路。图中有个回路，分别为：abefa、bcdeb和abcdefa。,网孔：内部不含支路的回路称为网孔。图中有2个网孔，分别为：abefa和bcdeb。,1.基尔霍夫电流定律,基尔霍夫电流定律(简称KCL)：在电路中，对任一结点，在任一时刻，流入结点的电流之和等于流出结点的电流之和，即：,列方程时，以参考方向为依据，若电流参考方向为“流入”节点的电流前取“”号，则“流出”节点的电流前取“”号。,若规定流入结点的电流为正，流出结点的电流为负，则基尔霍夫电流定律还可表述为：对任一结点各支路的电流代数和为零，即,则基尔霍夫电流定律还可表述为：对任一结点各支路的电流代数和为零，即,广义节点：任一假设的闭合面,由KCL得,在任一时刻，流出一封闭面的电流之和等于流入该封闭面的电流之和。,KCL推广应用,2.基尔霍夫电压定律,基尔霍夫电压定律(简称KVL)用以确定回路中的各段电压间的关系，定义为：在电路中，任一时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。,列方程时，先任意选择回路的绕行方向，当回路中的电压参考方向与回路绕行方向一致时，该电压前取“”号，否则取“”号。,1.2.1电压源和电流源的等效变换,1.电压源,电压源是实际电源（如干电池、蓄电池等）的一种抽象，是理想电压源的简称。,1.2 电路的分析方法,(a)图为直流电压源，(b)图为实际电压源模型，用理想电压源,电源输出电压U随电源输出电流的变化而变化，其伏安特性曲线如图所示。从电压源特性曲线可以看出：电压源输出电压的大小，与其内阻阻值的大小有关。内阻,越小，输出电压的变化就越小，也就越稳定。,当内阻为 ，时，电压源输出的电压是恒定不变的，与通过它的电流无关，即理想电压源。,对于实际电路，可表示为如图所示的模型电路。,电源的输出电压为U，则,2.电流源,不论负载怎样变化，都能提供一个确定电流的电源称为理想电流源，简称电流源。,电流源的电流为一定值，,而电流源两端的电压取决于电流源外接的电路。电流源为零在电路中相当于开路。电流源的电路符号如图所示，(a)图为直流电流源，(b)图为实际电流源模型,电流源的电路模型,当 时，电流 ，电源输出的电压由负载电阻 和电流 确定。此时电流源为理想电流源(也称恒流源)。,如图所示,3.实际电源的等效变换,实际电源的两种模型：电压源串内阻和电流源并内阻具有相同的外特性，可进行等效变换。,4.实际电压源与电流源的等效变换,实际电源的两种模型：电压源串内阻和电流源并内阻具有相同的外特性，因此可进行等效变换，如图所示。,1.电压源从负极到正极的方向与电流源的方向在变换前后应一致。,2.实际电源的等效变换仅对外电路等效，即对计算外电路的电流、电压等效，而对计算电源内部的电流、电压不等效。,3.理想电流源与理想电压源不能等效。,实际电源等效变换的注意事项,1.2.2 戴维南定理,任何一个有源两端线性网络在电路中的作用，均可以用一个含源支路即一个电压源和电阻的串联组合的电路来等效代替，该电压源的电压等于有源两端网络的开路电压 ，该电源的内阻 等于把网络中有源二端网络化成无源二端网络(电压源短路，电流源开路)时从两个端子看进去的等效电阻，这就是戴维南定律。,诺顿定理,任何一个有源两端线性网络，均可以用一个含源支路即一个电流源和电阻的并联组合的电路来等效代替，电流源的电流,等于这个含源端口网络各电源均为零时无源端口网络的输入端电流，并联电阻,，,等于网络中所有独立源为零时所得无源网络的等效电阻，这个结论就是诺顿定理。,用戴维南定理，求图(a)所示电路中流过2电阻的电流,I,。,【解】(1)将待求支路(2电阻支路)断开，如图(a)所示。求有源二端网络的开路电压,(,V,),(2)将电压源短路、电流源开路，求从a、b两端看进去的等效电阻 ，,如图(b)所示，则,(),(3)将待求支路接入戴维南等效电路，如图(c)所示，所求电流为,(A),1.3电路的工作状态,1.3.1电路的有载工作状态,如图所示，开关S闭合，电源与负载接通成闭合回路，电路中有电流流过，并有能量的传输和转换，称电路处于负载状态，此时电路中的电流称为负载电流。负载状态的电路特征是：,1.3.2电路的开路状态,如上图所示，开关S断开，电路不通，电路中没有电流，电源和负载之间也没有能量的传输和转换，称为电路的开路状态，又称断路或空载状态。开路时，电路的端电压在数值上等于电源电动势，叫做开路电压，用表示，外电路电阻可视为无穷大。,电路特征,(1)电路中电流为零，即 。,(2)电源端电压等于电源的电动势，此电压称为空载电压或开路电压，用 表示，此时 。由此可以得出粗略测量电源电动势的方法。,(3)电源的输出功率和负载所吸收的功率均为零。,1.3.3电路的短路工作状态,上图中，若外电路电阻用导线代替，则电路中仅有电源内阻 ，电路中的电流全部从导线流过，这时的电路处于短路状态，电路中的电流称为短路电流，用 表示。由全电路欧姆定律可知：,1.3.4电气设备的额定值,电路处于负载状态时，若加在电路中的电气设备(负载)上的电压为额定电压，流过电气设备的电流为额定电流，该设备消耗的电功率为额定功率，则称该电气设备处于额定工作状态，又称满载状态。,额定值是指电气设备在电路的正常运行状态下，能承受的电压、允许通过的电流以及它们吸收和产生功率的限额。如额定电压 、额定电流 、额定功率 。,【例】某直流电源的额定输出功率为200W，额定电压为50V，内阻为0.5，负载电阻可以调节，如图1-24所示。试求：(1)额定状态下的电流及负载电阻；(2)空载状态下的电压；(3)短路状态下的电流。,。,【解】(1)额定电流为,负载电阻为：,(2)空载电压,(V),(A),(),(3)短路电流,(A),第 2 章电工测量基础知识,2.1 电工常用仪表,2.2 电工常用工具,2.1电工常用仪表,2.1.1 电工仪表的基础知识,1.,1.电工仪表的分类,(1)电气测量指示仪表,数字仪表是一种直读式仪表，它的特点是把被测量转换为数字量，然后以数字方式直接显示出被测量的数值。,(2)比较仪器,比较仪器用于比较法测量，主要包括用于精密测量的交直流仪器和标准量具，它是用比较法测量采用仪器的总称。,(3)数字仪表,数字仪表是一种直读式仪表，它的特点是把被测量转换为数字量，然后以数字方式直接显示出被测量的数值。,2.电工仪表的主要技术指标,(1)准确度,(2)稳定性,(3)灵敏度与分辨率,(4)可靠性,(5)测量时间,(6)使用方便,2.1.2电工仪表的使用方法,1.电流表的使用,电流的测量是电工测量中最基本的测量数据，电流表是用于测量电流的常用仪表。可分为直流电流表(如图 a所示)和交流电流表(如图b所示)。,(a)直流电流表 (b)交流电流表,直流电流表:,测量直流电路中电流的仪表称为直流电流表。直流电流表的标度盘上标有“”的符号。直流电流表按其测量范围可分为四类，即微安表(A)、毫安表(mA)、安培表(A)和千安表(kA)；按其量限数也可分为单量限直流电流表和多量限直流电流表。,交流电流表:,测量交流电路中电流的仪表称为交流电流表，其表面上标有“”的符号。低压交流电流表按其接线方式，可分为直接接入和经电流互感器二次绕组接入两种。,电流的测量方法,(1)电流表的接法,:电流表要串联在电路中要测量某一部分电路中的电流，必须把电流表串联在这部分电路里。电流要从,接线柱,入，从接线柱出，否则指针反转。,(2)被测电流不要超过电流表的,量程,(可以采用试触的方法来看是否超过量程)。,(3)绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上(电流表内阻很小，相当于一根,导线,。若将电流表连到电源的两极上，轻则指针打歪，重则烧坏电流表、电源、导线)。,(4)在读取数据之前，要先确认使用的电流表的量程，然后根据量程确认每个大格和每个小格所表示的电流值,(5)测量电流的方法误差,电流表本身都具有一定的电阻，即电流表的内阻不可能等于零。因此，仪表接入被测电路后，仪表必然要消耗一定的功率。这种由于仪表的内耗功率不为零，致使原来电路的工作状态发生变化而引起的误差称为方法误差。,2.电压表的使用,(a)直流电压表 (b)交流电压表,(1)直流电压表,测量直流电路中电压的仪表称为直流电压表，如图(a)所示。直流电压表的标度盘上标有“”的符号，直流电压表按其量限范围一般分为：毫伏表(mV)、伏特表(V)和千伏表(kV)。,(2)交流电压表,测量交流电路中电压的仪表，称为交流电压表，交流电压表的表面上标有“”的符号，如图(b)所示。,3.万用表的使用,1)指针式万用表的使用,插孔和转换开关的选择,首先要选好插孔和转换开关的位置。红色表笔为“十”，黑色表笔为“”，插入时一定要按颜色和正负极插入。万用表的档和量限较多，使用前要选好测量档和量限，要把转换开关旋到正确位置。测量电流和电阻部分，绝不可误测电压，否则会损毁表头。量限的选择应使指针指向满分度的1/31/2位置，这样测量误差较小。如被测量大小不详时，应先用高档测试，再选择适当的量限。,正确读数,万用表有多条标尺，一定要根据所测电量的种类和量限看清所对应的标尺，以免读错。读数时应尽量使视线与表面垂直；对装有反射镜的万用表，应使镜中指针像与指针重合后，再进行读数。,测电阻时的注意事项,测量前应首先进行欧姆调零，即把两表笔短接，调节欧姆调零器，使指针指在欧姆零位上。,严禁在被测电路带电的情况下测量电阻(包括电池内阻)，因为这相当于接入一个外加电压，使测量结果不准确，而且极易损坏万用表。检查电路中的滤波电容时，应先将电解电容正负极短路一下，防止大电容上积存的电荷经过万用表泄放，烧毁表头。,测量电阻，尤其是大电阻时，不能用两手接触表笔的导电部分，以免影响测量结果。,用欧姆表内部电池作测试电源时(如判断晶体管管脚)，注意此时表笔的正负极恰与电池极性相反，即红表笔所接为电池负极，黑表笔接电池正极。这一点在测量晶体管、稳压管、电解电容等有极性元件的等效电阻时也需注意。,万用表的R10k档大多采用9V叠层电池，所以R10k档不宜测耐压很低的元件，以免损坏元件。,测电流、电压时的注意事项,测直流电量时，要注意正负极性，侧电流时，表笔与电路串联；测电压时，表笔与电路并联。,侧电流时，若电源内阻和负载电阻都很小，应尽量选择较大的电流量限，以降低电流档的内阻，减小对被测电路工作状态的影响。,如果误用直流电压档去测交流电压，表针就不动或稍微抖动。如果误用交流电压去测直流电压，读数可能偏高一倍，也可能为零，这与万用表的具体接法有关。,严禁在测较高电压或较大电流时拨动量限选择开关，以免产生电弧，烧坏开关触点。,测量带电感电路的电压(如日光灯镇流器两端的压降)时，必须在切断电源之前先脱开万用表，防止因自感现象产生的高压损坏万用表。,当被测电压高于100V时必须注意安全。应先将一支表笔固定在被测电路的公共地端，再拿另一支笔去接触被测点。,万用表的维护,万用表在测量完毕后，应将量限选择开关拨到最高电压档，不可置于欧姆档，以免两表笔碰到一起或被其它金属短接而使表内电池耗尽。,万用表长期不用时，应将电池取出，避免电池存放过久而变质，渗出的电解液腐蚀电路板。更换电池时，新旧电池不要搭配使用。,万用表应在干燥、无震动、无强磁场，环境适宜的条件下使用和存放。潮湿的环境能使仪表的绝缘强度下降，还能使表内元件受潮而变质，机械震动和冲击，可使表头磁钢退磁，导致灵敏度下降。,2)数字式万用表的使用和维护,注意事项,(1)数字式万用表刚测量时仪表会出现跳数现象，应等显示值稳定后再读数。,(2)每次测量前，应再次核对一下测量项目及量限开关是否拨对位置，输入插孔(或专用插口)是否选对。,(3)假如事先无法估计被测电流或电压的大小，应先拨至最高量限试侧一次，再根据情况选择合适的量限。,(4)测量完毕，应将量限开关拨至最高电压档，防止下次开始测量时不慎损坏仪表。,(5)若仅最高位显示数字“1”，其他位均消隐，证明仪表已发生过载，应选择更高的量限。,(6)新型数字式万用表大多带读数保持键(HOLD)，按下此键即可将现在的读数保持下来，供读取数值或记录用。作连续测量时不需要使用此键，否则仪表不能正常采样并刷新新值。刚开机时若固定显示某一数值且不随被测量发生变化，就是误按下HLD键而造成的。松开此键即转入正常测量状态。,(7)测量交流电压时，应当用黑表笔接触被测电压的低电位端(例如被测信号源的公共地端，220V交流电源的零线端等)，以消除仪表输入端对地(COM)分布电容的影响，减小测量误差。,(8)禁止在测量高压(100V以上)或大电流(0.5A以上)时拨动量限开关，以免产生电弧，将转换开关的触点烧毁。,(9)测量电阻，特别是低电阻时，测试插头与插座之间必须接触良好，否则会引起测量误差或导致读数不稳定。在用20M电阻档时，显示值需经过几秒钟才趋于稳定，这属于正常现象，应等示值稳定之后再读数。,(10)测量电阻时两手不得碰触表笔的金属端或元器件的引出端，以免引入人体电阻，影响测量结果。严禁在被测线路带电的情况下测量电阻，也不允许直接测量电池的内阻。因为这相当于给仪表输入端外加一个测试电压，不仅使测量结果失去意义，还容易损坏仪表。,(11)测量电容器之前必须将电容器短路放电，以免损坏仪表。,(12)禁止在高温、阳光直射、潮湿、寒冷、灰尘多的环境下使用或存放数字万用表，以免损坏液晶显示器和其他元器件。液晶屏长期处于高温环境下，表面会发黑，造成永久性损坏。潮湿环境则容易造成集成电路印制板的漏电，使测量误差明显增大，甚至引发其他短路故障。,(13)长期不使用仪表，应取出电池，纵免电池渗出电解液将印制板腐蚀。叠层电池不宜长期存放。,4.兆欧表,兆欧表又称摇表，它是专用于检查和测量电气设备或供电线路的绝缘电阻的一种可携式仪表，其外形如图所示。,兆欧表的选择,应根据测量要求选择兆欧表的额定电压值和测量范围。,选择兆欧表时，要注意不要使测量范围超出被测绝缘电阻阻值过大，否则读数将产生较大误差。,兆欧表的使用维护方法,兆欧表必须在被测电气设备不带电的情况下进行测量。,兆欧表接线柱有三个：“线”(L)、“地”(E)和“屏”(G)，在进行一般测量时，只要把被测量绝缘电阻接在L与E之间即可。但对测量表面不干净或潮湿的对象，为了准确测量绝缘材料的绝缘电阻(即体积电阻)，就必须使用G接柱。,测量绝缘电阻时，发电机的手柄应由慢渐快地摇动，若发现指针指零，则说明被测绝缘物有短路现象，应停止摇动手柄；若指示正常，应使发电机转速稳定在规定的范围内，切忌忽快忽慢而使指针摆动，加大误差。读数时，一般采用1分钟以后的读数为准，若遇电容较大的被测物时，可等指针稳定不变时再读数。,)测量完毕后，当兆欧表没有停止转动或被测物没有放电以前，不可用手去触及被测物测量部分和进行拆线工作。特别是测试完大电容电气设备时，必须先将被侧物对地短路放电后，再停止手柄的转动。这主要是防止电容器放电使兆欧表损坏。,5.功率表,功率表，又称瓦特表，用W表示。功率表是测量某一时刻电器设备所发出、传送、消耗的电能(即功率)的指示仪表。,电动式单相功率表,电动式功率表大多由电动式测量机构制成。电动式功率表具有两组线圈，一组与负载串联，反映出流过负载的电流；另一组与负载并联，反映出负载两端的电压，所以正适于用来测量电功率。,三相有功功率和无功功率的测量方法,(1)用一个单相功率表测三相对称负载功率,在对称三相系统中，可用一只单相功率表测量一负载的功率，三相总功率就等于功率表读数的3倍。,(a)星形,连接,(b)三角形连接,用两个单相功率表测三相三线制的功率(以下简称“两表法”),用三个单相功率表测量不对称三相四线制电路的功率(以下简称“三表法”),三相四线制负载多数是不对称的，所以需要用三个单相功率表才能测量，“三表法”测三相功率接线方法如图所示。,用三相功率表测量三相电路功率,三相功率表通常有“二元三相功率表”和“三元三相功率表”两种。二元三相功率表适用于测量三相三线制或负载完全对称的三相四线制电路的功率。三元三相功率表则使用于测量一般三相四线制电路的功率。二元三相功率表有7个接线端钮，其中4个为电流端钮，3个为电压端钮，其接入电路的方法见图。,(a)二元功率表 (b)三元功率表,6.电能表,电能表主要是用来测量某一段时间内发电机发出电能或负载消耗电能的仪表。目前交流电能表一般分为感应式和电子式两大类。,电能表的型号规格及铭牌标志,按工作原理分为:,感应式、电动式、磁电式。,(1)型号含义,电能表型号的表示方式是用字母和数字的。一般由类别代号、组别代一号、用途代号、的排列来表示设计序号(数字)组成。,类别代号：D表示电能表；,组别代号：D表示单相；S表示三相三线；T表示三相四线；X表示无功；B表示标准。,用途代号：Z表示最大需量；F表示分时计费；S表示电子式；Y表示预付费；D表示多功能；M表示脉冲。,(2)规格,额定电压(又称参比电压)：表示电能表接入电路的电压，一般有220V；3380V；3380/220V；3100V；3100V/V；,额定电流：表示电能表接入电路的标定电流和额定最大允许电流。标定电流仅作为计算电能表负载的基数，而最大额定电流是电能表允许长期工作的负载电流。如标注为1.5(6)A和10(40)A的电能表，标定电流是1.5A和10A；最大允许负载电流则分别为6A和40A。,额定频率(又称参比频率)：表示确定电能表有关特性的频率值，以赫兹(HZ)为单位。国产电能表的额定频率均为50HZ。,(1)准确度等级与负载范围,(2)灵教度,(3)潜动(又称无载自动),(4)功率消耗,电能表的主要技术特性,7.钳形电流表,在日常的电气工作中，常常需要测量用电设备、电力导线的负荷电流值。通常在测量电流时，需将被测电路断开，将电流表或电流互感器的原边串接到电路中进行测量。为了在不断开电路的情况下测量电流，就需要使用钳形电流表。,2.2.1 低压试电笔,低压试电笔主要用来检验导线和电气设备是否带电的一种常用检测工具，检测范围为60-500V，主要有笔式、旋具式两种。,1.试电笔结构及使用方法,旋具式试电笔由笔尖的金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等部分组成，如图所示。,低压试电笔,1笔尖金属体,2,电阻,3,氖管,4,弹簧,5,笔尾金属体,2.2 电工常用工具,使用笔式试电笔时以一个手指触及中心金属螺钉（使用旋具式试电笔时以一个手指触及笔尾的金属体），使氖管小窗背光朝向自己，金属笔尖与被检查的带电部分接触，如果氖泡发亮说明导线或设备带电，如图所示。,低压,试电笔,的握法,a 笔式,试电笔,握法,b旋具式,试电笔,握法,1）使用前先要在有电的导体上检查电笔是否正常发光，检验其可靠性。,2）在明亮的光线下往往不容易看清氖泡的辉光，应注意避光。,3）试电笔的笔尖虽与螺钉旋具形状相同，它只能承受很小的扭矩，不能做螺钉旋具使用，否则会损坏。,2低压试电笔使用注意事项,(1)区别相线与中性线(地线或零线),(2)区别直流电与交流电,(3)区别直流电的正负极,(4)区别电压的高低。,(5)判别同相与异相,(6)识别相线碰壳,(7)识别相线接地,(8)判断用电事故,(9)判断设备漏电,3低压试电笔其他功能,螺钉旋具以螺丝刀为例，是用来紧固或拆卸带槽螺钉的常用工具。螺丝刀按头部形状的不同，有一字型和十字型两种，如图所示。,2.2.2 螺钉旋具,(a)一字型 (b)十字形,(1)大螺钉螺丝刀的使用：大螺钉螺丝刀一般用来紧固较大的螺钉。使用时，除大拇指、食指和中指要夹住握柄外，手掌还要顶住柄的末端，这样就可防止旋转时滑脱。,(2)小螺钉螺丝刀的使用：小螺钉螺丝刀一般用来紧固电气装置接线柱上的小螺钉，使用时，可用大拇指和中指夹着握柄，用食指顶住柄的末端捻旋。,(3)较长螺钉螺丝刀的使用：可用右手压紧并转动手柄，左手握住螺钉螺丝刀的中间部分，以使螺丝刀不致滑脱，此时左手不得放在螺钉的周围，以免螺丝刀滑出时将手划破。,2.螺丝刀的使用,3.使用螺钉螺丝刀的安全知识,(1)电工不可使用金属杆直通柄顶的螺钉螺丝刀，否则很容易造成触电事故。,(2)使用螺钉螺丝刀紧固拆卸带电的螺钉时，手不得触及螺丝刀的金属杆，以免发生触电事故。,(3)为了避免螺钉螺丝刀的金属杆触及皮肤或触及邻近带电体，应在金属杆上穿套绝缘管。,(4)螺丝刀手柄要保持干燥清洁，以防带电操作中发生漏电。,(5)切勿将螺丝刀当做签子使用，以免损坏螺丝刀手柄或刀刃。,电工钢丝钳的结构及用途,：,电工钢丝钳由钳头和钳柄两部分组成。钳头包括钳口、齿口、刀口、铡口四部分，其结构如图所示。其中钳口可用来钳夹和弯绞导线；齿口紧固或起松小型螺母；刀口可用来剪切电线、掀拔铁钉；铡口可用来铡切钢丝等硬金属丝。,钢丝钳结构图,a结构,b弯绞导线,c紧固螺母,d剪切导线,e侧切钢丝,1钳头,2钳柄,3钳口,4齿口,5刀口,6侧口,7绝缘套,2.2.3 电工钳,1.电工钢丝钳,用钢丝钳剖削塑料硬线绝缘层：线芯截面为4mm,2,及以下的塑料硬线绝缘层用钢丝钳进行剖削，剖削方法如下：,1）用左手捏住导线，在需剖削线头处，用钢丝钳刀口轻轻切破绝缘层，但不可切伤线芯。,2）用左手拉紧导线，右手握住钢丝钳头部用力向外勒去塑料层，,注意：在勒去塑料层时，不可在钢丝钳刀口处加剪切力，否则会切伤线芯。剖削出的线芯应保持完整无损，如有损伤，应重新剖削。,2.2.4 电烙铁,1外热式电烙铁,一般由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄、插头等部分所组成。如图3-1所示，烙铁头安装在烙铁芯内，用以热传导性好的铜为基体的铜合金材料制成,。,烙铁头的长短可以调整（烙铁头越短，烙铁头的温度就越高），且有凿式、尖锥形、圆面形和半圆沟形等不同的形状，以适应不同焊接面的需要,。,2.尖嘴钳和断线钳,尖嘴钳的头部尖细，适用于在狭小的工作空间操作，如图(a)所示。尖嘴钳也有铁柄和绝缘柄两种。尖嘴钳的规格以其全长的毫米数表示，有130mm、160mm、180mn等多种。,断线钳又称斜口钳，其头部扁斜，钳柄有铁柄、管柄和绝缘柄三种型式，其中电工用的绝缘柄断线钳的外形如图(b)所示，其耐压为1000V。断线钳是专供剪断较粗的金属丝、线材及电线电缆等用。,(a)尖嘴钳 (b)断线钳,3.剥线钳,剥线钳是用于剥落小直径导线绝缘层的专用工具，其外形如图所示。,电烙铁是电工常用的焊接工具，它可用来焊接电线接头，电气元件接点等。电烙铁的工作原理是利用电流通过发热体(电热丝)产生的热量熔化焊锡后进行焊接。电烙铁的形式很多，有外热式电烙铁、内热式电烙铁和有感应式电烙铁等多种。,2.2.4电烙铁,(a)外热式电烙铁 (b)内热式电烙铁,(1)使用之前应检查电源电压与电烙铁上的额定电压是否相符，一般为220V，检查电源和接地线接头是否接错。,(2)新烙铁应在使用前先用砂纸把烙铁头打磨干净，然后在焊接时和松香一起在烙铁头上沾上一层锡(称为搪锡)。,(3)电烙铁不能在易爆场所或腐蚀性气体中使用。,(4)电烙铁在使用中一般用松香做为焊剂，特别是电线接头、电子元器件的焊接，一定要用松香做焊剂，严禁用盐酸等带有腐蚀性的焊锡膏焊接，以免腐蚀印刷电路板或短路电气线路。,电烙铁在使用时要注意以下几点,(5)电烙铁在焊接金属铁锌等物质时，可用焊锡膏悍接。,(6)如果在焊接中发现紫铜制的烙铁头氧化不易沾锡时，可将铜头用锉刀锉去氧化层，在洒精内浸泡后再用，切勿浸入酸内浸泡以免腐蚀烙铁头。,(7)焊接电子元器件时，最好选用低温焊丝，头部涂上层薄锡后再焊接。焊接场效应品体管时，应将电烙铁电源线插头拔下，利用余热去焊接，以免损坏管子。,(8)使用外热式电烙铁、应经常将铜头取下，清除氧化层，以免日久造成铜头烧死。,(9)电烙铁通电后不能敲击，以免缩短使用寿命。,(10)电烙铁使用完毕，应拔下插头，待冷却后放置于燥处，以免受潮漏电。,第 3章 正弦电路,3.1 交流电路的基本概念,3.2 RLC交流电路,3.3 三相交流电路,3.4 安全用电,正弦交流电路是指含有正弦电源而且电路各部分所产生的电压和电流均按正弦规律变化的电路。,因为交流电可以利用,变压器,方便地改变电压、便于输送、分配和使用。所以，在生产和生活中普遍应用正弦交流电。,本章着重讨论和分析交流电路的基本概念、基本规律和基本分析方法。,3.1.1,正弦量,3.1.2 相量,3.1 交流电路的基本概念,大小和方向随时间按正弦规律变化的电动势、电压、电流统称为正弦交流电。交流电的瞬时值用小写字母i、u和e表示。,3.1.1 正弦量,1 交流电的概述,交流电的表达式,以i为例，其波形图如图所示。它的表达式可写成：,频率和角频率,周期(,T,):,变化一个循环所需要,的时间，,单位(s)。,频率(,f,):,单位时间内的周期数,单位(Hz),。,角频率(,):,每秒钟变化的弧度数，,单位(,rad/s),。,三者间的关系式为：,=2,/,T,=2,f,f=1/T,T,t,2,t,i,0,T/,2,我国和大多数国家采用,50Hz,作为电力工业标准频率(,简称工频,)，少数国家采用60Hz。,瞬时值:,正弦量任意瞬间的值,称为瞬时值，用小字母表示:,i,、,u,、,e,振幅:,正弦量在一个周期内的,最大值，用带有下标,m,的大写字母表示:,I,m,、,U,m,、,E,m,有效值：,一个交流电流的做功能力相当于某一数值的直流电流的做功能力，这个直流电流的数值就叫该交流电流的,有效值,。用大写字母表示：,I、U、E,振幅和有效值,描述正弦量数值大小的参数：,t,i,0,振幅,I,m,相位,：,相位、初相、相位差,正弦量：,i,t,0,称为正弦量的,相位角,或,相位。,它表明,了,正弦量的进程。,初相,：,t,=0 时的相位角,称为,初相,角,或初相位,。,（用 的角度表示）,相位差：,同频率正弦量的相位 角之差或是初相角之,差，称为相位差，用,表示,。,0,t,i,u,i,u,相位差：,同频率正弦量的相位角之差或是初相角之,差，称为相位差，用,表示,。,设正弦量：,i,和,u,的相位差为,：,如果,：,称,I,超前,u,角,。,如果,：,称,i,滞后,u,角,(,如图示）,。,0,t,i,u,i,u,如果:,其特点是：当一正弦量的,值达到最大时，另一正弦,量的值刚好是零。,0,t,i,u,i,u,称,i,与,u,同相位,简称,同相,。,如果,:,称,i,与,u,正交,。,0,t,i,u,i,u,如果,:,称,i,与,u,反相,。,同相,正交,反相,当两个同频率的正弦量计时起点改变时，它们的,初相位角改变，但,相位,差不变,。,注意,正弦量的函数式表示：,3.1.2 相量,0,t,i,u,i,1,i,2,正弦量的波形图表示：,求和：,求和：,计算过程复杂,为简化计算采用一种新的,表示方法：,相量表示法,（用复数表示正弦量）,复数及其运算,复数及其表示,设,A,为复数,则,：,A=a+,j,b,（,代数式,）,其中：,a,称为复数A的,实部，,b,称为复数A的,虚部。,为,虚数单位,在复平面上可以用一向量,表示复数A，如右图：,a,A,b,0,+1,+j,模,幅角,复数的几种形式：,（,指数式,）,（,三角式,）,（,极坐标式,）,复数运算（,熟记公式,）,加减运算：,设,则,乘法运算：,设,则,除法运算：,A=a+,j,b,（,代数式,）,则,（用复数表示正弦量）,相量,故,计算过程中,一个正弦量可用,幅值,和,初相角,两个特征量来确定。,如：,一个复数由,模,和,幅角,两个特征量确定。,一个,正弦量具有,幅值,、,频率,和,初相位,三个要素。,在分析,计算,线性电路时，电路中各部分电压和电流都是与电源,同频率,的正弦量，因此，频率是已知的，,计算时,可不必考虑。,角频率不变,相量和复数一样，可以在复平面上用矢量来表示，表示相量的图,称为,相量图,。,1,j,0,若,画,出,相量图。,分析,相量图,只有,同频率,的正弦量才能画在同一相量图上,注意,正弦量与相量是,对应,关系，而不是相等关系。,但,注意：,1,.,只有,对,同频率,的,正弦周期量,，,才能,应用对应,的,相量,来进行代数运算。,2,.,只有,同频率,的正弦量才能画在同一相量图上,。,3.正弦量与相量,是对应关系,，而,不是相等,关系（,正弦交流电是时间的函数,）,。,4.可推广到多个同频率的正弦量运算。,基尔霍夫定律的相量形式,1,纯电阻,电路,电压电流,的,数值,关系,设,：,则,或,设在电阻元件的交流电路中，,电压、电流参考方向如图示。,电阻的,电压与电流,瞬时值、,有效值,、,最大值,都满足,欧姆定律。,瞬时值,最大值、有效值,u,t,0,i,3.2 RLC交流电路,3.2.1 单一参数电路,+,u,R,i,电压电流,的,相位,关系,u,、,i,同相,u,i,u,t,0,i,电压电流,的,相量,关系,+,R,相量图,3.2.1 单一参数电路,电阻电路中的功率,在交流电路中，电压与电流都是随时间而变化的，因此，电阻所消耗的功率也是随时间变化的。瞬时功率就是任一瞬间的电压与电流瞬时值的乘积，用小写字母p表示。,瞬时功率总随时间变动，因此无法确切地度量电阻元件上的能量转换规模，只能说明功率的变化情况，实用意义不大。通常用瞬时功率在一个周期内的平均值来表示电路实际消耗的功率，称为平均功率，又称有功功率，用大写字母P来表示,2 纯,电感电路,设,：,则,设在电,感,元件的交流电路中，电压、电流参考方向如图示。,电感的,电压与电流有效值,、,最大值,满足,欧姆定律,形式,。,瞬时值,最大值、有效值,电压电流,的,数值,关系,+,u,i,L,感抗(,),当,L,一定时,线圈的,感抗与频率,f,成正比。,频率越高，感抗越,大，,在直流电路中感抗为零，,可视为短路。,电压电流,的,相位,关系,u,超前,i,0,t,i,u,i,u,+,u,i,L,e,e,U,I,E,相量图,电压电流,的,相量,关系,+,L,电感电路中的功率,电感的瞬时功率,电感的平均功率,虽然电感不消耗功率，但作为负载的电感与电源之间存在着能量交换，交换的能量用无功功率,Q,来计量。无功功率的单位为乏,(var),。,电容电路,设,：,则,设在电,容,元件的交流电路中，电压、电流参考方向如图示。,电容的,电压与电流有效值,、,最大值,满足,欧姆定律,形式,。,瞬时值,最大值、有效值,1.电压电流,的,数值,关系,当,C,一定时,电容的容,抗与频率,f,成,反,比。,频率越高，容抗越小,，,在直流电路中容抗为无限大，,可视为,开,路。,i,C,u,容抗(,),电压电流,的,相位,关系,i,超前,u,U,I,相量图,电压电流,的,相量,关系,i,C,u,0,t,i,u,i,u,C,电容电路中的功率,在,0,/2,区间，,p,为正值，电容吸收功率，并把吸收的电功率以电场能量的形式储存起来；在,/2,区间，,p,为负值，电容发出功率，是将其储存的电场能量再送回到电源。电容并不消耗功率，所以电容元件也是储能元件。电容在一个完整周期内两次为正，两次为负，说明它吸收电能两次，释放电能两次。吸收与释放的电能相等，说明电容用在交流电路中时不消耗电能，只是与电源之间进行电能的相互交换。电容的平均功率,电容与电源之间交换的能量用无功功率Q来表示，单位是乏(var),1.电压三角形,电压电流参考方向如图所示。,+,L,+,u,C,R,i,u,L,u,C,u,R,+,+,瞬时值,设：,则：,根据KVL可列出,相量模型,相量,+,+,+,+,j,X,C,R,j,X,L,I,U,U,R,U,L,U,c,相量图,有效值,U,L,-U,c,U,U,R,电压三角形,3.2.2 RLC电路,2,.,阻抗三角形,+,+,+,+,j,X,C,R,j,X,L,电路的阻抗(,),欧姆定律的相量形式,其中,：,模,：,阻抗角,：,阻抗三角形,：,电压与电流之间的,相位差,角，,由电路参数,R、L、C,确定。,电流与电压同相，,电路呈阻性,。,电压超前电流，电路呈电感性,；,电流超前电压，电路呈电容性,；,阻抗三角形,阻抗角,：,I,U,U,R,U,L,U,c,相量图,大于零时的相