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電機基本常識頁次第一章基本電學------------------2~34第二章工業配線元件--------------35~97目錄第一章基本電學電機基本常識介紹電學基本單位電壓:推動電在導體中流動的壓力單位,用伏特(V)做單位.註:一般稱電壓220V、380V,其實若稱為電壓差220V、380V更接近實際的物理意義.電流:因電壓差,迫使電在導體中流動的量叫電流,用安培(A)做單位.電阻:是阻止電通過導體中的力,用歐姆()做單位,電阻值依材質不同有所差別,在相同材質下斷面積越大電阻越小,而導體長度越長電阻越大.電路如圖一所示,有兩個水位高低不同之水槽,中間接一水管,則A槽水必經水管流到B槽,亦即水從水位高處流到低處,而電如水之水位及水流,必須接一條電線使之構成迴路,如圖二所示電由電位高的正端經電線流經燈泡再經由電線流到電位低的負端.歐姆定律歐姆定律:電路中電流大小正比於電壓的大小,反比於電阻大小,其公式為:電流=電壓/電阻,如前圖例:電池電壓1.5V.燈泡電阻15歐姆,則電流為0.1A(1.5伏特/15歐姆=0.1安培)問題:何謂“短路”??短路發生時會有什麼情況發生?答:短路是指直接將電位不同的兩條導線不經負載相連接,會產生很大的電流及火花.例如將插座上兩條線短路,短路時電阻=0電流=電壓/電阻=220V/0=無窮大電功率電功率:電壓是一種電力,電壓能使電子移動,產生電流.如兩點間有電壓存在而無電流流動,好像兩個高低不同的水槽沒有水管相通,不會做功.凡電壓使電子由一點經負載移至另一點,就是做了功,做功的速率叫做電功率.單位以瓦特(W)表示,與電壓電流關係式以公式表示為W=V*I,亦即電壓與電流的乘積,就是電功率.註:交流電系統W=V*I*COS,COS就是功率因數瓦時:積算電力之單位,1瓦特電力使用1000小時稱為1KWH,也就是俗稱的一度電.電流有直流與交流二種,我們日常使用主要是使用交流電,其特色是可利用變壓器任意改變電壓大小,而直流大部份使用於電車或電鍍,例如我們日常使用的手電筒就是直流電。交流電以一定週期改變電壓和電流方向,1秒間反覆周期數稱為週波數,單位為週或赫(HZ),大陸地區都是50HZ。交流與直流交流電的頻率當交流發電機由原動機帶動而旋轉時,電樞上的線圈在每秒鐘通過磁極的次數愈多,電流的反向次數亦愈多,所以每秒鐘內完成的週數亦愈多。由於電流流動每半週反向一次,所以每秒鐘內的週數叫做“頻率對交流電頻率的瞭解非常重要。因為大多數交流裝備在正常工作時,除了需要額定的電壓和電流外,還需有額定的頻率.中國的標準市電頻率為每秒50週(一般稱為50HZ)。因為市電大多供給照明用,當交流電每次反向時,一定要經過零點,在零點時電燈就會暗滅。交流電的頻率50週的頻率,日光燈每秒內要暗滅100次,這樣高的變化率,人的眼睛無法感覺,如果所用頻率太低,人的眼睛就會感覺到燈光閃爍不定.功率因數當電流和電壓同相時COS=1,其電壓電流有效值的乘積等於實際功率,這和直流電路完全一樣,以後你將會發現E和I有效值的乘積,不常用瓦特表示,而叫做“VA”。用瓦特為單位的功率是實際功率,用KVA為單位的功率是視在功率。一個電源可能有伏特安培,但功率的瓦特數可能很小或者為零,電路中功率瓦特數和伏特-安培數的比率就叫做“功率因數”(powerfactor)。功率因數=功率/(電壓*電流)=P/(V*I)一般工廠因為馬達負載多,所以功率因數大多是落後,須使用進相電容器來改善功因.功率因數功率因數等於1功率因數小於1,有部分功率在線路上跑來跑去.從台電拿功率來用電流電壓負功率,送功率回電廠正功率,從電廠拿功率來用從電廠拿功率來用有效功率與無效功率交流三相系統視在功率S=√3*V*I交流三相系統有效功率P=√3*V*I*COS交流三相系統無效功率Q=√3*V*I*SIN功率因數與電費一般電表(千瓦小時表)是供電公司收取電費的依據,電表只累計有效功率,無效功率無法累計.供電公司供電時必須依據視在功率的大小來決定輸配電系統的容量,收費時卻只能依據實功率來收費,--------供電公司吃虧?????工業用戶供電公司規定需加裝乏時表,功率因數在0.8以下,每減少1%,加收千分之三電費,功率因數在0.8以上,每增加1%,減收千分之1.5的電費.功率因數改善方式一般工業用戶多會加裝進相電容器來改善功率因數,以避免功率因數太低被加收電費.以往進相電容器大多加裝在高壓側,目前逐漸以加裝在低壓側為主流.三相進相電容器組凡是你將兩個電阻的頭尾順序相連,叫做串聯連接。如電路內所有電阻都成頭尾相連,則電流流動的路徑只有一條,這些電阻就連成串聯電路,電阻的串聯和電池的串聯有一重大區別,電池串聯時必須按照正負極性適當的連接,但電阻本身則無極性.串聯電路連接頭接尾假定你有兩個燈泡,你把一個燈泡燈座的一端,和另一個燈座的一端相連接,留下每個燈座的一端不接,將燈泡插入燈座時,它們就成串聯相接,但還不能成為串聯電路.如要接成一個完整串聯電路,你應當將燈座的未接兩端,跨接於一個例如電池的電源電壓上.如有許多燈泡,電阻器或具有電阻的裝置要連成串聯電路,可將它們的接端和接端順序相接,一併跨按在電壓電源上,在接端間流動的電流僅有一個路徑。若電池保持現狀,串聯的燈泡由2個增加到4個,則每個燈泡的亮度會變暗.串聯電路連接當你把許多電阻並排起來,將各端互相連接,它們就是並聯連接。這樣的接法,電流流動不只是一條路徑。如電路中的電阻如此連接時,則這種電路稱為並聯電路。同理,電池並聯連接可得電池組,經由每一電池可得很多的電流路徑,每個電池可供給總電池電流的一部份.並聯電路連接如將兩個燈座並排放置,把燈座相鄰的接端相互連接,就成並聯連接,但是它們並不是一個完整的並聯電路.如將連接燈座的兩端再跨接在一個電壓電源上,這樣就形成一個完整的並聯電路。多數電源線都是並聯電路,由燈泡、電動機或其他型式的電阻並聯後跨接在電源線上,接於電壓電源兩端間的各種電器,可供給不同的電流路徑。並聯電路連接單相交流是二條電線用於小型電力用戶,如家庭用之電燈及電器,而三相交流是三條電源線各相差120,因輸送時效率較高,故用於工廠之大動力系統。三相交流系統各相差120,用夾式電流表測量三相電流時,必須一相一相量測,若三相同時量測時,所量測的電流值必定為零,這是因為三相合成的總磁力線為零的緣故.配線時應將三相線路放在一起,使合成磁力線為零,減少對外界的磁力線干擾.單相交流與三相交流三相線路單獨入線二相線路間有鐵板隔著熱影像圖示設備名稱動力分電盤初檢負載R:S:T:初檢日期911023設備位置製膜廠PBF-2,3延伸電氣室複檢負載R:S:T:複檢日期920307改善前81.1*81.6C*-17.6C-15.0-10.0-5.00.05.010.015.020.025.030.035.040.045.050.055.060.065.070.075.080.0說明盤體入線口鐵板溫度相對偏高,研判三相導線採單獨入線造成環流產生CT效應,建議三相導線進入盤體採同一入線孔方式配線。改善後33.9*42.9C*3.7C5.010.015.020.025.030.035.040.0說明經切割入線孔破壞其環流環境後,溫度↘33.9℃。XX廠PBF-2、3延伸電氣室,動力分電盤盤體入線口鐵板溫度81.1℃偏高,研判三相導線採單獨入線造成環流,產生CT效應,建議三相導線進入盤體採同一入線孔方式配線。經切割入線孔破壞其環流環境後,溫度↘33.9℃。變壓器介紹電力在從發電廠送到用戶的過程中,必須經過多次的電壓值轉換,最主要的目的是要“高壓輸送,低壓使用”.P=V*I*COS,若輸送時電壓越高,則線路電流越小,導線線徑可較小,輸送線上的損失也較小為什麼要用變壓器?當你研習交流電路時。你已知道用交流電作電源較直流電作電源有很多優點。其中最大的一個優點,就是藉變壓器的作用,可隨意將交流電壓升高或降低。你還記得,遠距離傳輸電功率以高電壓和小電流較佳,因為電流小,流過傳輸線電阻的I*R電壓降可以大為減小,輸送線上的損失也較小。為傳輸高電壓和小電流的交流電功率,發電廠發出的電壓先饋送至變壓器,由變壓器把電壓升高,由於電功率由電壓和電流兩者決定,在傳送同樣電功率時,電壓升高則電流便可減小,在傳輸線的負載端,可另用一變壓器,降低電壓至負載裝備工作所需的電壓值。變壓器的重要性變壓器是利用交變磁場把電能由一個線圈傳送到另一線圈的方法,兩個線圈並不互相連接,僅係磁耦合。當一個線圈中產生一交變磁場,切割另一線圈時,便在這線圈內產生感應電壓.變壓器的工作原理簡單的變壓器是由兩組非常靠近且相互絕緣的兩個線圈所組成,其中加交流電的線圈叫做“一次繞組”,它可產生磁場,割切另一線圈,另一線圈叫做“二次繞組”,可產生一感應電壓,這二個線圈並未直接連接,但是它們卻以磁場相互偶合在一起,所以變壓器能藉交變磁場把電能由一線圈轉送到另一線圈。註:變壓器不能加直流電壓否則變壓器會燒毀.變壓器的工作原理假定一次繞組的所有磁力線割切二次繞組所有的線圈,則二次繞組中感應的電壓將由二次繞組的匝數和一次繞組的匝數比決定。例如二次繞組中有1,OOO匝,而一次繞組中有100匝,則二次繞組中感應的電壓將為一次繞組電壓的10倍,若二次繞組的匝數較一次繞組為多,則此變壓器叫做“升壓變壓器”倘使二次繞組有10匝而一次繞組是100匝,則二次繞組中的感應電壓將為一次繞組中的感應電壓將為一次繞組所加電壓的1/10倍,若二次繞組的匝數較一次繞組為少,則此變壓器叫做“降壓變壓器”.變壓器的工作原理變壓器的工作原理由於功率等於電壓乘電流,如以EpIp代表一次繞組的功率,EsIs代表二次繞組的功率,則EpIp=EsIs而倘使一次組繞和二次繞組的電壓相等,則一次繞組和二次繞組的電流亦必相等。假定Ep較Es大一倍,則從EpIp=EsIs,Ip將等於Is的半數,所以降壓的變壓器,電流一定要增大。同理,倘使Ep僅Es的一半,Ip將大於Is一倍,因此升壓的變壓器,電流便要減小.通常變壓器都用電壓的升降來分別,計有降壓和升壓變壓器兩種.變壓器的工作原理變壓器功率額定值的單位,通常用KVA(千伏安)來表示,它和功率因數無關。變壓器本身並不產生電功率,它僅藉磁感應把電功率由一個線圈轉送到另一線圈.雖然變壓器傳輸功率的效能並非百分之百,但是它們的功率消耗極小,效能極高,在實用上說,效率可以說是百分之百。故變壓器可視作一個把電功率由一次繞組傳送到二次繞組中,而毫無損耗的工具(假定效率為100%).變壓器的工作原理變壓器的損耗為低頻設計的變壓器,線圈可繞在鐵芯上,使磁力線經過低阻的路徑.這樣可使兩繞組間的耦合程度增至最大.功率傳送至二次繞阻時,其損耗可減少,壓變器的損耗有三種:(1)電流流過繞組的電阻所產生的I²R損耗,(2)鐵芯感應電流所產生的渦電流損耗,(3)每次磁場變換方向時,鐵芯的磁場方向亦隨之變換,遂產生磁滯損耗。註:項2,3的損失只要變壓器有送電就存在,項1的損失在有外接負載時才會存在自耦變壓器除了有兩組線圈的變壓器外,尚有僅有一組線圈的變壓器叫做自耦變壓器,電能可由線圈的一部份中以磁感應傳到另一部份線圈中。電流和電壓的關係,與兩組線圈變壓器中一樣.自耦變壓器可無段調整輸出電壓,例如:DOFFER的YARNCUTTER若加裝自耦變壓器,則可微調加熱線的溫度,改善切絲效果.變壓器的故障變壓器中任何一組線圈斷開時,便發生開路故障變壓器中任何一部份線圈或整個線圈短路時,便形成短路故障。變壓器的任何一組線圈的導線接地。變壓器的故障檢修,須用一個伏特表和一個歐姆表來尋出故障的所在,如變壓器發現有上述的缺點,則必須換新.第二章工業配線元件電機基本常識介紹無熔絲開關無熔絲開關為一種低壓過電流保護之斷路器,在美國稱為模殼型斷路器(Molded-CaseCircuitBreaker)簡稱MCB;在日本稱為無熔絲開關(No-FuseB
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