电工基础培训PPT

电工基础培训中煤三十处（同忻项目部）目录电路的基本概要1电工安全基本知识2电气元件的识别3供配电系统简单的控制电路实例542第一章、电路的基本概要电：电是一种自然现象，是一种能量，如闪电、静电、交流电、直流电。电是由于电荷的存在或移动而产生的现象（微观解释）。通常说的电是个宏观概念（能量守恒解释电的产生）·电荷：通常的导体（金属）的基本单元是原子，原子由电子和原子核构成，核又由质子和中子构成，电子带负电，质子带正电，是正、负电荷的基本单元我们常将“带电粒子”，自然界中的电荷只有两种，即正电荷和负电荷。由丝绸摩擦的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷，由毛皮摩擦的橡胶棒所带的电荷叫负电荷。电荷的最基本的性质是：同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引电场：电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成，但它是客观存在的，电场具有通常物质1.1名词解释所具有的力和能量等客观属性。电场的力的性质表现为：电场对放入其中的电荷有作用力，这种力称为电场力。电场的能的性质表现为：当电荷在电场中移动时，电场力对电荷作功（这说明电场具有能量）。电磁感应：电磁感应现象：导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电动势。感应电动势的大小只与磁感应强度B、导体长度L、切割速度v及v和B方向间夹角θ的正弦值成正比，即E＝BLvsinθ电流(1)定义：带电粒子的定向运动形成电流，单位时间内通过导体横截面的电量定义为电流强度。一般规定正电荷移动的方向为电流的方向，只有闭合回路才有电流（没有电位差形成不了电荷的移动）。(2)电流单位：安培(A)，1A＝10³mA＝10^6μA电压(1)定义：电场力把单位正电荷从电场中A点移到B点所做的功，称其为A点到B点间的电压。用uAB表示。或任意两点间的电位差称为电压。概念与水位高低所造成的“水压”相似(2)电压单位：伏特（V），1V＝10³mV＝10^6μV，1kV＝10³V电功率(1)定义:单位时间内消耗电能即电场力在单位时间内所做的功。（和力学上的功率区别）P=W/tP=UI/P=W/t=FS/t=FV(2)功率单位：瓦特(W)电功率分有功功率、无功功率、视在功率有功功率P=1.732UIcosφ单位为W瓦无功功率Q=1.732UIsinφ单位为var乏视在功率S=1.732UI伏安（VA）或千伏安（KVA）U为线电压，I为线电流，φ为电压与电流的相位差在正弦交流电路中，有功功率一般小于视在功率，也就是说视在功率上打一个折扣才能等于平均功率，这个折扣就是Cosφ，称为功率因数电源绕组的星形接法中性点：将电源三相绕组的末端连接在一起，成为一个公共点，即为中性点。相线：从每相绕组的首端引出的导线叫做相线。相电压：每组绕组首末两端之间的电压，叫做相电压。线电压：两相线之间的电压叫做线电压。线电压是相电压的根号三倍电源绕组的三角形接法在交流电路中，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的无功并不是无用的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已.在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：一种是有功功率，也称平均功率，另一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如：55kW的电机就是把55kW的电力转换为机械能及热能；各种照明设备将电能转换为光能。无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40W的日光灯，除需40W有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80var左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它对外不做功，才被称之为无功。直流电简称DC，由英国人法拉第（1791～1867）在发现电磁感应现象基础上经过一系列改良再由爱迪生建立应用的。是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形。又称恒定电流交流电简称为AC,发明者是奥地利人尼古拉·特斯拉(1856—1943)。交流电也称“交变电流”，简称“交流”。一般指大小和方向随时间作周期性变化的电压或电流。它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹，日本等国家为60赫兹。正弦交流电的三要素是最大值、角频率和初相角。有效值可用来确切反映交流电的作功能力电路，由金属导线和电气以及电子部件组成的导电回路，称其为电路。直流电通过的电路称为“直流电路”;交流电通过的电路称为“交流电路”。电路要素：一是电源，它的作用是将其他形式的能转化为电能；二是负载，又称为用电器，即将电能转化为其他形式能的装置，也就是消耗电能的装置；三是控制或保护装置，它的作用是接通或断开电路，或保护电路不被损坏等；四是连接导线1.2电路电路的状态电路通常有三种状态，即：通路、开路和短路。（1）通路：又称闭路。电路构成闭合回路，有电流通过，负载正常工作。（2）开路：又称断路。电路中一处或多处呈断开状态，不能形成闭合回路，电路中没有电流，负载不能工作。（3）短路：又称捷路。由于意外或接线错误，使电源两端的导线直接相连，电源输出的电流不经过负载，只经过连接导线直接流回电源，称为短路。短路时，电路中的电阻很小，致使电流很大，容易损坏电源和导线，甚至引起火灾，短路是应当尽力避免的。电路分析：分析解算某种电路通常依靠以下几种基本定理（定律）欧姆定律、基尔霍夫定理、叠加定理、戴维南定理与诺顿定理欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律基本公式是：I=U/R。Ｉ＝Q／t电流＝电荷量／时间U-电压伏特（V）1kV=10^3V=10^6mVR-电阻欧姆（Ω）1MΩ＝10^3KW=10^6ΩI-电流安培（A）1A=10^3mA=10^6μA电阻的电阻值大小一般与温度，材料，长度，横截面积有关决定式：纯金属的电阻随温度的升高电阻增大温度升高1℃电阻值要增大千分之几电灯泡的灯丝用钨丝制造钨的电阻随温度升高而增大，温度升高1℃电阻约增大千分之五。灯丝发光时温度约2000℃，所以，电阻值约增大10倍。灯丝发光时的电阻比不发光时大得多，刚接通电路时灯丝电阻小电流很大，用电设备容易在这瞬间损坏。串联电路电流处处相等：I总=I1=I2=I3=……=In串联电路总电压等于各处电压之和：U总=U1+U2+U3+……+Un串联电阻的等效电阻等于各电阻之和：R总=R1+R2+R3+……+Rn串联电路总功率等于各功率之和：P总=P1+P2+P3+……+Pn串联电路中，只要有某一处断开，整个电路就成为断路。串联电路中，除电流处处相等以外，其余各物理量之间均成正比：（电流做的功指在通电相同时间内的大小）R1∶R2=U1∶U2=P1∶P2=W1∶W2=Q1∶Q2。组合中的元件具有相同的电压；流入组合端点的电流等于流过几个元件的电流之和；并联电路中，电阻大小的计算公式为1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……（R1、R2、R3……表示各支路电阻大小）在并联电路中，除各支路两端电压相等以外，电阻和其它物理量之间均成反比（在相同时间内），R1：R2=I2：I1=P2：P1=W2：W1=Q2：Q1功率P=W/t=UI=(I*I)R=(U*U)/R单位为W电能，即电功A=UIt=Pt单位的国际焦耳(J)，常用单位为度（kw.h），１度＝１千瓦×１小时；计算时也转换成J1度=1kw.h=1000w*3600s=3.6*10^6J某户有两只日光灯均为40W，有60W和15W白炽灯各一只，电视机1台，65W，录音机1台，功率25W。若这些设备每天工作5h，电费为0.805元/kWh，该用户一个月多少电费。P总=2*40+60+15+65+25=245（W）消耗电能A=Pt=0.245*30*5=36.75(kWh)D=36.75*0.805=29.6(元)电能表电表原理图火线/L零线/N输入输出负载/插座第二章、电工安全基本知识2.1安全电压与安全电流一般情况下，人体允许电流可按30mA考虑。在容易发生严重二次事故的场合，应按不引起强烈反应的10mA考虑。根据人体允许电流30mA、人体电阻1700Ω的条件确定安全电压的上限为50V。我国规定的工频安全电压额定值的等级为42、36、24、12、6伏。一般环境条件下允许持续接触的“安全低电压”是36V，这并不是绝对的，直流安全电压稍高些。当电气设备采用的电压超过安全电压时，必须按规定采取防止保护措施。设备漏电保护动作（跳闸）时间一般是二级设备漏电动作时间不大于0.1秒，一级柜是不大于0.2秒。矿井内等工作场合，狭窄、行动不便及周围有大面积接地导体的环境，采用的24或12V安全电压，即是防止因触电而造成的人身伤害。2.2绝缘安全用具绝缘安全用具是保证电工作业人员安全操作带电体及人体与带电体安全距离不够所采取的绝缘防护工具。绝缘安全用具按使用功能可分为：（1）绝缘操作用具主要用来进行带电操作、测量和其它需要直接接触电气设备的特定工作。常用的绝缘操作用具，一般有绝缘棒、绝缘夹钳等，操作用具均由绝缘材料制成。正确使用绝缘操作用具，应注意以下两点：﹡必须具备合格的绝缘性能和机械强度。﹡只能在和其绝缘性能相适应的电气设备上使用。（2）绝缘防护用具绝缘防护用具则对可能发生的有关电气伤害起到防护作用。主要用于对泄漏电流、接触电压、跨步电压和其他接近电气设备存在的危险等进行防护。常用的绝缘防护用具有绝缘手套、绝缘靴、绝缘隔板、绝缘垫等。当绝缘防护用具的绝缘强度足以承受设备的运行电压时，才可以用来直接接触运行的电气设备，一般不直接触及带电设备。使用绝缘防护用具时，必须做到使用合格的绝缘用具，并掌握正确的使用方法。绝缘棒绝缘夹钳绝缘靴、绝缘手套和绝缘袖套2.3电气设备的接地接地是为保证电工设备正常工作和人身安全而采取的一种用电安全措施，通过金属导线与接地装置连接来实现，接地装置将电工设备和其他生产设备上可能产生的漏电流、静电荷以及雷电电流等引入地下，从而避免人身触电和可能发生的火灾、爆炸等事故。常用的有保护接地、保护接零、工作接地(为使电路或设备达到运行的要求的接地，如变压器中性点接地)、防雷接地、屏蔽接地、防静电接地等。保护接地的接地电阻值，一般不应大于4Ω。井下接地电阻值，应大于2Ω矿井下电气设备分局部接地（保护接地）和辅助接地（馈电、综保等测漏用）接地装置的散流现象距接地体：20米以外电流不再产生电压保护接地:保护接地是将电气设备正常情况下不带电的金属外壳通过接地装置与大地可靠连接，一旦漏电电流会有效的流入大地。保护接地注意事项：1）电机类、变压器、照明灯具等金属外壳和底座。2)电器设备的传动机构。3)室内外配电装置的金属构架及靠近带电体部分的金属围栏和金属门以及配电屏、箱、柜和控制屏、箱、柜的金属框架。4)互感器的二次线圈。5)交、直流电力电缆的接线盒、终端盒的金属外壳和电缆的金属外皮。6)装有避雷线的电力线路的杆和塔。保护接零:在中性点直接接地系统中，把电气设备金属外壳等与电网中的零线作可靠的电气连接，以保护人身安全的一种用电安全措施。称保护接零；保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路，促使线路上的保护装置动作，以及切断故障设备的电源。此外，在保护接零电网中，保护零线和重复接地还可限