【文章內容簡介】 學 內 容教法提示及備注電容本身并不消耗能量，故有功功率P=0.、電感、電容的串聯(lián)電路R、L、C的串聯(lián)電路，由于串聯(lián)電路中各元件通過的電流是相同的，所以為了分析方便，以電流為參考正弦量。設 i=Im sin ωt該電流通過R、L、C以后，將在這三種元件上分別產生電壓：在電阻上產生一個與電流同相位的電壓降；在電感上產生的電壓超前電流90176。；在電容上產生的電壓滯后電流90176。.在R、L、C串聯(lián)電路中，電路的功率可用下圖所示的功率三角形來表示。S=IU Q=I(ULUC)P=IUR在交流電路中，將電壓有效值與電流有效值的乘積，稱為電路的視在功率，即S=IU。單位為伏安（VA）或千伏安（）。視在功率表示電源提供的總功率，也表示交流電源容量的大小。 電路的有功功率實際上就是電阻上消耗的功率，即, P=URI=UI cosΦ電路的無功功率是電源與負載交換的功率，即， Q=ULIUCI=(ULUC)I=UI sinΦ由此可見，有功功率等于視在功率S乘以cosΦ 。即， cosΦ=P/S CosΦS是表示設備利用率的一個系數，故稱之為功率因數。當視在功率一定時，設備的有功功率越大，利用率越高。由功率三角形可以看出，視在功率 、有功功率和無功功率之間的關系可以用勾股定理表示，即 S2=P2+Q2 S=√P2+Q2 已知感抗XL和容抗XC在交流電路中起著相反的作用，即感抗使電壓超前電流90186。，在電感兩端并聯(lián)一只電容，使負載近似呈電阻性（電壓與電流同相位），以達到提高功率因數的目的。 見《電工作業(yè)安全技術》P47之圖140功率因數的提高 見《電工作業(yè)安全技術》P47之圖140三相交流電頻率和最大值相同而相位互差120186。的三個交流電稱之為三相交流電。安陽鑫龍煤業(yè)（集團）技工學校教案（附頁）教 學 內 容教法提示及備注三相電動勢達到最大值的先后次序叫做相序，ABC稱為正序，如任意兩相對調后則稱為負序。三相母線的相序是用顏色表示的，規(guī)定用黃色表示U相，綠色表示V相，紅色表示W相。見圖141三相交流電任一瞬時的代數和恒等于零。作為三相電源的發(fā)電機或三相變壓器都有三個繞組，在向負載供電時，三相繞組通常是接成星形或三角形。 見圖142三相繞組末端所聯(lián)成的公共點叫做電源的中性點，在電路中用N表示。從中性點引出的導線叫做中性線。當中性線接地時，又叫地線或零線。由三根火線和一根零線所組成的供電方式叫三相四線制，常用于低壓配電系統(tǒng)。而不引出中性線，由三根相線供電，稱為四線三線制，多用于高壓輸電。在星形連接的電源中，可獲得兩種電壓，即相電壓和線電壓。 對稱三相電源作星形連接時，線電壓是相電壓的√3倍，且線電壓超前相電壓30186。.平時所指發(fā)電機或線路的電壓都是線電壓。 見圖143當發(fā)電機繞組接成三角形時，三個繞組構成的回路中總電動勢為零。因此，在該回路中不會產生環(huán)流。當一相繞組接反時，回路電動勢將不再為零，由于發(fā)電機繞組的阻抗很小，會產生很大的環(huán)流，可能燒毀發(fā)電機繞組。電力系統(tǒng)的負載，按其對電源的要求，分為單相負載和三相負載。我們把通過各相負載的電流叫相電流，各相線中的電流叫線電流，在負載作星形連接時， I線=I相 U線=√3U相（1）對于三相對稱負載由于各相負載對稱，即ZU=ZV=ZW又由于三相電壓對稱，故三相電流也對稱，即 IN=IU+IV+IW=0可見對稱負載作Y連接時，中性線電流為零，所以可將中性線去掉，構成所謂的“三相三線制”。（2）三相不對稱負載當三相不對稱時，由于中性線的存在，負載的相電壓總等于電源的相電壓，因電壓對稱，可以保證負載正常工作。但是此時由于各相負載不同，使各相的電流不再相等，導致中性線中有電流流過。此時若將中性線斷開，這時雖然線電壓還是對稱的，但是負載的相電壓就不會再等于電源的相電壓了，結果使阻抗小的負載相電壓減小，阻抗大的負載相電壓增大，最終使電壓增大的這相負載燒毀。可見中性線的作用是能保證三相負載成為三個互不影響的獨立電路，使各相負載的電壓恒等于電源相電壓。因此，在三相不對稱負載系統(tǒng)中，不允許安裝熔斷器和開關。要盡量使三相負載平衡，以減少中線電流。（計算例題見《電工作業(yè)安全技術》P52）安陽鑫龍煤業(yè)（集團）技工學校教案（附頁）教 學 內 容教法提示及備注在負載的三角形連接中，相電壓=線電壓，線電流=相電流的√3倍，即 U相=U線 I相=I線/√3而且線電流相位滯后相電流30186。.在三相對稱負載電路中，負載消耗的有功功率等于各相有功功率之和，則三相總功率為，即 P = 3 U相I相cosΦ在三相對稱負載電路中，不論負載作星形連接還是做三角形連接，其三相電路的功率還可用線電壓和線電流表示。即，P=√3U線I線cosΦ Q=√3U線I線sinΦ S=3U線I線注意：上式中的功率因數角Φ是指線電壓與相電流之間的相位差，而不是線電壓與線電流之間的相位差。講解計算例題 p55 晶體管與晶閘管晶體二極管也叫半導體二極管，它只有一個pn結，具有單相導電性，常用于整流、檢波，在電子電路中應用廣泛。 見p56之表12晶體二極管的電流與電壓的關系曲線叫二極管的伏安特性曲線。（講解）：正向特性、反向特性和反向擊穿特性二極管的兩個重要參數——額定正向電流和最高反向工作電壓。額定正向電流：是指長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。超過此值，pn結就會因溫度過高而燒毀。最高反向工作電壓：是指晶體二極管所能承受的最高反向工作電壓（指最大值），超過此值，二極管就有被擊穿的危險。在使用大功率二極管時由于電流大發(fā)熱厲害，必須裝置散熱片，以降低結溫。在實際選擇管子時，管子的額定電流要比實際最大工作電流留有一定余地。晶體三極管也叫半導體三極管，可作為放大與振蕩元件和開關元件。它有兩個pn結，即發(fā)射結和集電結；有三個工作區(qū)，即發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)；有三個電極，即：基極b、發(fā)射極e和集電極c，其中，b極接在中間基區(qū)的半導體上，e極和c極分別接在兩邊的發(fā)射區(qū)和集電區(qū)上。講解：實驗電路過程 p58圖150和表13三極管各極的電流分配關系：Ie=Ic+Ib 由于Ib數值比Ie小得多，故可認為Ie近似等于Ic. Ie≈Ic通常把集電極電流Ic大于基極電流Ib的倍數叫做三極管的直流放大系數，用字母β表示。即β=Ic/Ib β=Δic/Δib安陽鑫龍煤業(yè)（集團）技工學校教案（附頁）教 學 內 容教法提示及備注從實驗可看出，基極電流的微小變化，會引起集電極電流較大的變化，即晶體管的基極對集電極有控制作用（或稱具有電流放大作用）。在實驗圖中，輸入電路和輸出電路共用了發(fā)射極，簡稱共射極電路，另外還有共基極電路和共集電極電路，其中共射極電路應用較為廣泛。下面以共射極為例介紹晶體管的主要參數。 講解（1）共射極接法輸入阻抗小（約幾百歐姆），輸出阻抗大（約幾十千歐姆），電流、電壓和功率放大倍數以及穩(wěn)定性和頻率特性較差。常用于放大電路和開關電路。（2）共集電極電路輸入阻抗大（約幾百千歐姆），輸出阻抗?。s幾十歐姆），電流放大倍數大，電壓放大倍數小于1，穩(wěn)定性與頻率特性較好，帶負載能力強。常用于阻抗變換電路中和放電器的輸入輸出級，也稱射極輸出器。（3）共基極電路輸入阻抗小（約幾十歐姆），輸出阻抗大（約幾百千歐姆），電流放大倍數小于1，電壓放大倍數較大，穩(wěn)定性與頻率特性較好，但需要兩個獨立的電源，一個為集電極與基極之間的電源，一個為發(fā)射極與基極之間的電源。常用于高頻放大和振蕩電路中。放大狀態(tài)、截止狀態(tài)和飽和狀態(tài)。整流電路就是利用整流二極管的單向導電性將交流電變成直流電的電路。講解電路：經過整流使電路的輸出電壓（負載RL的端電壓）UL是個單一方向的脈動電壓，這個脈動電壓的直流分量是此脈動電壓在整個周期內的平均值。UL=*U2 式中U2是變壓器二次側電壓u2的有效值。通過負載RL的直流電流平均值為 IL=UL/RL=*UL/RL整流管所承受的反向電壓最大值 URM=√2*U2單向橋式整流電路由四個晶體二極管構成電橋形式。橋式整流輸出直流電壓為：UL=*U2 式中U2是變壓器二次側電壓u2的有效值。通過負載RL的直流電流平均值 IL=UL/RL=*U2/RL每只二極管所承受的反向電壓最大值URM=（√2*U2）*1/2。每只二極管流過的電流為 IV=IL*1/2橋式整流電路所用變壓器利用率高，在相同直流輸出電壓時，二極管所承受的反向電壓低。缺點是所用元件要多2只二極管。安陽鑫龍煤業(yè)（集團）技工學校教案（附頁）教 學 內 容教法提示及備注晶閘管是晶體閘流管的簡稱，原稱可控硅，是一種大功率的半導體器件。具有效率高、控制特性好、反應快、壽命長、體積小、重量輕、可靠性高和維護方便等優(yōu)點，在可控整流、調壓、無觸點開關和變頻、逆變（直流變交流）等方面獲得廣泛應用。（1）晶閘管的結構晶閘管內部由四層半導體次疊而成，有三個pn結，外部引出三個電極，分別為陽極A、陰極K和控制極G（又稱門極）。為了散熱，大功率可控硅還附有金屬制的散熱片，更大功率的晶閘管則采用水冷。晶閘管的外形有螺栓式、平板式和小型塑封式。（2）晶閘管的工作原理 講解實驗通過實驗可知：要使晶閘管導通，必須在A、K極間加上正向電壓，同時加以適當的正向控制極電壓（又稱觸發(fā)電壓）。一旦晶閘管導通后，要使晶閘管關斷，必須采取降低陽極電壓、反接或斷開電路等措施，使正向電流小于最小維持電流。（1）額定正向平均電流：是指在規(guī)定的環(huán)境溫度標準散熱條件和元件全導通的情況下，可連續(xù)通過的工頻半波電流的平均值。（2）最小維持電流：維持晶閘管導通所需要的最小陽極電流。（3）正向阻斷峰值電壓：是指斷開控制極后，能保證晶閘管不導通而允許重復加在AK間的正向峰值電壓。（4）反向峰值電壓：斷開控制極后，重復加在AK間的反向峰值電壓。（5）控制極觸發(fā)電壓和電流：是指在規(guī)定的環(huán)境溫度和一定的正向電壓條件下，使晶閘管從關斷到導通，控制極所需要的觸發(fā)電壓和電流。講解：晶閘管單相半波整流電路。整流變壓器二次側電壓u2為正弦交流電，=α（α稱為控制角）時加上ug脈沖，則晶閘管開始導通，直至u2下降至0（降低至使流過晶閘管陽極的電流小于維持電流時）時才關斷。這樣負載上的電壓、電流波形如圖157中陰影部分所示，其平均值為：UL=*U2*(1+cosα/2)晶閘管在正半周導通的范圍β稱為導通角，顯然，α越大，β越小，輸出電壓也越低。晶閘管所承受的最大反向電壓為 √2*U2.選用晶閘管元件時要注意通過元件的電流和可能承受的最大反向電壓數值，并留有一定余地。安陽鑫龍煤業(yè)（集團）技工學校教案（內頁）授 課 章 節(jié)第二章 電工測量 教 學 目 的了解電工儀表基本知識掌握正確測量方法和安全注意事項重 點 與 難 點教學重點測量方法 安全注意事項教學難點電工測量儀表基本知識教 學 方 法講解法、圖例法教 學 手 段多媒體、講述教 學 過 程時 間 分 配教 學 內 容學 時第一節(jié) 電工測量儀表基本知識和電壓與電流的測量6第二節(jié) 鉗形電流表、萬用表和兆歐表4第三節(jié) 電能的測量；直流電橋2課堂課堂討論習題課 本章練習題講解教學過程設計組織教學 導入 講授新課練習 小結 作業(yè)實 驗 實操演練思考題及作業(yè)題 本章練習題講解教 后 感安陽鑫龍煤業(yè)（集團）技工學校教案（附頁）教 學 內 容教法提示及備注二、電工測量電工測量的基本知識電工測量，就是將被測的電量或電參數與同類標準量進行比較，從而確定出被測量大小的過程。電工儀表按結構和用途不同，主要分為指示儀表、比較儀表和數字儀表等三類。電工指示儀表的特點是能將被測電量轉換為儀表可動部分的機械偏轉角，并通過指示器直接讀出被測量的大小，故又稱為直讀式儀表。電工指示儀表的規(guī)格品種很多，通常采用下列方法進行分類：（1）按工作原理分類：主要有磁電系儀表、電磁式儀表、電動系儀表和感應系儀表。此外還有整流系儀表、鐵磁電動系儀表等。（2）按使用方法分類：有安裝式（又稱面板式）、便攜式兩種。其中便攜式儀表是可以攜帶的儀表，其準確度較高，廣泛用于電氣試驗、精密測量及儀表檢定中。（3）按被測量的名稱分類：有電壓表、電流表、功率表、電能表、頻率表、相位表、萬用表等。（4）按準確度等級分類：、、數字越小，精度越高，準確度等級越高。比較儀表的特點是在測量過程中，通過被測量與同類標準量進行比較，根據比較結果才能確定被測量的大小。比較儀表分直流比較儀表和交流比較儀表兩大類。電位差計和直流電橋屬于直流比較儀表；交流電橋屬于交流比較儀表。數字儀表的特點是采用數字測量技術，并以數碼的形式直接顯示出被測量的大小。 見p68之表21（1）磁電系測量機構磁電系測量機構是磁電系直流儀表的核心，只要在其基礎上配上不同的測量線路，就能組成各種不同的直流電流表和電壓表。磁電系測量機構主要由固定的磁路系統(tǒng)和可動的線圈兩部分組成。磁電系測量機構中游絲的作用有兩個：一是產生反作用力矩；二是把被測電流導入和導出可動線圈。（2）磁電系儀表的工作原理磁電系測量機構是根據通電線圈在磁場中