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正文內(nèi)容

工程訓(xùn)練基礎(chǔ)教程14章電工電子基礎(chǔ)知識-在線瀏覽

2025-01-11 04:57本頁面
  

【正文】 的三種狀態(tài):通路、開路、短路,三種狀態(tài)的電路如圖 145所示: 圖 145(a)中的電路處于通路狀態(tài)。 圖 145( b) 中的電路處于開路狀態(tài)。 圖 145( c)中的電路處于短路狀態(tài)。由于流過電源的電流很大,很容易燒毀電源和導(dǎo)線,不會燒毀負(fù)載。 (一)、 部分電 路 歐姆定律: 部分電 路 歐姆定律的內(nèi)容是:在電 路 中,流過電阻的電流 I的大小與電阻兩端的電壓 U成正比,與電阻 R 的大小成反比。R=IU 。 在圖 a 中,已知電路 R=10Ω ,電阻 R 兩端的電壓 UAB=5V,那么流過電阻 R的電路 I是多少呢?根據(jù)部分 電路 歐姆定律可知流過電阻 R 兩端的電流I=RU = RUAB =105 =。 R=2179。 在圖 C 中已知流過電阻的電流 I=2A,電阻兩端的電壓 UAB=12V,那么電阻R是多少呢?根據(jù)部分電路歐姆定律可知電阻 R=IU =212 =6Ω。 如圖 147中,電源的電動勢 E=12V,它與 A、 D 兩點的電壓 UAD相等,三個電阻 R R R 串接起來,可以相當(dāng)于一個電阻 R, R= R1 +R2 +R3=2+7+3=12Ω .知道了 總電阻 R 的大小和總電阻兩端的電壓,就可以求出流過電阻的電流I: I=RU =321 RRR UAD?? =1212 =1A 求出流過電阻 R R、 R3的電流 I,并且它們的電阻大小已知,就可以求出R R、 R3的電壓 UR1(實際就是 A、 B 兩點之間的電壓 UAB)、 UR UR3: UR1=UAB=I178。 2=2V UR2=UBC=I178。 7=7V UR3=UCD=I178。 3=3V 從上面可以看出: UR1+ UR2+ UR3= UAB+UBc+ UCD= UAD =12V 在圖 147中如何求 B點的電壓呢?首先要明白,求某點的電壓就是求該點與地之間的電壓,所以 B 點的電壓 UB實際就是 UBD,求 UB有兩種方法: 方法一: UB= UBD= UBc+ UCD= UR2+ UR3=7+3=10V 方法二: UB= UBD= UAD UAB= UAD UR1=122=10V (二)、 全電路歐姆 定 律 全電路是只含有電源和負(fù)載的閉合回路,其內(nèi)容是:閉合電路中的電流 與電源的電動勢成正比,與電路的內(nèi) 外電阻之和成成反比。電源輸出電壓(也就是電阻 R兩端的電壓) U=IR=1179。 2=2V。 根據(jù)全電路歐姆 定 律 可以看出: 在電源未接負(fù)載時,不管電源內(nèi)阻有多大,內(nèi)阻消耗的電壓始終為 0V,電源兩端的電壓與電源電動勢相等。 在電源內(nèi)阻不變的情況下 , 如果外阻(負(fù)載)減小電路中的電流就越 大,內(nèi)阻消耗的電壓就越大,電源輸出的電壓也會降低。 利用全電路歐姆電律可以解釋很多現(xiàn)象, 比如舊電池兩端的電壓與正常電壓相同,當(dāng)將舊電池與電路連接 輸出的電壓大大降低。 大小和方向 隨時間變化的電流、電壓,統(tǒng)稱 “交流電 ”。大小和方向隨時問作 正弦規(guī)律 變化的電流、電壓,稱為 “正弦交流電 ”。 如圖 149 所示。 圖 149 二 .正弦 量的三要素 ( 一 )正弦量的三要素 正弦波形的電動勢、電壓和電流統(tǒng)稱為正弦量,當(dāng)參考方向選定以后,它們的三角函數(shù)學(xué)表達式為: 正弦量的三要素是: 最大值 (振幅 )Em,Um,Im,它決定正弦量的變化范圍。 初相位 (或初相角 )Ψ,它決定正弦量變化的進程,即表示正弦量變化的初始狀態(tài)。 一個正弦交流電比另一個同頻率的正弦交流電提前到達零值 或正的最大值,那么在相位上說,前者 超前 于后者,或者說后者 滯后 于前者 。 ,即一個到達正的最大值時,另一個正好到負(fù)的最大值,這時,我們稱它們?yōu)榉聪唷?兩個正弦量進行相位比較時,必須是同頻率、并在相位差角小于 (或 大于 丌弧度 )的前提下 才能確定超前或滯后的關(guān)系。 (三) 正弦交流電的有效值 瞬時值 :正弦量任意瞬間的值稱為瞬時值,用小字母表示 :i、 u、 e 振幅 :正弦量在一個周期內(nèi)的最大值,用帶有下標(biāo) m 的大寫字母表示 : Im、 Um、 Em 有效值:一個交流電流的做功能力相當(dāng)于某一數(shù)值的直流電流的做功能力,這個直流電流的數(shù)值就叫該交流電流的有效值。 用儀表測得的交流電壓、電流值,就是被測物理量的有效值。 交流設(shè)備名牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值 。 電工技術(shù)中,通常所說的交流電的大小指的是有效值。的三個正弦交流電源同時供電的系統(tǒng),稱為三相電路。 (一) 、 三相交流電源 三個同頻率、有效值相等、相位依次互差 ?120 的正弦交流電源稱為對稱三相 電源。線電壓的大小是相電壓 3 倍,相位超前相應(yīng)的相電壓 ?30 。 圖 1410 對稱三相電源的星形聯(lián)接 (二) 、 三相負(fù)載及其聯(lián)接 三相電路的用電負(fù)載可以分為兩類。要合理地把負(fù)載接到電源上,首先應(yīng)保證負(fù)載的額定電壓與電源相符(例如我國低壓供電系統(tǒng)為 380/220V,則 220V 單相用電器應(yīng)接在 任一火線與中線之間,額定電壓為 380V 的單相負(fù)載則應(yīng)接在任意兩根火線之間,若負(fù)載的額定電壓不等于電源電壓,則需要用變壓器);其次是多個單相負(fù)載應(yīng)按功率盡可能均勻分接在各相上,如圖 1411 所示。圖 1412 為三相負(fù)載聯(lián)接的常用電路。 安全用電基礎(chǔ)知識 一、人身觸電事故 當(dāng)電 流流過人體時對人體內(nèi)部造成的生理機能的傷害,稱之為人身觸電事故。流過人體的電流越大,危險越大;電流通過人體A B C N Z1 Z2 Z3 圖 1411單相負(fù)載的聯(lián)接 380/220V Z5 Z4 Z6 b a c N’ Z1 Z3 Z2 ( a) 星形聯(lián)接 a b c Z1 Z2 Z3 ( b) 三角形聯(lián)接 圖 1412 三相負(fù)載聯(lián)接的常用電路表示 腦部和心臟時最為危險;工頻電流危害要大于直流電流。 (一) 觸電危害 電傷是由于發(fā)生觸電而導(dǎo)致的人體外表創(chuàng)傷,通常有以下三種: (1) 灼傷 (2) 電烙傷 (3) 皮膚金屬化 電擊 是 電流通過人體,嚴(yán)重干擾人體正常的生物電流,造成肌肉痙攣 (抽筋 ) 。觸電后能自行擺脫的最大電流稱為擺脫電流。在較短時間內(nèi)會危及生命的最小電流稱之為致命電流。而一般情況下, 30mA 以下的電流通常在短時間內(nèi)不會造成生命危險,我們將其 稱為安全電流。電流的類型不同對人體的損傷也不同。 電流的作用時間??梢杂秒娏髋c時間乘積 (也稱電擊強度 )來表示電流對人體的危害。前者又可分為 單相觸電 和 兩相觸電 。 單相觸電示意圖( a) 中性點接地系統(tǒng)的觸電 圖 1413 單相觸電示意圖( b) 中性點 不 接地系統(tǒng)的觸電 2 、 兩相觸電 兩相觸電是指 人體同時接觸到電氣設(shè)備或電力線路中的兩相帶電導(dǎo)體,或者在高壓系統(tǒng)中,人體同時過分靠近兩相導(dǎo)體而發(fā)生電弧放電,則電流將從一相導(dǎo)體通過人體流入另一相導(dǎo)體 (如 圖 1414) 。人假如在接地點周圍 20米以內(nèi)行走,其兩腳之間就有電位差,這就是跨步電壓。 跨步電壓的大小取決于人體離接地點的距離和人體兩腳之間的距離。人若碰到帶電外殼,就要觸電,這就是接觸電壓觸電。 對于開關(guān)設(shè)備的操作,必須嚴(yán)格遵照操作規(guī)程進行,合上電源時,應(yīng)先合隔離開關(guān)(一般不具有滅弧裝置),再合負(fù)荷開關(guān)(具有滅弧裝置);分?jǐn)嚯娫磿r,應(yīng)先斷開負(fù)荷開關(guān),再斷開隔離開關(guān)。有分路開關(guān)的,應(yīng)盡量切斷故障區(qū)域的分路開關(guān),避免越級切斷電源。電氣設(shè)備在運行時往往會發(fā)熱,所以要有良好的通風(fēng)條件,有的還要有防火措施。 所有電氣設(shè)備的金屬外殼,都必須有可靠的保護接地或接零。 (二) 、安全用電常識 不掌握電氣知識和技術(shù)的人員,不可安裝和拆卸電氣 設(shè)備及電路。 絕不允許私自亂接電線。 不準(zhǔn)用鐵絲或銅絲代替正規(guī)熔體。 任何電氣設(shè)備或電路的接線樁頭均不可外露。接地體是埋入地中并和大地直接接觸的導(dǎo)體組,它又分為自然接地體和人工接地體。人工接地體是利用鋼材制成不同形狀打人地下而形成的接地體。發(fā)生接地短路時,由接地故障點經(jīng)接地裝置而流人大地的電流,稱為接地短路電流(接地電流) Id。由中性點引出的線稱為中性線,如圖 1417 所示。此時,由零點引出的線稱為零線,如圖 1418 所示。如變壓器低壓側(cè)的中性點、電壓互感器和電流互感器的二次側(cè)某一點接地等,其作用是為了降低人體的接觸電壓。 ( 1) 保護接地原理 在中性點不直接接地的低壓系統(tǒng)中帶電部分意外碰殼時,接地電流 Id 通過人體和電網(wǎng)與大地之間的電容形成回路,此時流過故障點的接地電流主要是電容電流。圖中 Rr 為人體電阻, Rb 為保護接地電阻。這時通過人體的電流僅是全部接地電流 Id 的一部分 Ir 。主要適當(dāng)控制 Rb 的大?。☉?yīng) 在 4Ω 以下)即可以把接地電流 Id限制在安全范圍以內(nèi),保證操作人員的人身安全。 保護接零原理 在中性點直接接地系統(tǒng)中,當(dāng)某相絕緣損壞碰殼短路時,通過設(shè)備外殼形成該相對零線的單相短路,短路電流 Id 能使線路上的保護裝置(如熔斷器、低 壓斷路器等)迅速動作,從而把故障部分的電源斷開,消除觸電危險 (如 圖 14— 20)。 ( 1)重復(fù)接地的作用 重復(fù)接地的接地電阻不應(yīng)大于 10 歐姆,用于 1KV
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