电工技术培训教案.doc

武汉工程职业技术学院（铁山校区培训部教案）班 级：程潮铁矿高技能人才班任课教师：付 斌日 期：2009年8月 二00九年 下学期 教学进度计划表任课教师：付斌 班级：程潮高技能人才班 2009.8教材名称电工技术教材版本机械工业出版社时间章节内容课时8，26第一讲直流电路分析计算69，16第二讲单相交流电路分析计算410，28第二讲单相交流电路分析计算411，18第三讲三相交流电路分析计算4第一讲 直流电路教学内容: 1、掌握电阻串、并联的特点2、熟悉简单直流电路的分析计算方法3、掌握复杂直流电路的分析计算方法重难点：复杂直流电路的分析计算方法教学进程：见下面第一节 电阻的串联电阻串联电路的特点设总电压为U、电流为I、总功率为P。1. 等效电阻: R =R1 + R2 + + Rn2. 分压关系： 3. 功率分配： 特例：两只电阻R1、R2串联时，等效电阻R = R1 + R2 , 则有分压公式第二节 电阻的并联电阻并联电路的特点设总电流为I、电压为U、总功率为P。1. 等效电导:G = G1 + G2 + + Gn 即 2. 分流关系： R1I1 = R2I2 = = RnIn = RI = U3. 功率分配： R1P1 = R2P2 = = RnPn = RP = U2特例：两只电阻R1、R2并联时，等效电阻 ，则有分流公式第三节 电阻的混联在电阻电路中，既有电阻的串联关系又有电阻的并联关系，称为电阻混联。对混联电路的分析和计算大体上可分为以下几个步骤：1. 首先整理清楚电路中电阻串、并联关系，必要时重新画出串、并联关系明确的电路图；2. 利用串、并联等效电阻公式计算出电路中总的等效电阻；3. 利用已知条件进行计算，确定电路的总电压与总电流；4. 根据电阻分压关系和分流关系，逐步推算出各支路的电流或电压。第四节 直流电桥平衡条件惠斯通电桥法可以比较准确的测量电阻，其原理如图2-22所示。R1、R2、R3、为可调电阻，并且是阻值已知的标准精密电阻。R4为被测电阻，当检流计的指针指示到零位置时，称为电桥平衡。此时，B、D两点为等电位，被测电阻为惠斯通电桥有多种形式，常见的是一种滑线式电桥。 第五节 负载获得最大功率的条件容易证明：在电源电动势E及其内阻r保持不变时，负载R获得最大功率的条件是R = r，此时负载的最大功率值为电源输出的最大功率是第六节 基尔霍夫定律一、常用电路名词以图3-1所示电路为例说明常用电路名词。 1. 支路：电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支电路。如图3-1电路中的ED、AB、FC均为支路，该电路的支路数目为b = 3。2. 节点：电路中三条或三条以上支路的联接点。如图3-1电路的节点为A、B两点，该电路的节点数目为n = 2。3. 回路：电路中任一闭合的路径。如图3-1电路中的CDEFC、AFCBA、EABDE路径均为回路，该电路的回路数目为l = 3。 4. 网孔：不含有分支的闭合回路。如图3-1电路中的AFCBA、EABDE回路均为网孔，该电路的网孔数目为m = 2。二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律)1电流定律(KCL)内容电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即 例如图3-2中，在节点A上：I1 + I3 = I2 + I4 + I5 电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零，即一般可在流入节点的电流前面取“+”号，在流出节点的电流前面取“-”号，反之亦可。例如图3-2中，在节点A上：I1 - I2 + I3 - I4 - I5 = 0。在使用电流定律时，必须注意：(1) 对于含有n个节点的电路，只能列出(n - 1)个独立的电流方程。(2) 列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。为分析电路的方便，通常需要在所研究的一段电路中事先选定(即假定)电流流动的方向，叫做电流的参考方向，通常用“”号表示。电流的实际方向可根据数值的正、负来判断，当I 0时，表明电流的实际方向与所标定的参考方向一致；当I 0时，称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前) j12；(2) 当 j12 0时，即X L X C，j 0，电压u比电流i超前j，称电路呈感性；2. 容性电路：当X 0时，即X L X C，j j2，l1 l2 。本章小结一、交流电的基本物理量二、正弦交流电的表示方法三、三个纯电路的特点四、R、L、C串联电路的特点五、提高功率因素的意义及方法作业：P142-145第三讲 三相正弦交流电路教学内容: 1、了三相对称电动势的特点2、熟悉三相负载星接和角接时的特点及分析计算方法重难点：三相负载星接和角接时的分析计算方法教学进程：见下面第一节三相交流电动势的产生一、对称三相电动势振幅相等、频率相同，在相位上彼此相差120的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为 e1=Emsin(w t) e2 = Emsin(w t - 120) e3 = Emsin(w t + 120) 显然，有e1 + e2 + e3 = 0二、相序三相电动势达到最大值(振幅)的先后次序叫做相序。e1比e2超前120，e2比e3超前120，而e3又比e1超前120，称这种相序称为正相序或顺相序；反之，如果e1比e3超前120，e3比e2超前120，e2 比e1超前120，称这种相序为负相序或逆相序。相序是一个十分重要的概念，为使电力系统能够安全可靠地运行，通常统一规定技术标准，一般在配电盘上用黄色标出U相，用绿色标出V相，用红色标出W相。第二节 三相电源的连接三相电源有星形(亦称Y形)接法和三角形(亦称 D 形)接法两种。一、三相电源的星形(Y形)接法将三相发电机三相绕组的末端U2、V2、W2(相尾)连接在一点，始端U1、V1、W1(相头)分别与负载相连，这种连接方法叫做星形(Y形)连接。如图10-2所示。从三相电源三个相头U1、V1、W1引出的三根导线叫作端线或相线，俗称火线，任意两个火线之间的电压叫做线电压。Y形公共联结点N叫作中点，从中点引出的导线叫做中线或零线。由三根相线和一根中线组成的输电方式叫做三相四线制(通常在低压配电中采用)。每相绕组始端与末端之间的电压(即相线与中线之间的电压)叫做相电压，它们的瞬时值用u1、u2、u3来表示，显然这三个相电压也是对称的。相电压大小(有效值)均为U1 = U2 = U3 = UP任意两相始端之间的电压(即火线与火线之间的电压)叫做线电压，它们的瞬时值用u12、u23、u31来表示。形接法的相量图如图10-3所示。显然三个线电压也是对称的。大小(有效值)均为U12 = U23 = U31 = UL =UP线电压比相应的相电压超前30，如线电压u12比相电压u1超前30，线电压u23比相电压u2超前30，线电压u31比相电压u3超前30。二、三相电源的三角形(形)接法将三相发电机的第二绕组始端V1与第一绕组的末端 U2相连、第三绕组始端W1与第二绕组的末端V2相连、第一绕组始端U1与第三绕组的末端W2相连，并从三个始端U1、V1、W1引出三根导线分别与负载相连，这种连接方法叫做三角形(形)连接。显然这时线电压等于相电压，即UL = Up这种没有中线、只有三根相线的输电方式叫做三相三线制。特别需要注意的是，在工业用电系统中如果只引出三根导线(三相三线制)，那么就都是火线(没有中线)，这时所说的三相电压大小均指线电压UL；而民用电源则需要引出中线，所说的电压大小均指相电压UP。第三节三相负载的连接一、负载的星形联结三相负载的星形联结如图10-4所示。该接法有三根火线和一根零线，叫做三相四线制电路，在这种电路中三相电源也是必须是Y形接法，所以又叫做YY接法的三相电路。显然不管负载是否对称(相等)，电路中的线电压UL都等于负载相电压UYP的倍，即 UL =UYP负载的相电流IYP等于线电流IYL，即IYL = IYP当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称(称为YY形对称三相电路)。即各相电流(或各线电流)振幅相等、频率相同、相位彼此相差120，并且中线电流为零。所以中线可以去掉，即形成三相三线制电路，也就是说对于对称负载来说，不必关心电源的接法，只需关心负载的接法。二、负载的三角形联结负载做 D 形联结时只能形成三相三线制电路，如图10-5所示。显然不管负载是否对称(相等)，电路中负载相电压UDP都等于线电压UL，即 UDP = UL当三相负载对称时，即各相负载完全相同，相电流和线电流也一定对称。负载的相电流为线电流IDL等于相电流IDP的倍，即第四节三相电路的功率三相负载的有功功率等于各相功率之和，即P = P1 + P2 + P3在对称三相电路中，无论负载是星形联结还是三角形联结，由于各相负载相同、各相电压大小相等、各相电流也相等，所以三相功率为其中 j 为对称负载的阻抗角，也是负载相电压与相电流之间的相位差。三相电路的视在功率为三相电路的无功功率为三相电路的功率因数为补充安全用电一、电流对人体的作用人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流，以致引起死亡或局部受伤的现象称为触电。触电对人体的伤害程度，与流过人体电流的频率、大小、通电时间的长短、电流流过人体的途径、以及触电者本人的情况有关。触电事故表明，频率为50 100 Hz的电流最危险，通过人体的电流超过50 mA(工频)时，就会产生呼吸困难、肌肉痉挛、中枢神经遭受损害从而使心脏停止跳动以至死亡；电流流过大脑或心脏时，最容易造成死亡事故。触电伤人的主要因素是电流，但电流值又决定于作用到人体上的电压和人体的电阻值。通常人体的电阻为800 W 至几万欧不等。通常规定36 V以下的电压为安全电压，对人体安全不构成威胁。常见的触电方式有单相触电和两相触电。人体同时接触两根相线，形成两相触电，这时人体受380 V的线电压作用，最为危险。单相触电是人体在地面上，而触及一根相线，电流通过人体流入大地造成触电。此外，某些电气设备由于导电绝缘破损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电事故。二、常用的安全措施为防止发生触电事故，除应注意开关必须安装在火线上以及合理选择导线与熔丝外，还必须采取以下防护措施。(1) 正确安装用电设备 电气设备要根据说明和要求正确安装，不可马虎。带电部分必须有防护罩或放到不易接触到的高处，以防触电。(2) 电气设备的保护接地 把电气设备的金属外壳用导线和埋在地中的接地装置连接起来，叫做保护接地，适用于中性点不接地的低压系统中