第一部分电工技术基础

第一部分 电工技术基础 模块一 直流电路 1 了解电工基本工具和安全用电常识 2 了解电路的基本组成及各部分的作用 电路的状态及特点 3 理解电路常用物理量的概念及其简单计算 4 理解电阻元件及参数 了解电阻与温度的关系 会进行电阻的测量 5 掌握欧姆定律及其计算 6 掌握电阻串 并联的连接方式及电路特点 7 掌握混联电路的等效电阻 电压 电流及电功率的计算 8 识别常用电工材料 会进行导线的连接 9 了解支路 节点 回路 网孔的定义 10 理解基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律 11 掌握支路电流法 会求解两个网孔电路 12 理解戴维宁定理 掌握电源向负载输出的功率 第一节 电工基本工具和安全用电常识 一 电工基本工具 1 试电笔 试电笔的种类及结构如图 1 1 1 所示 图 1 1 1 普通试电笔的电压测量范围 60V 500V 低于 60V 时试电笔的氖管可能不会发 光 高于 500V 不能用普通试电笔来测量 否则容易造成人身触电 试电笔的使用 使用试电笔时 手指必须接触试电笔金属笔挂或试电笔顶部的金属 螺钉 使电流由被测带电体经试电笔和人体与大地构成回路 只要被测带电体与大地之间 的电压超过 60V 氖管就会启辉发光 观察时应将氖管窗口背光面向操作者 试电笔作用有 区别电压的高低 测试时可根据氖管发光的强弱来估计电压的高低 区别相线与零线 在交流电路中 当电笔触及导线时 氖管发亮的即是相线 正 常情况下 零线是不会使氖管发亮的 区别直流电和交流电测交流电时 氖管的两个极同时发亮 测直流电时 氖管里 的两个电极只有一个发亮 区别直流电的正负极 测直流电时 若笔尖侧发亮 则笔尖所测为负极 否则 为正极 识别相线碰壳用电笔触及电动机 变压器等电气设备外壳 若氖管发亮 则说明 该设备相线有碰壳现象 如果壳体上有良好的接地装置 氖管就不会发亮了 使用试电笔时的注意事项 使用前 首先要检查试电笔里有无安全电阻 再直观检查试电笔是否损坏 有无 受潮或进水 检查合格后才能使用 使用时 一定要用手触及试电笔尾端的金属部分 否则 因带电体 试电笔 人 体与大地没有构成回路 试电笔中的氖管不会发光造成误判 但不能用手触及试电笔前端 的金属探头 以防造成人身触电事故 2 旋具 又称为改锥或起子 外形结构如图 1 1 2 所示 图 1 1 2 螺丝刀的规格 一字形 50 100 150 200 长度 mm 电工必备 50 150 字形 2 2 5 3 5 6 8 10 12 直径 mm 作用 大旋具一般用来紧固较大的螺钉 使用时 除大拇指 食指和中指要夹住握 柄外 手掌还要顶住柄的末端 就这样就可以防止旋具转动时滑脱 小旋具一般用来紧固 电气装置接线柱头上的小螺丝钉 使用时 可用手指顶住柄的末端捻转 使用注意事项 使用时 应按螺钉的规格选择适当的刀口 用螺丝刀紧固或 拆卸带电螺钉时 手不能触及螺丝刀的金属杆 电工不可使用金属杆直通柄顶的螺丝刀 以防触电 3 活络扳手 作用 旋紧或旋松螺母 使用注意事项 使用时 一般顺时针旋紧螺母 逆时针旋松螺母 扳动大螺母时 手应握在手柄尾端处 扳动小螺母时 手应握在靠近头部的部位 拇指可随时调节蜗杆 收紧扳口以防止打滑 4 钢丝钳 规格及结构 电工用钢丝钳 常用的规格有 150mm 175mm 和 200mm 三种 其 结构由钳头和钳柄两部分组成 钳头由钳口 齿口 刀口和铡口四部分组成 结构如图 1 1 3 所示 图 1 1 3 作用及使用方法 钳口用来弯绞和钳夹导线线头 齿口用来剪切或剖削软导线绝缘 层 铡口用来铡切导线线芯 钢丝或铅丝等较硬金属丝 使用如图 1 1 4 所示 图 1 1 4 使用注意事项 使用前应检查手柄绝缘套是否完好 在切断导线时 不得将相线和中性线同时在一个钳口处切断 使用时应把刀口的一侧面向操作者 5 尖嘴钳 尖嘴钳的头部尖细 适用于在狭小的空间操作 钳柄有铁柄和绝缘柄两种 绝缘柄的耐压为 500V 主要用于切断和弯曲细小的导线 金属丝 夹持小螺钉 垫圈及导 线等元件 还能将导线端头弯曲成所需的各种形状 其外形结构如图 1 1 5 所示 图 1 1 5 6 断线钳 又称斜口钳 钳柄有铁柄 管柄 和绝缘柄三种 其中电工用的带绝缘柄断 线钳一般绝缘柄的耐压为 500 V 断线钳主要用于剪断较粗的电线 金属丝及导线电缆等 其外形结构如图 1 1 5 所示 7 剥线钳 剥线钳是用来剥削小直径导线绝缘层的专用工具 一般绝缘手柄耐压为 500V 剥线钳使用时 将要剥削的绝缘层长度用标尺定好后 即可把导线放入相应的刃口中 比 导线直径稍大 用手柄一握紧 导线的绝缘层即被割破 且自动弹出 其外形结构如图 1 1 6 所示 图 1 1 6 8 电工刀 电工刀是剖削电线线头 切割木台缺口 削制木榫的专用工具 使用时 电工刀不带绝缘装置 不能进行带电操作 应将刀口朝外剖 以 45 切入 以 15 倾斜向外剖削导线绝缘层 以免割伤导线 用毕将刀身折入刀柄 其外形结构如图 1 1 6 所示 二 安全用电常识 1 触电的定义 人体因触及带电体而承受过大的电流 以致引起局部受伤或死亡的现象 2 触电的种类 电击 电流流过人体对人体造成内部器官的伤害 电伤 电流流过人体对人体造成外部器官的伤害 注 电击较电伤对人体的伤害程度大 3 触电的方式 单相触电 人体触及一根带电导体或接触到漏电的电气设备外壳 此时人体承受的 电压是电源的相电压 在低压供电系统中是 220V 两相触电 人体的两个部位分别触及两相带电导体 此时加在人体触电部位两端的 电压是电源的线电压 在低压供电系统中是 380V 跨步电压触电 在高压电网接地点或防雷接地点及高压相线断落处或绝缘损坏处 有电流流入接地点 电流在接地点周围土壤中产生电压降 当人体走近接地点附近时 两 步之间就有电位差 由此引起的触电事故 称为跨步电压触电 注 室内不得接近接地或故障点 4m 以内 室外不得接近接地或故障点 8m 以内 步距越大 离接地点越近 跨步电压越大 已受到跨步电压威胁者 应采取单脚或双脚并拢方式迅速跳出危险区域 4 影响电流伤害程度的因素 主要因素是电流的大小 还有电流的频率 触电时间的长 短 电流流过人体的途径 触电者自身的情况等 注 同样大小的电流 交流电比直流电对人体的伤害程度大 频率为 50 100Hz 的电流最危险 我国规定 36V 以下为安全电压 30mA 以下为安全电流 电流由左手至足通过 对人体的伤害程度最大 5 触电急救的步骤及要求 发现有人触电应 让触电者迅速脱离电源 现场急救 口对口人工呼吸法 适用有心跳无呼吸的触电者 做法 吹 2 秒停 3 秒 胸外心脏挤压法 适用无心跳有呼吸的触电者 做法 一秒一次或以分钟 80 次 口对口人工呼吸法 胸外心脏挤压法同时进行 适用即无心跳又无呼吸的触电者 两者交替进行 若一人抢救时 每按压 15 次后吹气 2 次 15 2 反复进行 双人抢救时 每按压 5 次后由另一人吹气 1 次 5 1 反复进行 注 严禁用枕头或其他物品垫在触电者头下 一般不得打强心针 6 安全用电注意事项 电器要按规定接线 不得随意改动或私自修理家用电气设备 经常接触和使用的电气设施必须保持完好 不得有破损或裸露带电部分 在移动电气设备时 必须先切断电源并保护好导线 以免磨损或拉断 雷雨天不要站在高处和大树下面 更不要走近高压电线杆 铁塔 避雷针的接地线 对设备维修时 必须切断电源 并悬挂警示牌 用电器出现异常 要先切断电源 再作处理 家用配电箱要装有漏电保护器 漏电保护器不能停止工作 7 电气火灾的防范 电气设备发生火灾的原因 过载运行 绝缘老化造成温升过高 明火引燃易燃物等 电气火灾扑救 电气火灾一旦发生 首先切断电源 再进行扑救 注 带电灭火时 切忌用水和泡沫灭火剂 应使用不导电的灭火剂 如二氧化碳灭 火器 干粉灭火器 四氯化碳灭火器 1211 灭火器等 例 1 下列是钢丝钳作用的是 A 剪切导线 B 旋松螺母 C 剪切电子元件引线 D 剖削小直径导线的绝缘层 分析 本题考查的是工具的作用 剪切导线应用钢丝钳 旋松螺母应用活动扳手 剪切电子元件引线应用斜口钳 剖削小直径导线的绝缘层应用剥线钳 故选 A 例 2 下列关于电工工具的使用说法不正确的是 A 应按螺钉的规格选择螺丝刀的种类和刀口 B 钢丝钳切断导线时 不得将相线和零线同时在一个钳口处切断 以防短路 C 使用活动扳手扳动小螺母时手应握在手柄尾端处 D 使用试电笔时应将氖管窗口背光面向操作者 分析 本题考查的是工具的使用注意事项 扳动小螺母时手应握在靠近头部的部位 以防止打滑 故 C 不对 选 C 例 3 在低压系统中人体承受 380V 电压的触电方式是 A 电击 B 电伤 C 单相触电 D 两相触电 分析 本题考查的是人体触电的方式 电击 电伤属于触电种类 单相触电人体承 受的电压为 220V 两相触电人体承受的电压为 380V 故选 D 1 在 380V 220V 低压供电系统中 人体发生两相触电时 承受的电压为 06 A 220V B 380V C 311V D 600V 2 某些家用电器使用年限过长容易发生漏电故障 当使用者触及漏电电器时 可能会发 生 07 A 金属性短路事故 B 单相触电事故 C 两相触电事故 D 跨步电压触电事故 3 一同学发现某人发生单相触电事故应首先 08 A 直接用手将触电者拉开 B 切断电源 C 拨打报警电话 D 进行人工呼吸 4 发现有人触电且出现假死现象 使触电者脱离电源后 应首先 09 通知有关部门停电 立即现场急救并设法联系医生 拨打急救电话等医生救援 送触电者去医院诊治 5 下列关于电工工具的使用说法正确的是 09 A 使用钢丝钳切断导线时 将相线和中性线同时在一个钳口处切断 B 使用活动扳手扳动小螺母时手应握在手柄尾端处 C 使用电工刀剥削导线绝缘层时 刀峰切入并剖削的角度均为 45 度 D 使用试电笔时 手指必须接触试电笔金属笔挂或试电笔顶部的金属螺钉 6 关于试电笔的使用 说法错误的是 2010 A 能区分相线和中性线 B 能区分直流电的正负极 C 氖管两端电压超过 36V 就会发光 D 能区分交流电和直流电 7 假如你发现 10kV 电力输电导线断裂后落到湿润的地面 做法错误的是 2010 A 立刻报告电力部门进行抢修 B 直接用木棒将导线架起来 C 不能靠近 赶紧离开危险之地 D 在离开现场时要避免跨步电压触电 8 发现有人触电 第一步应做的事情是 2011 A 联系医生 B 迅速用正确的方法使触电者脱离电源 C 马上做人工呼吸 D 迅速离开现场 防止触电 9 普通试电笔测量电压范围为 2012 A 0 500V B 36 500V C 60 500V D 0 380V 一 选择题 1 用于旋松螺钉的工具是 A 钢丝钳 B 改锥 C 活动扳手 D 尖嘴钳 2 用试电笔测试不发光的白炽灯的两端 均能使试电笔发光 则 A 相线断 B 中性线断 C 相线和中性线均正常 D 相线和中性线均断 3 以下电工工具用于剪切小线径导线和电子元件引线的是 A 钢丝钳 B 尖嘴钳 C 斜口钳 D 剥线钳 4 用来剥削截面积在 6 平方毫米以下橡胶导线的绝缘层的工具是 A 尖嘴钳 B 剥线钳 C 斜口钳 D 电工刀 5 电流对人体的伤害程度主要取决于 A 大小 B 频率 C 时间 D 途径 6 电流流过人体时 以从 对人体的伤害最大 A 右手至足 B 左手至足 C 两足之间 D 任何途径 7 在一些特殊环境需使用 V 的安全电压 A 380 B 220 C 36 D 56 8 对人体危害最大的电流频率是 A 2HZ B 20HZ C 30 100HZ D 220HZ 9 关于触电急救下列说法正确的是 A 发现有人触电应立即用手将触电者脱离电源 B 发现有人触电且出现假死现象应立即打强心针 C 若触电者出现有心跳无呼吸应立即用口对口人工呼吸法进行急救 D 采用胸外心脏挤压法时 应用枕头垫在触电者的头下 10 随着家用电器不断增加 为了安全用电 以下措施正确的是 A 照明电路中熔断器应安装在中性线上 B 在照明线路中 增加用电器时只需换上足够粗的熔体即可 C 照明线路中 增加用电器时一定要同时考虑电能表 输电线和熔断器的承载能 力 D 在照明线路中 增加用电器时只需考虑电能表和熔断器的承载能力 11 当高压线掉落地上时 距落地点 以上人才安全 A 3m B 20m C 8 10m D 只要不接触 12 关于试电笔下列说法正确的是 A 被测电压只要高于 36V 试电笔的氖管就会发光 B 使用前 首先要检查试电笔里有无安全电阻 C 使用时 一定要用手触及试电笔前端的金属探头以形成回路 D 测量时 若试电笔笔尖一侧发光 则笔尖触及的是直流电的正极 13 关于跨步电压触电说法错误的是 A 只有在高压电网接地点处才会发生跨步电压触电 B 步距越大 离接地点越近 发生跨步电压触电的可能性越大 C 已受到跨步电压威胁者 应采用单脚或双脚并拢方式迅速跳出危险区域 D 小鸟在高压线上不会触电的主要原因就是跨步电压较小 14 下列说法错误的是 A 电器要按规定接线 不得随便改动或私自修理家用电器 B 在移动电风扇 照明灯等电气设备时 必须先切断电源 C 雷雨天时可在大树下避雨 但不可走近高压电线杆 铁塔 避雷针的接地导线 D 家用配电箱要装有漏电保护器 漏电保护器不能停止工作 15 带电灭火时不可使用 灭火器 A 二氧化碳 B 干粉 C 泡沫 D 1211 二 简答题 1 使用电工刀时应注意什么问题 2 触电的形式有几种 在 380V 220V 的低压供电系统中 人体触及漏电的设备外壳属 于哪种触电形式 此时人体承受的的电压是多少 3 怎样用试电笔区分交流电或直流电及直流电的正负极 第二节 电路及常用物理量 一 电路的概念 电路也称网路 是电流通过的路径 二 电路的组成及作用 1 组成 电路一般由电源 负载 连接导线和控制装置四部分组成 2 各部分的作用 电源 提供电能的设备 例如干电池 发电机等 它们把其他形式能转换为电能 负载 取用电能的设备 例如白炽灯 电动机等 它们把电能转换为其他形式能 连接导线 传输电能 控制装置 接通或断开电路或起保护作用 例如开关和熔断器 三 电路的三种状态及特点 1 通路 闭路 电路各部分连接成闭合回路 电路中存在持续电流 2 断路 开路 电路断开 电路中无持续电流 3 短路 捷路 电路中部分或全部负载被导线直接相连 短路时电流很大 有可能损 坏电源和电气设备 应尽量避免 四 电路中的基本物理量 1 电流 电流的形成 电荷的定向移动形成电流 不同导电材料中形成电流的电荷不一样 在金属导体中能够自由运动的是带负电的自由电子 在电离了的气体或电解液中是正 负 离子两种电荷的运动 半导体中是自由电子和空穴 电流的大小 单位时间内通过导体横截面的电荷量 记为 I t q 国际单位 A 常用单位及关系 1A 10 mA 10 uA 36 电流的方向 习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流正方向 电流的种类 直流电流 大小 方向不随时间的变化而变化 交流电流 大小 方向都随时间做周期性变化 2 电压和电位 电压 电场力移动单位正电荷由 A 点到 B 点所做的功 记为 UAB Q WAB 国际单位 V 常用单位及关系 1KV 10 V 1V 10 mV 33 电压的方向 实际方向为高电位指向低点位 对于较复杂的电路 电流 电压的实 际方向很难确定 此时可以先任意假设出一个电流 电压的方向 称为电流 电压的参考 方向 将参考方向在电路中标出 并依此分析计算 若得数为正 说明实际方向与参考方 向一致 若得数为负 说明实际方向与参考方向相反 因此电压 电流值的正负是在选择 了参考方向以后才有意义 电压 电流的正负号只代表方向 不代表大小 电压方向的表示方法 双下标法 UAB 表示电压方向由 点指向 点 正负极法 电压方向由 指向 箭头法 用 表示 电压方向按图示箭头所指方向 参考点 参考点任意选定 通常选大地或电路中的公共点为参考点 参考点电位为 零 电位 电路中某点 A 与参考点间的电压称为该点的电位 记为 VA 电位的正负 某点电位比参考点高则为正 电位比参考点低则为负 正负代表大小 注 电压为电位之差 即 UAB VA VB 电压不随参考点的改变而改变 电位随参考点的改变而改变 电压 电位的计算方法一样 二者均与路径无关 3 电动势 定义 电源力移动单位正电荷由电源负极到正极所做的功 记为 E 单位 Q W V 电动势与电压的不同 物理意义不同 电动势表示非电场力 电源力 做功的本领 电压表示电场力做功 的本领 方向不同 电动势的方向由低电位指向高电位 电压的方向由高电位指向低电位 存在部位不同 电动势仅存在于电源内部 而电压在电源内部 外部都存在 注 电源电动势及内阻决定于电源本身 与外电路无关 4 电功和电功率 电功 电路中电流所做的功 记为 W IUt 国际单位是焦 J 常用单位是度 KWh 1 度 1000 3600J 3 6 106J 电功率 单位时间内电流所做的功 记为 P UI 国际单位是瓦 W 常用单位是 千瓦 KW 1KW 103W 五 额定值 额定值是指用电器长时间正常工作而不被损坏的最大数值 为了使电路安全 可靠 经济地运行 任何电气设备的电压 电流和功率都有一定的使用限额 若超过这个 限额 就会损坏电气设备或影响它的使用寿命 额定值主要包括额定电压 额定电流和额 定功率等 一般都标注在设备的铭牌上 电器在额定状态下工作为满载 低于额定状态工 作为轻载 超过额定状态工作为过载 电源不带负载为空载 各种电气设备都应在额定状 态下运行才是最经济和最安全的 1 电流通过的路径叫 也称为 2 电路一般由 和 四个部分组成 其中 是提供电能 的设备 是取用电能的设备 的作用是传输电能 的作用是接通或断开电 路 或保护电路不被损坏等 3 电路的状态有三种 和 其中 状态在电路中应尽量避免 4 带电质点有规则的运动形成 其大小可定义为 内通过导体横截面的电 荷量 记为 基本单位是 符号为 实际应用中还用到 它 的方向通常规定为 定向移动的方向 5 在金属导体中形成电流的是 在电离了的气体或电解液中 分别向着 两个相反的方向运动形成电流 半导体中形成电流的是 和 6 电压是衡量 做功能力的物理量 它是指单位 电荷从一点移动到另一点 所做的功 记为 电压的基本单位是 也常用到千伏 KV 毫伏 mV 微伏 uV 等单位 1KV V 1V mV uV 电压的实际方向是 7 电动势是指 在电源内部 将单位正电荷从 极移到 极所做的功 记为 电动势的单位也是伏特 它是衡量 做功能力的物理量 只存在于 其 方向是由电源的 极指向 极 8 在电路中任选一个参考点 某一点到参考点的 叫电位 用 表示 单位也是 伏特 参考点可任意选定 通常选 点为参考点 一个电路只能选择 个参考点 9 所做的功叫电能 记为 它的国际单位是 实际常用单位 又称 二者的换算关系为 10 电功率是衡量电路转化能量 的物理量 等于单位时间内电路 或 的电能 记为 其单位是瓦 符号为 工程中常用千瓦 KW 和兆瓦 MW 作 单位 1MW KW W 11 电器在额定状态下工作为 载 低于额定状态工作为 载 超过额定状态工 作为 载 电源不带负载为 载 例 1 在电路中一定为电源的是 A 蓄电池 B 电动机 C 发电机 D 电风扇 解析 除明确电源是产生电能的装置 B D 直接排除外 还要想到蓄电池充电时是 吸收电能的 此时为负载 故选 C 例 2 电流的方向通常规定为 的方向 A 负电荷的定向运动 B 正电荷的定向运动 C 正电荷的自由运动 D 正 负电荷的定向运动 解析 电流是电荷定向运动产生的 并且规定正电荷定向运动的方向为电流的方 向 所以应选择 B 例 3 如果将电路中电位为 1V 的点作为新的参考点 则电路中其余各点的电位将 A 有升有降 B 升高 C 降低 D 部分点电位改变 解析 电路中各点电位均与参考点选择有关 所以当参考点变化时其余点均有变 化 原电路中 1V 变为 0 其余都相应下降 1V 故选 C 1 电路中任意两点电位的差值称为 06 A 电动势 B 电压 C 电位 D 电能 2 在金属导体中形成电流的是 07 A 正电荷 B 自由电子 C 正 负离子 D 空穴 3 下列不属于电路状态的是 08 A 闭路 B 短路 C 回路 D 开路 4 在电路中能够实现电路接通和断开的是 2010 A 连接导线 B 电源 C 负载 D 控制装置 5 单位相同的两个物理量是 2010 A 电动势 电位 B 电位 电流 C