电工基础知识

电工作业人员培训知识电工作业人员培训知识电工作业人员一、电工作业和电工作业人员电工作业指从事电气装置的安装、运行、检修、试验等工作的作业电工作业包括低压运行维修、高压运行维修及行业专业性电工作业。关于高压与低压的划分存在着不同的说法。《电业安全规程》和《电工作业人员安全考核标准》按照设备对地电压，250V（工频50Hz）及以下者划定为低压。将250V以上者划定为高压。《低压电器基本标准》等国家标准将1200V及以下的电器列为低压电器。《民用建筑电气设计规范》等更多标准将1000V以下划为低压配电范围。1000V一下常见的只有配电电压0.23/0.4kV（相应的用电电压220/380V）的系统。其对地电压一般不超过250V。因此，标准的不协调尚不致对高、低压电工作业造成误解。电工作业人员指直接从事电工作业的人员。电工作业人员必须年满18岁，必须具备初中以上文化程度，不得有妨碍从事电工作业的病症和生理缺陷。从技术上考虑，电工作业人员必须具备必要的电气专业知识和电气安全技术知识；按其职务和工作性质，应熟悉有关安全规程；应学会必要的操作技能和触电急救方法。电工人员必须经过安全技术培训，并经过考试合格后方可从事电工作业。新参加电气工作的人员、实习人员和临时参加劳动的人员，必须经过安全知识教育后，方可参加制定的工作，但不得单独工作。对外单位派来支援的电气工作人员，工作前应介绍现场电气设备接线情况和有关安全措施。电工是特殊工种、又是危险工种。首先，其作业过程和工作质量不但关联着自身的安全，而且关联着他人和周围设备设施的安全；其次，专业电工工作点分散、工作性质不专一，不便于跟班检查和追踪检查。因此，专业电工必须掌握必要的电气安全技能，必须具备良好的电气安全知识。二、电工作业人员的安全职责专业电工应当了解生产与安全的辩证统一，把生产和安全看作是一整体，充分理解“生产必须安全，安全促进生产”的基本原则，不断提高安全意识。就岗位安全职责而言，专业电工应做到以下几点：就岗位安全职责而言，专业电工应做到以下几点：（1）严格执行各项安全标准、法规、制度和规程。包括各种电气标准、电气安装规范和验收规范、电气运行管理规程、电气安全操作规程及其他有关规定。（2）遵守劳动纪律，终于职责，做好本职工作，认真执行电工岗位安全责任制。（3）正确使用各种工具和劳动保护用品，安全地完成各项生产任务。（4）努力学习安全规程、电气专业技术和电气安全技术；参加各项有关的安全活动；宣传电气安全；参加安全检查，并提出意见和建议等。专业电工应树立良好的职业道德。除前面提到的忠于职责、遵守纪律、努力学习外、还应注意互相配合，共同完成生产任务。应特别注意杜绝以电谋私、制造电气故障等违法行为。培训和考核是提高专业安全技术水平，使之获得独立操作能力的基本途径。通过培训和考核，最大限度地提高专业电工的技术水平和安全意识1-2直流电流1-3电磁感应1-4单相交流电路1-5三相交流电路1-6磁路1-7电子技术常识第一章电工基础失去电子或得到电子的微粒称为正电荷或负电荷。带有电荷的物体称为带电体。电荷的多少用电量表示。其单位为C（库或库仑）。库是很大的单位，常用的电量单位是μC（微库或微库仑）1C=106μC。在电荷的周围存在着电场。引进电场中的电荷将受到力的作用，这个叫做电场力。1-1电荷和电场电场强度和电位是表征电场中各点性质的两个基本物理量。电场中某点的电场强度即单位正电荷在该点所受到的电场力。电场强度的单位是v/m（伏/米）。如用E表示电场强度，则:E=F/Q式中E—电场强度，v/m;F—电场力，Q—电量，C。电场中某点的电位是指在电场中将单位正电荷从该点移至电位叁考点时电场力所做的功。电位的常用单位是伏（V），千伏（KV）等。电场中某两点之间的电位差称为这两点之间的电压或电压降。电压的符号是U、u，其单位与电位差的单位相同。1KV=1000V在由两个电极构成的均匀电场中，电极间电场强度（E）与电极间电压（U）的关系式中d—电极间的距离，m.显然，可以将电场强度理解为单位距离上的电压。电压越高，可能产生的电场强度也越高。E=U/d不论所使用的是何种绝缘材料，其上电场强度达到某一限度时，其绝缘性能都将遇到破坏。这电场强度称作该绝缘材料的击穿电场强度，简称击穿强度。当空气中电场强度超过25~30kv/cm时，即可能发生击穿放电。一、电流和电路电流是带电微粒的定向运动。通常以正电荷移动的方向作为电流的正方向。大小和方向不随时间变化的电流成为直流电流；大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交流电流。1-2直流电路电流的大小称为电流强度，简称电流。符号I、I，电流的单位是安培（A）、微安（μA）毫安（mA），1A=1000mA电路是电流流经的路径。各种电气装置的工作都是通过电路来实现的。电路由电源、负载、连接导线、控制电器及辅助设备组成的。电源是提供电能的设备。把非电能转变为电能，如电池把化学能转换成电能、发电机把机械能转变成电能。负载是电路中消耗电能的设备，把电能转变为其他形式的能量。控制电器是负载的控制设备。如开关、断路器、电磁开关、减压启动等都属于控制电器。辅助设备包括各种继电器、熔断器以及测量仪表等。连接导线的作用是传输电能或传送电信号。为便于分析实际电路，通常用符号表示组成电路的实际元件，即画出电路图。下图是所示为最简单电路的实物接线图。简单电路图电池灯泡负载电源EIRU+_+_二、电路中的负载元件按照加在负载上的电压与通过负载的电流关系，可将负载分为电阻、电感、电容3种基本负载元件。实际负载可视为这3种元件的组合。对于直流电路的稳态过程，无需考虑电感和电容的作用。电阻是电流流动过程中遇到的阻力。电阻的符号是R、r，单位是Ω（欧）、MΩ（兆欧）等1MΩ=1×106Ωρ—材料的电阻率电阻率是单位长度、单位截面积导线的电阻，是表明材料导电性能的参数。电阻率的符号是ρ，单位是Ω.m。导体的电阻按下式计算：R=ρL/SL、S—导体的长度和截面积；二、欧姆定律1.内容：流过电阻R的电流I与电阻两端的电压U成正比。I与U的方向一致RIRUIU+_注意：用欧姆定律列方程时，一定要在图中标明参考方向。U=IR或I=U/R或R=U/I从欧姆定律可知，在电路中如果电压保持不变，电阻越小则电流越大；而电阻越大则电流越小。当电阻趋近于零时，电流很大，这种电路状态称为短路；当电阻趋近于无穷大时，电流几乎为零，这种状态称为开路。在一个图中所示的饱含电源在内的闭合回路中，电压与电流之间的关系符合全电路欧姆定律。即IR0R+-EU+-I开关闭合,接通电源与负载RREI+0①电流的大小由负载决定。②在电源有内阻时，IU当R0R时，则UE，表明当负载变化时，电源的端电压变化不大，即带负载能力强。电源的外特性EUI0四、基尔霍夫定律ba+-E2R2+-R3R1E1支路：电路中的每一个分支。一条支路流过一个电流，称为支路电流。结点：三条或三条以上支路的联接点。回路：由支路组成的闭合路径。网孔：内部不含支路的回路。1．定律在任一瞬间，流向任一结点的电流等于流出该结点的电流即:Ｉ入=Ｉ出或:Ｉ=0I1+I2=I3或I1+I2–I3=0实质:电流连续性的体现。基尔霍夫电流定律（KCL）反映了电路中任一结点处各支路电流间相互制约的关系。五、串联电路和并联电路1、串联电路串联电路是把几个电路或其他电路元件的收尾端顺次连接起来，使电流只有一条通路的电路。在串联电路中，电路的总电压等于各元件上的电压降之和。即U=U1+U2R=R1+R2U1/U2=R1/R22、并联电路并联电路是把电阻或其它元件的首端和尾端、尾端和首端相互连接起来，使电流同时有几条通路的电路。在并联电路中，各元件两端的电压为同一电压。电路的总电流等于各支路电路电流的之和。即I=I1+I2R=R1R2/R1+R2I1/I2=R2/R1六、电功率和电能电功率用以表示电气设备作功的能力，即电气设备单位时间内所做的功。功率的符号是P,单位是（W）（瓦）、kW（千瓦），1kW=1000W.电功率与电压和电流的乘积成正比。在直流电路中，电功率可以表示为：P=UI=I2R=U2/R（瓦）电能的单位是J（焦或焦耳）。电能表示电气设备在一般时间内所转换的能量，即W=Pt式中W—电能，J;P—功率，W；t—持续时间，s。实用中常用Kw.h作为电能的单位，1KW.h=3.6X106J.一、正弦交流电路生产和生活中使用的交流电绝大部分是正弦交流电。其特点是电流、电压的大小和方向都随着时间按正弦函数的规律变化。1-3单相交流电路+tUumsinmUtω矢量与横轴夹角=初相位矢量以角速度按逆时针方向旋转矢量长度=mUi=Imsin(ωt+φ)=Imsin(2лft+φ)i—时刻t的电流瞬时值，A；Im—电流最大值，A；t—时间，s;ω—角频率，ω=2лf=2л/T，rad/s,其中为周期，s;f—频率，Hz；φ—初相角，rad.交流电每一循坏所用的时间叫周期；每秒钟交变的周期数叫做频率；每秒钟交变的弧度数叫做角频率。周期和频率互为倒数。（ωt+φ）叫做相位，t=0时的相位φ叫做初相位。因为最大值、角频率和初相位确定了正弦量的所有特征。所以称之为正弦交流电的三要素。通常用有效值来表征交流电的大小。有效值是与该交流电做功能力相同的直流电的有效值。最大值为有效值的倍。2式中I、U—分别为电流和电压有效值Um—电压最大值。二、简单交流电1、纯电阻电路II2和UU2RIU+_UIR1.瞬时功率p：瞬时电压与瞬时电流的乘积RuiRiup/22RuiRiup/22ωtuipωt1.（耗能元件）0p结论：2.随时间变化p22iu、3.与成比例p纯电阻电阻，如电压为u=Umsinωt则电流为im=Um/Rsinωt显然，电流与电压相位相同。其最大值和有效值都符合欧姆定律，即tωRU2RtωURuisinsinm根据欧姆定律:iRu设tωUusinmtωI2tωIsinsinm这一功是消耗在电阻上用来做功（将电能转换为热能）的功率；称为有功功率。2、纯电感电路iu+-eL+-L1.电压与电流的关系tiLeuLdd-设：tωIisin2ttωILud)sind(m)90(sin2+tωLIω)90(sin2+tωUuωtuiiO①频率相同②U=IL③电压超前电流90-90iuψψ相位差tωIisin2)90(sin2+tωLωIuLωIU有效值:定义：LfLXL2LXIU则:或LUI感抗(Ω)fLπXL2直流：f=0,XL=0，电感L视为短路UI相量图)90sin(2sin2+tUutIitUIttUIuip2sincossin23、电感电路中的功率1.瞬时功率p：LiutUIuip2sinQ的单位：乏、千乏(var、kvar)tUIuip2sinLLXUXIIUQ22则4、无功功率QQ的定义：电感瞬时功率所能达到的最大值。用以衡量电感电路中能量交换的规模。3、纯电熔电路uiC+_tuCidd基本关系式：设：tωUusin2则：)90sin(2+tωCωUtωωUCtuCicos2dd电流与电压的变化率成正比。①频率相同②I=UC③电流超前电压90相位差--90iuψψitωui90u)90(sin2+tωCUωitωUusin2有效值CfπCωXC211CωUI或ICωU1定义：容抗（Ω）则:CXIUXC直流：XC，电容C视为开路交流：f所以电容C具有隔直通交的作用fCπXC21UI相量图90UI超前)90(sin2+tωCUωitωUusin2由：可得相量式CUωIIj900UU2、电容电路中的功率)90sin(2sin2-tUutIitIUuip2sin-1.瞬时功率pui+-tIUuip2sin-充电p放电放电P