电工技术基础与技能(第1章)

第1章电路的等效变换1.1认识实训室1.2安全用电常识L/O/G/O熟悉电工实训室的环境布局和基本设施。认识交、直流电源，了解常用电工工具和仪器仪表。了解电工实训室的操作规程及安全电压的规定。了解人体触电的类型及常见原因，掌握防止人体触电的措施。了解人体触电的现场处理方法以及电气火灾的防范与扑救常识。学习目标1.1认识实训室1.1.1熟悉电工实训环境进入电工实训室，可以看到其环境布局和基本设施大致如图所示。电工实训室的环境布局和基本设施1.1.1熟悉电工实训环境电工实训室的主要设备是安装好的实训操作台，如图所示。实训操作台上配有电源、控制开关、电压及电流指示仪表、信号发生器、各种单元控制电路等，一般的电工实验实训都可以在操作台上完成。电工实训操作台1.1.2认识交、直流电源电源是为电路提供电能的装置，分为直流和交流两种，直流用符号“－”或字母“DC”表示；交流用符号“～”或字母“AC”表示。为满足不同电工实验实训的工作电压要求，电工实训室通常配有多组电源，如图所示。电源总开关线电压换相开关三相交流电源插座/三相四线插座（380V三相交流电输出）方波、三角波、正弦波信号源输出单次脉冲信号源输出单相交流电源插座组（220V单相交流电输出，即市电）三相交流电源输出（U、V、W为相线，N为中性线，“地”为地线）3～24V多挡低压交流电源输出双路可调直流稳压电源输出5V直流稳压电源输出0～240V可调交、直流电源输出1.1.3认识常用电工工具实训室常用的电工工具主要有螺丝刀、钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、试电笔、电烙铁、电工刀、镊子等。1．螺丝刀螺丝刀又称改锥、起子或螺丝批，是一种用于紧固或拆卸带槽螺钉的旋具。螺丝刀的样式和尺寸规格较多，按头部形状不同主要分为一字形和十字形两种，如图所示。一字形十字形1.1.3认识常用电工工具2．钢丝钳钢丝钳又称老虎钳、克丝钳或花腮钳，由钳头和钳柄两部分组成，其外形结构如图（a）所示。钢丝钳的钳头包括钳口、齿口、刀口和铡口四部分，如图（b）所示。其中，钳口可用来夹持和弯绞导线；齿口可用来紧固或旋松螺母；刀口可用来剪切导线、剖削导线绝缘层或掀拔铁钉；铡口可用来铡切钢丝等硬度较大的金属丝。钳柄钳头钳口齿口刀口铡口（a）外形结构（b）钳头部分1.1.3认识常用电工工具3．尖嘴钳尖嘴钳又称尖头钳，由尖头、刀口和钳柄组成，如图（a）所示。它主要用于在狭小空间夹持螺钉、垫圈、导线等小零件，或将导线弯曲成指定形状，其刀口可用于剪断细小的导线、金属丝。4．斜口钳斜口钳又称断线钳，其头部扁斜，主要用于剪断较粗的金属丝、线材、电线电缆等，如图（b）所示。尖头刀口钳柄（a）尖嘴钳（b）斜口钳1.1.3认识常用电工工具6．试电笔试电笔又称验电笔、测电笔，简称电笔，是一种用于检验导线和电气设备是否带电的辅助安全工具。常见的试电笔有螺丝刀式、数字显示式等，如图所示。螺丝刀式数字显示式1.1.3认识常用电工工具7．电烙铁电烙铁是手工焊接的重要工具，主要用来焊接元器件和导线。根据结构不同，电烙铁可分为外热式和内热式两种。外热式电烙铁由烙铁头、发热元件（烙铁芯）、手柄、电源线、插头等部分组成，如图所示。这种电烙铁的发热元件安装在烙铁头的外部，容易导致大部分的热量散发到空气中，因此加热速度慢，加热效率低，但其使用时间较长、功率较大。烙铁头发热元件手柄电源线插头1.1.3认识常用电工工具7．电烙铁内热式电烙铁由烙铁头、发热元件（烙铁芯）、连接杆、手柄、电源线、插头等部分组成，如图1-11所示。这种电烙铁的发热元件安装在烙铁头（空心筒状）的内部，即热量从内部发出，具有加热速度快、加热效率高、体积小、重量轻、耗电少、烙铁头更换方便、价格便宜等优点，比较适合于焊接小型元器件。烙铁头（空心筒状，发热元件在其内部）连接杆手柄电源线插头1.1.3认识常用电工工具8．电工刀电工刀是常用的一种切削工具，主要用于剖削导线的绝缘层，以及切割木桩、绳索、软性金属等，如图（a）所示。用电工刀剖削导线绝缘层时，应使刀面与导线呈小于45°的锐角，以免伤及线芯。电工刀的刀柄是无绝缘保护的，不能直接在带电体上操作。9．镊子镊子主要用于夹持导线、小零件、元器件引脚等。不同的场合需要不同的镊子，一般要准备直头、平头、弯头镊子各一把，如图（b）所示。图（a）电工刀图（b）镊子1.1.4认识电工仪器仪表实训室常用的电工仪器仪表主要有电流表、电压表、万用表、兆欧表、示波器、函数信号发生器、频率计、单相调压器等。1．电流表电流表又称安培表，是用来测量电路中电流大小的仪表，如图所示。电流表1.1.4认识电工仪器仪表毫安表是电流表的一种，其工作原理与普通电流表相同，只是用毫安（mA）表示电流大小，因此量程一般比普通电流表小，如图（a）所示。与毫安表类似，还有用于测量微安（μA）级小电流的微安表，如图（b）所示。图（a）毫安表图（b）微安表1.1.4认识电工仪器仪表用普通电流表测量电流时，需要先将电路切断后才能将电流表接入进行测量，但有些情况下不允许切断电路，例如高压电路、电动机正常运行时的电路等。此时，使用钳形电流表（简称钳形表，如图所示）就显得方便多了，它可以在不切断电路的情况下测量电流。当握紧钳形电流表的扳手时，前端的钳口就会张开，此时将被测导线放入钳口中央，然后松开扳手并使钳口闭合紧密，这样就能直接读出被测电流的数值来。这种仪表在电气检修中使用非常方便，应用也相当广泛。1.1.4认识电工仪器仪表2．电压表电压表又称伏特表，是用来测量电路中电压大小的仪表，如图（a）所示。电压表分为直流电压表和交流电压表；根据测量结果显示形式的不同又分为指针式和数字式两种。毫伏表是电压表的一种，主要用来测量毫伏（mV）级以下的电压，如图（b）所示。图（a）电压表图（b）毫伏表1.1.4认识电工仪器仪表3．万用表万用表又称多用表，是一种可以测量多种电量的多量程便携式仪表。一般的万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测量电容、电感以及晶体管的值等。万用表按显示方式不同可分为指针式万用表和数字式万用表，如图（a）所示。钳形万用表是一种特殊的万用表，可以视为钳形电流表与普通万用表的组合，如图（b）所示。图（a）万用表图（b）钳形万用表1.1.4认识电工仪器仪表4．兆欧表兆欧表又称绝缘电阻表、摇表，主要用来测量电路或电气设备的绝缘电阻，以判断其绝缘情况和漏电情况。它的刻度以兆欧（MΩ）为单位，大多采用手摇发电机供电，如图（a）所示。5．示波器示波器主要用于观察信号的波形，测量信号的电压值（峰值）、周期（频率）和相位差等，是一种用途十分广泛的电子测量仪器，如图（b）所示。6．函数信号发生器函数信号发生器又称信号源，主要用于产生满足特定参数的正弦波、方波、三角波等信号，它在电路实验和设备检测中应用十分广泛，如图（c）所示。图（a）兆欧表图（b）示波器图（c）函数信号发生器1.1.4认识电工仪器仪表7．频率计频率计又称频率计数器，是一种专门对被测信号频率进行测量的电子测量仪器，如图（a）所示。8．单相调压器单相调压器又称自耦变压器，主要用于对交流电压进行升压或降压，如图（b）所示。在实训室常用单相调压器改变电源电压。图（a）频率计图（b）单相调压器1.1.5了解实训室操作规程学生进入实训室以后，要自觉严格遵守实训室的各项操作规程，具体要求如下：（1）实训前做好预习，按时进入实训室，服从老师安排，到达指定工位。未经允许，不得私自调换工位，不得做与实训无关的事。（2）保持实训室安静、整洁，不得大声喧哗、打闹，不得在实训台上放置矿泉水、食品或其他杂物，不得乱丢垃圾、纸屑等。（3）认真听取老师的讲解和指导，仔细观察示范性动作，了解本实训的注意事项。（4）实训室内的所有仪器设备未经验电，一律视为有电，不准擅自用手触摸，任何接、拆线必须在切断电源后进行。（5）使用仪器设备前要认真检查，发现绝缘损坏或其他故障时应立即报告老师，以便及时更换或检修，确保人身安全和实训顺利进行。（6）进行实训操作时，要认真仔细，爱护实训工具、仪器设备和公共财物。仪器设备要轻拿轻放，操作仪器设备的控制开关时切忌用力过猛。1.1.5了解实训室操作规程（7）接通电源总开关时，应大声告知实训伙伴。发生电气火灾或人体触电时，应立即切断电源，及时采取必要的补救措施。（8）刚接通电源后，要注意观察仪器设备的运行情况，发现有过热、冒烟、出现火花和劈啪声、闻到焦臭味及跳闸等异常现象时，应先切断电源，待故障查出并完全排除后才能重新接通电源。（9）各种仪器设备在通电前应严格按照量程范围和说明书的规格要求进行设置，不得随意乱接、拆卸，以免造成设备烧坏。（10）电路、设备、仪器、仪表接线时，应布局合理，走线清晰，长短适宜。（11）因违反操作规定而损坏仪器设备时，要填写书面报告，并合理进行赔偿。（12）实训结束后，应先关掉仪器设备，将面板上的各控制开关置于合适位置，再切断电源。最后整理好仪器设备和实训台面，经老师验收允许后方可离开。1.2安全用电常识1.2.1安全电压与人体触电的类型人体触电是指当人体触及带电体时因承受过高的电压而导致死亡或局部受伤的现象。日常学习、生活中的插头、插座、家用电器、仪器设备等如果绝缘损坏，带电部分就会裸露，人体一旦触及这些部位就会发生触电。1.2.1安全电压与人体触电的类型1．人体安全电压所谓人体安全电压，是指人体持续接触而不会使人直接致死或致残的电压。它以人体允许通过的电流与人体电阻的乘积为依据。我们把人体触电后能自主摆脱带电体的最大电流称为安全电流。我国规定安全电流为，即触电时间在1s内，通过人体的最大允许电流为30mA。人体触电时，如果接触电压在36V以下，通过人体的电流就不会超过30mA，故通常规定36V及其以下的电压为安全电压。但在金属架、潮湿地面、能导电的厂房等场合，安全电压则规定为24V或12V及其以下的电压。1.2.1安全电压与人体触电的类型2．人体触电的类型人体触电依据伤害程度不同可分为电击和电伤两种。电击是指电流通过人体而使内部器官受到损害。电伤是指由于电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体外部造成的局部伤害。人体触电时通常会同时遭受到电击和电伤。按照人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径，人体触电可分为：（1）单相触电；（2）两相触电；（3）高压电弧触电；（4）跨步电压触电。单相触电两相触电高压电弧触电跨步电压触电阿1.2.2引发人体触电的常见原因违规操作安全意识淡薄电气设备绝缘受损其他原因1.2.3防止人体触电的保护措施为防止发生人体触电事故，除增强安全用电意识，严格执行电工安全操作规程外，还应采取一系列的防范措施，具体如下：（1）禁止用湿手去接触开关或家电的金属外壳。（2）清洁电器时，一定要先切断电源，禁止用湿布擦拭带电电器。（3）禁止在电线上晾晒衣物，或在与电线搭接的金属上悬挂物品。（4）当电线接头或绝缘老化、破损时，应及时修复或更换。（5）经常使用的家用电器一定要接地，并定期检查。（6）在低压配电网络中装设漏电保护装置。（7）严禁非电气作业人员乱装、乱拆电气设备。（8）电气设备的金属外壳必须有良好的保护接地措施。（9）对各种电气设备要按规定进行定期检查。发现绝缘损坏、漏电等事故隐患，应及时处理，不得使电气设备带“病”运行，更不能在检修、维护过程中降低或破坏电气设备的安全性能。（10）使用、维护、检修电气设备时，不得带电作业。特别是在危险场所（如高温、潮湿地点），要严禁带电操作。特殊情况须带电作业时，要使用各种安全用具，如绝缘手套、绝缘靴（鞋）、绝缘钳（棒）以及必要的防护仪器，并设专人监护。1.2.4人体触电的现场处理方法1．脱离电源一旦发现有人触电，首先要切断电源，使人体迅速脱离带电体。序号操作示意图操作方法说明1有人触电时迅速拔掉电源插头或拉下闸刀断电2用绝缘材料挑开触电者身上的电线3操作时应注意救护者自身的安全，脚下应垫木板等绝缘材料1.2.4人体触电的现场处理方法2．现场救护设法将触电者脱离电源后，除立即拨打“120”外，还应根据触电