低压电工作业-教案

1用心做事追求卓越电工作业安全技术培训（低压部分）教案安阳鑫龙煤业（集团）技工学校2012年11月12日安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（首页）2科:培训科课程名称低压电工作业学时分配总学时:148讲授:84课程类别必修课(√)选修课()公选课()实验:64授课专业电工作业安全技术授课班级培训第期课堂讨论:任课教师巩新宏职称工程师习题课:选用教材电工作业安全技术（培训教材）机动:教学目的要求1、学习电工基础知识2、认识触电的危害，学习触电救护方法3、学习电气安全工作要求与措施4、认识电气安全用具和安全标示5、学习直接和间接接触电击防护6、学习电气的防火、防爆、防雷和防静电知识7、学习高压配电装置、电力变压器和互感器等知识。8、手持式电动工具及移动式电气设备的安全技术措施。教学重点难点重点:电气安全作业知识难点:电工基础知识及相关电路工作原理参考书目全国特种作业人员安全技术培训考核统编教材——《电工作业》学校审阅意见负责人：年月日安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页）3授课章节第一章电工与电子基础教学目的1、熟练掌握电工基础知识2、学习直流电路与交流电路的相关知识与计算重点与难点教学重点1、电路的基本概念2、全欧姆定律、基尔霍夫定律3、三相交流电压和电流的相互关系教学难点1、对电路基本概念的理解2、全欧姆定律的情况分析3、基尔霍夫定律的理解和运用4、单相和三相交流电路的认识和相关知识的应用5、半导体基础知识教学方法讲解法、图例法教学手段多媒体、讲述教学过程时间分配教学内容学时数第一节电的基本概念和直流电路4第二节单相交流电和三相交流电4第三节晶体管和晶闸管4课堂课堂讨论习题课本章练习题讲解教学过程设计1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业实验思考题及作业题本章练习题讲解教后感安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）4教学内容教法提示及备注一、电工与电工基础1、电的基本概念1.1物质的结构自然界的一切物质都是由分子组成的，分子是由原子组成，而原子又是由原子核和围绕原子核作高速旋转的电子组成的。其中，原子核带正电荷，电子则带负电荷。不同物质的原子所具有的电子数目是不相同的，它们按一定的规律，分布在不同圈层中绕原子核运动。由于每一种物质中，原子核所带的正电荷数目和核外电子所带的负电荷的数目相等，所以它们对外并不显示电性，即它们平时不带电。原子核和电子之间存在着吸引力的作用。异性电荷相吸引，同性电荷相排斥，这是电荷的基本特性。电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，这个定律叫做电荷守恒定律。1.2电流电荷有规则的定向运动叫电流。在金属导体中，电流是自由电子在电场力作用下有规则地运动形成的。在某些液体或气体中，电流则是正负离子在电场力作用下有规则运动形成的。电流的大小定义为:单位时间内通过导体截面的电量，用电流强度来衡量。若在t秒时间内通过导体横截面的电量是Q（单位：库伦），则电流强度I就可用下面的公式来表示，即I=Q/T如果在1秒钟时间内通过导体横截面的电量是1库伦，则导体中的电流强度就是1安培。常用的电流强度单位还有千安(KA)、毫安（mA）、微安（μA）。“电流强度”简称“电流”。电流不但有大小，而且有方向。习惯上规定：以正电荷运动的方向为电流的正方向。电流反向与电子流反向相反。产生电流的条件：内因是必须的导体；外因是导体两端必须有电压。电流的分类：分为直流电和交流电两大类。凡方向不随时间变化的电流都称为直流电，而大小和方向都不随时间变化的电流称为稳恒直流电流；凡是大小和方向都随时间变化的电流称为交流电。1.3电压电压又称电位差，是衡量电场做功本领大小的物理量。根据“电流实际上是电荷在电场力作用下的定向运动所形成的”，可以说，在这个过程中，电场力对电荷作了功。定义：电场力将单位正电荷从A点移动到B点所作的功叫做AB间的电压，用UAB表示。在电路中若电场力将电荷Q从A点移动到B点，所作的功为WAB，则AB间的电压为UAB=WAB/Q（v）若电场力将1库伦的电荷从A点移动到B点，所作的功是1J，则AB间的电压就是1v（伏特）。常用的电压单位除了伏特外，还有千伏(Kv)、毫伏（mv）、微伏（μv）。安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）5教学内容教法提示及备注电压不但有大小，还有方向，即有正负。对负载来说，规定电流流进端为电压的正端，电流流出端为电压的负端。电压的方向由正指向负，亦即负载中电压的实际方向与电流方向一致。对于负载来说，没有电流就没有电压，有电压就一定有电流。电阻两端的电压通常叫做“电压降”。1.4电位电位是一个相对量。如在电路中任选一个参考点，令其电位为零，则电路中某一点的电位就等于该点到参考点之间的电压。由此可见，电位实际上也是电压，只不过是对参考点之间的电压。电位的单位同电压一样，也是伏特（v）。通常选大地为参考点，即零电位点。电路中任两点间的电位之差称为该两点的电位差，也就是电压，所以，电压也叫电位差。如果电路中的两点电位相同，则这两点叫做等电位点，等电位点之间没有电流通过。电位和电压的异同：（1）电位是某点对参考点的电压，电位差是某两点间的电压。电位相同的各点间的电位差为零，电流也为零；（2）电位是相对量，随参考点的改变而改变，而电位差的绝对值不随参考点的改变而改变，所以电压是绝对量。1.5电动势电动势是衡量电源将非电能转换为电能本领的物理量。电动势的定义：在电源内部，外力将单位正电荷从电源的负极移到电源正极所做的功，用字母E表示若外力将电荷Q从负极移到正极所做的功是W，则电动势的数学表达式为E=W/Q电动势的单位也是伏特（v）。电动势的方向规定为：在电源内部，由负极指向正极，即由低电位指向高电位。对于一个电源来说，它既有电动势又有电压，但电动势只存在于电源内部。1.6电阻导体对电流的阻碍作用称为电阻。用字母R或r表示。电阻的基本单位是欧姆，用字母Ω表示。此外常用的电阻单位还有千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）、毫欧（mΩ）等。导体的电阻是客观存在的，它不随导体两端电压的大小改变。即使没有电压，导体仍有电阻。在温度一定时，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面成反比，还与导体的材料有关。R=ρ*L/S式中：R—导体电阻（Ω）；L—导体长度（m）；S—导体横截面积（mm2）；ρ—导体的电阻率（Ω.m，欧.米）导体电阻与温度的关系：安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）6教学内容教法提示及备注通常情况下，金属的电阻随温度的升高而增大；半导体和电解液随着温度的升高而减小。物体按照其导电性能好坏可分为导体、绝缘体和半导体三大类。物体电阻率在10-8—10-6Ω.m范围内称为导体；在106—1016Ω.m范围内称为绝缘体；介于两者之间的称为半导体。2、直流电路2.1电路2.1.1电路的组成及电路元件的作用电路是指电流所流经的路径。它由电路元件组成。电路元件分为电源、负载、控制电器和保护电器和导线四部分组成。（1）电源：其作用是将其他形式的能量转换为电能。（2）负载：其作用是将电能转换为其他形式的能。（3）控制电器和保护电器：其作用是在电路中起控制和保护作用。（4）导线：其作用是把电源、负载和控制保护电器连接成一个电路，并将电源的电能传输给负载。电路图在实际工作中，为便于分析、研究电路，通常将电路的实际元件用图形符号表示在电路图中，称为电路原理图，也叫电路图。电路的三种状态通路：指被连通的电路，通路也叫闭合电路。开路：指电路中某处断开、不成通路的电路。开路也叫断路。短路：指电路（或电路中的一部分）被短接。2.1.2电路的分类根据通过电路的电流性质不同，电路可分为直流电路和交流电路；直流电路有分为简单直流电路和复杂直流电路。凡能用电阻的串、并联等效的电路叫简单直流电路；凡不能用电阻串、并联等效的电路叫复杂直流电路。2.2电路的欧姆定律电流、电压和电阻是电路中的三个基本物理量，分析、计算电路，就是研究以上各量之间的关系，确定它们的大小。欧姆定律就是反映电阻元件两端的电压与通过的电流同电阻三者之间关系的定律。欧姆定律表达式I=U/R式中：I-电流（A）；U-电压（v）；R-电阻（Ω）由欧姆定律表达式可知：（1）通过电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比，而与电阻成反比。（2）电阻有电流通过时，两端必有电压，这个电压习惯上叫做“电压降”。（讲解：电压降、线路电压损失带来的危害。）2.3电路的功率与电能2.3.1电功率安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）7教学内容教法提示及备注电功率是指单位时间内电场力所做的功。P=UI=I2R=U2/R式中：P-电功率。单位为瓦（W），常用单位有千瓦（KW）、兆瓦（MW）、毫瓦(mW)。2.3.2电能电能是指电场在一段时间内所做的功。即W=Pt=UIt式中：P-电功率（KW)；t-时间（h）；W-电能（KW*h）。2.3.3焦耳—楞次定律电流通过电阻时使电阻发热的现象叫电流的热效应。换言之，电流的热效应就是电能转换为热能的效应。电阻通过电流后所产生的热量与电流的平方、电阻及通电的时间成正比，这就是焦耳—楞次定律。转换关系式Q=I2Rt式中：I-电流（A）；R-电阻（Ω）；t-时间（s）；Q-电阻上产生的热量（J）2.3.4电阻的串联电路将电阻依次首尾相连，使各电阻通过同一电流，这种接线方式叫做电阻的串联。串联电路的特点（1）串联电路各处电流相等。（2）串联电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和。（3）串联电路的总电阻（也叫等效电阻）等于各串联电阻之和。即串联的数目越多，总电阻越大。（4）在串联电路中，各电阻上的电压与电阻的大小成正比。即U1/Un=R1/Rn（5）串联电路中，各电阻消耗的功率与电阻的大小成正比。串联电阻在实际工作中常见的应用有（1）分压作用。（2）限流作用。（3）开关。在使用开关时，一定要将开关串联在被控的电路中。2.3.5电阻的并联电路把几个电阻的一端连接在一个节点上，另一端连接在另一个节点上，这种连接方式叫做电阻的并联。并联电路的特点（1）并联电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端电压，即U=U1+U2+…Un（2）并联电路的总电流为各支路电流之和，即I=I1+I2+…In（3）并联电路总电阻（等效电阻）的倒数为各电阻的倒数之和，即1/R=1/R1+1/R2+…1/RnR=1/(1/R1+1/R2+…1/Rn)并联的总电阻一定比任何一个并联电阻的阻值都小。若并联的n个电阻阻值相同，则R=R/n若使两个电阻并联，则R=R1R2/R1+R2（4）根据并联电路的特点可得I1/In=Rn/R1In/I=R/Rn说明，在并联电路中，电流的分配与电阻的大小成反比，即阻值越大的电阻所分安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页）8教学内容教法提示及备注配到的电流越小；反之越大。如果已知并联电路的总电流I和电阻R1、R2时，则分流公式为I1=(R2/R1+R2)*II2=(R1/R1+R2)*I(R2/R1+R2)为分流比。（5）在并联电路中，功率的分配也与电阻成反比，即阻值越大的电阻消耗的功率越小，电阻越小的电阻消耗的功率越大。2.4基尔霍夫定律术语解释：支路--由一个或几个元件依次相接构成的无分支电路叫支路。在同一条支路中，流过各元件的电流都相等。节点—三条或三条以上支路的交汇点。回路—电路中任一闭合电路都叫做回路。网孔—不可再分的回路。2.4.1基尔霍夫第一定律（又叫节点电流定律）它确定了电路中任一节点所连接的各支路电流之间的关系。内容：对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和必定等于流出该节点的电流之和。I1+I2=I3I1+I2-I3=0ΣI=02.4.2基尔霍夫第二定律（也叫回路电压定律）它确定了电路任一回路中各部分电压之间的相互关系。内容：对任一回路，沿任一方向绕行一周，各电源电动势的代数和等于各电阻上电压降的代数和。ΣE=ΣIR或ΣE=ΣU应用基尔霍夫第二定律时应注意：先选定绕行方向，回路中凡是与绕行方向相同的电动势或电流取正号，反之取负号。利用基尔霍夫第二定律可求解回路上的电压