電工學(xué)教案資料

PAGEword文檔可自由復(fù)制編輯前言一、概述我國(guó)對(duì)電磁現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)比較早，古籍中就有記載用磁石來(lái)指示方向和校正時(shí)間。到18世紀(jì)末特別是19世紀(jì)初，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，電在世界范圍的發(fā)展更迅速。從1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵?，用?shí)驗(yàn)確定靜止電荷間相互作用力建立庫(kù)侖定律開(kāi)始，到1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)部世，它是德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茲根據(jù)我國(guó)八卦圖發(fā)明的計(jì)算機(jī)二進(jìn)制。到1958年研制大面積集成電路，在一塊6平方毫米的硅片上制造出完整計(jì)算機(jī)止。人類(lèi)從發(fā)現(xiàn)電磁現(xiàn)象到計(jì)算機(jī)從電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路進(jìn)入第四代產(chǎn)品，特別是19世紀(jì)到20世紀(jì)初是電發(fā)展的高峰。二、電能的應(yīng)用（1）、用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。如機(jī)械設(shè)備（2）、現(xiàn)代國(guó)防中。如雷達(dá)、導(dǎo)彈、軍艦等（3）、交通運(yùn)輸中。如電氣機(jī)車(chē)、電車(chē)、飛機(jī)（4）、日常生活中。如電燈、電話、電視機(jī)（5）、電子計(jì)算機(jī)。三、電能的優(yōu)點(diǎn)電能的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換容易；輸送經(jīng)濟(jì)；控制便利。轉(zhuǎn)換容易：在此應(yīng)當(dāng)較詳細(xì)的介紹一下火力發(fā)電和水力發(fā)電的知識(shí)，尤其是火力發(fā)電的流程：煤→鍋爐→高壓蒸汽→汽輪機(jī)→發(fā)電機(jī)，而核能發(fā)電與此類(lèi)似。與此同時(shí)，介紹一下:為把用過(guò)的蒸汽冷凝成水，要有循環(huán)的冷卻水和晾水塔。學(xué)生乘火車(chē)時(shí)經(jīng)常在鐵路兩邊遠(yuǎn)處看到電廠的晾水塔，告訴他們塔的這種特殊形狀是為了可以使水噴灑的距離最長(zhǎng)，他們會(huì)很感興趣。同時(shí)介紹我國(guó)電力生產(chǎn)發(fā)展的情況。在這里還有一個(gè)問(wèn)題可以講一下。常有人問(wèn)：在深夜，很多工廠都不用電了，人們都睡覺(jué)也不開(kāi)電燈了，可發(fā)電機(jī)還照常運(yùn)轉(zhuǎn)，多余的電跑到那里去了？白白浪費(fèi)掉了？（根據(jù)能量守恒原理，能量不可能自行消失）？還是儲(chǔ)存起來(lái)了（也沒(méi)有那么大的儲(chǔ)能設(shè)備）？提出這一問(wèn)題，大多數(shù)學(xué)生會(huì)不清楚，并且會(huì)很感興趣。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)是應(yīng)用導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原理來(lái)發(fā)電的，繞成線圈的導(dǎo)線稱(chēng)為繞組。而發(fā)電機(jī)向外供電時(shí)繞組中有電流，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中將受到與旋轉(zhuǎn)方向相反的力（學(xué)生在高中物理電磁學(xué)里都學(xué)過(guò)，一提即可），用戶(hù)用電越多，發(fā)電機(jī)繞組電流越大，反力也越大，汽輪機(jī)就要開(kāi)大汽門(mén)才能拖動(dòng)它，鍋爐就要多供汽，相應(yīng)的也就要多燒煤。反之，用戶(hù)用電很少時(shí)，用煤也少。能量是守恒的。這一概念很重要，但往往被忽視，因?yàn)闆](méi)有哪個(gè)章節(jié)會(huì)講到它。當(dāng)然，即使能量并未失去，深夜發(fā)電設(shè)備沒(méi)有得到充分利用，也是我們不希望的，所以供電部門(mén)經(jīng)常用深夜降低電價(jià)的方法，鼓勵(lì)一些原來(lái)在高峰時(shí)間用電的用戶(hù)轉(zhuǎn)向深夜用電，叫做“削峰填谷”。輸送經(jīng)濟(jì)：可以和熱能相比，電能在輸送時(shí)損耗要小得多，這大家都能想到。同時(shí)介紹我國(guó)高壓輸電技術(shù)的發(fā)展情況?？刂票憷何⑷醯碾娔芸梢宰鳛椤靶盘?hào)”，最早用于通信，稱(chēng)為“弱電”，現(xiàn)代已經(jīng)把弱電和強(qiáng)電結(jié)合到一起，以弱控強(qiáng)，形成了自動(dòng)控制系統(tǒng)，使生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。四、電工學(xué)研究的內(nèi)容1、研究電路功能和電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律及分析方法，是一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課。2、電力拖動(dòng)的一些基本知識(shí)。電力拖動(dòng)是生產(chǎn)機(jī)械中一些部件的運(yùn)動(dòng)，需要原動(dòng)力來(lái)拖動(dòng)。我們把電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，稱(chēng)為電力拖動(dòng)。例：電梯、生產(chǎn)機(jī)械、交通燈3、電子技術(shù):電路板、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)五、怎樣學(xué)好本課程1、理解各主要物理量及基本公式的含義。2、要弄清各定律的內(nèi)容。3、要充分重視實(shí)驗(yàn)和對(duì)電氣設(shè)備的正確作用。4、練習(xí)。第一章直流電路§1-1電路及基本物理量課前導(dǎo)入：前面物理課中已學(xué)過(guò)電路的一些基本物理量，如電流、電壓、電阻等。本節(jié)內(nèi)容是物理課中相應(yīng)內(nèi)容的復(fù)習(xí)與深化，起承前啟后的作用。教學(xué)過(guò)程：一、電路和電路圖1、電路的組成由電源、負(fù)載、開(kāi)關(guān)和連接導(dǎo)線組成。2、電路的三種狀態(tài)通路：構(gòu)成閉合回路開(kāi)路：斷開(kāi)短路：電源未經(jīng)負(fù)載而直接由導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路。二、電路中幾個(gè)基本物理量1、電流——電荷的定向移動(dòng)形成電流。I=Q/t單位：A1KA=103A=106mA=109測(cè)量電流可用安培表，測(cè)量時(shí)注意事項(xiàng)：1）、交、直流應(yīng)分開(kāi)；2）、電流表串接到被測(cè)電路中；3）注意直流表的正、負(fù)極；4）、合理選擇量程。電流的方向：規(guī)定以正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。可先設(shè)定參考方向，I>0時(shí)，實(shí)際方向與參考方向相同；I<0時(shí)，實(shí)際方向與參考方向相反。2、電流密度——指電流在導(dǎo)體截面上均勻分布時(shí)，該電流與導(dǎo)體橫截面積的比值。用J表示。J=I/S單位：A/mm23、電壓（衡量電場(chǎng)力作功本領(lǐng)大小的物理量）UAB=WAB/Q單位：伏特（v）1KV=103V=106mV=109μV測(cè)量電壓注意事項(xiàng)：1）、區(qū)分交、直流；2）、電壓表必須并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端；3）、區(qū)分正、負(fù)極；4）、合理選擇量程。電壓的方向：對(duì)負(fù)載，電流流進(jìn)為正，流出為負(fù)；電壓方向由正指向負(fù)。4、電動(dòng)勢(shì)（衡量電源力做功本領(lǐng)的大小的物理量）E=W外/Q方向：在電源內(nèi)部，由負(fù)載指向正極。注意：應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)電壓與電動(dòng)勢(shì)的不同點(diǎn)。5、電位——指電路中某點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓。參考點(diǎn)電位規(guī)定為0電位。電位的符號(hào)：“”表示接大地?！啊被颉啊北硎窘訖C(jī)殼或公共接點(diǎn)。UAB=UA-UB電位是相對(duì)值（如山的海拔，相對(duì)海平面的高度）三、電阻和電阻率電阻：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，用R表示，單位：Ω1MΩ=103KΩ=106ΩR=ρL/Sρ為電阻率：?jiǎn)挝?，ΩmL：代表導(dǎo)體的長(zhǎng)度S：代表導(dǎo)體橫截面積例1-3：S=πd2/4=7.85×10-7※一般金屬的電阻隨溫度的升高而增大。導(dǎo)體電阻的大小可用電阻計(jì)測(cè)量。測(cè)量時(shí)要注意：切斷電路上的電源。使被測(cè)電阻的一端斷開(kāi)。避免把人體的電阻量入。（圖1-10）小結(jié)：名稱(chēng)意義符號(hào)單位單位符號(hào)電流1S內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量I安培A電壓衡量電場(chǎng)做功本領(lǐng)大小U伏特V電位電路中某點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓U伏特V電動(dòng)勢(shì)衡量非電場(chǎng)力做功E伏特V電阻導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用R歐姆Ω作業(yè)：P223、4§1-2歐姆定律及其應(yīng)用復(fù)習(xí)舊課：電路的組成及幾個(gè)基本物理量（電流、電壓、電阻）新課導(dǎo)入：前面著重強(qiáng)調(diào)一些基本概念及定義，特別是電壓和電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別，電壓存在電源外部，方向由正極指向負(fù)極；電動(dòng)勢(shì)存在電源內(nèi)部，方向由負(fù)極指向正極。同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)它們與電流方向的關(guān)系：與電流方向一致的電壓降為正，對(duì)于電阻來(lái)說(shuō)電流流進(jìn)端為正極、流出端為負(fù)極。這是它們方向的關(guān)系，本節(jié)課主要是講它們的大小關(guān)系。教學(xué)過(guò)程：一、部分電路歐姆定律內(nèi)容：在不包含電源的電路中，流過(guò)導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。I=U/R注意：不考慮溫度時(shí)，電阻的阻值與外加電壓及電流大小無(wú)關(guān)。所以“電阻值與外加電壓成正比，與電阻電流成反比”結(jié)論錯(cuò)誤。例1-4：解：R=U/I=484Ω例1-5：解：當(dāng)電壓最大時(shí)，電流也最大。所以：I=U/R=300/40×103=7.5mA二、全電路歐姆定律全電路：指由內(nèi)電路和外電路組成的閉合電路的整體。定律內(nèi)容：在全電路中電流強(qiáng)度與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的內(nèi)、外電阻之和成反比。即I=E/（R+r）E=I（R+r）=U外+U內(nèi)三、電路的三種狀態(tài)1、通路電路中的電流為：I=E/（R+r）電路的端電壓：U外=E-U內(nèi)=E-Ir上式表明，電源具有內(nèi)阻時(shí)，端電壓總小于電動(dòng)勢(shì)。2、開(kāi)路（斷路）R→∞、I=0、U內(nèi)=Ir=0所以：U外=E3、短路I=E/r（一般不允許短路）例1-6解：開(kāi)關(guān)打到“1”時(shí)，電路處于短路狀態(tài)，I短=E/r=10A開(kāi)關(guān)打到“2”U=E=2VI斷=0開(kāi)關(guān)打到“3”I=E/（R+r）=0.2A電壓表讀數(shù)：U=IR=1.96V小結(jié)：本節(jié)主要掌握歐姆定律及其應(yīng)用。作業(yè)：P236、9題§1-3電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及其應(yīng)用復(fù)習(xí)舊課：歐姆定律及其應(yīng)用。I=U/R（部分電路）I=E/（R+r）（全電路）新課導(dǎo)入：在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)我們?cè)械碾娮枳柚挡荒軡M(mǎn)足需要時(shí)，可以利用現(xiàn)有的電阻經(jīng)串、并聯(lián)變化從而得到相應(yīng)的阻值滿(mǎn)足我們的需要。教學(xué)過(guò)程：一、電阻的串聯(lián)電路串聯(lián)電路的性質(zhì)：（1）、I=I1=I2=…In（2）、U=U1+U2+…Un（3）、R=R1+R2+…Rn若n個(gè)阻值相等的電阻串聯(lián)，則R=nR0，U1=U/n=U2根據(jù)歐姆定律：U=IR、U1=I1R1，可得，U1/U=R1/R如果兩電阻串聯(lián)，可得U1=UR1/（R1+R2）U2=UR2/（R1+R2）串聯(lián)電路的應(yīng)用：（1）、可得到較大的電阻；（2）、可構(gòu)成分壓器；（3）、當(dāng)負(fù)載電壓低于電源電壓時(shí)，可串電阻將負(fù)載接入電源；（4）、限制和調(diào)節(jié)電路電流大小；（5）、擴(kuò)大電壓表量程。例：1-7解：串聯(lián)電阻所承受電壓：U2=100-40=60V根據(jù)歐姆定律U=IR，需串聯(lián)電阻為R=U2/I=6Ω例：1-8解：滿(mǎn)刻度時(shí)，Ua=IaRa=0.5V串聯(lián)電阻的電壓：UX=U-Ua=10-0.5=9.5V則RX=UX/Ia=9.5/(50×10-6)=190KΩ二、電阻的并聯(lián)電路電阻并聯(lián)的性質(zhì)：（1）、U=U1=U2=…Un（2）、I=I1+I2+…In（3）、1/R=1/R1+1/R2+…1/Rnn個(gè)阻值為R0并聯(lián)，則I1=I2=In=I/n，R=R0/n根據(jù)U=I1R1、U=I2R2、U=IR則I1/I2=R2/R1或I1/I=R/R1兩電阻并聯(lián)分流：因?yàn)镽=R1R2/（R1+R2）則I1=IR2/（R1+R2）I2=IR1（R1+R2）電阻并聯(lián)的應(yīng)用：（1）、凡是額定工作電壓相同的負(fù)載都采用并聯(lián)的工作方式；（2）、獲得較小的電阻；（3）、擴(kuò)大電流表的量程。例1-9解：等效電阻RAB=R1//R2=R1R2/（R1+R2）=2Ω總電流I=U/RAB=12/2=6A各負(fù)載上電壓U1=U2=U=12V各負(fù)載中電流I1=IR2/（R1+R2）=2AI2=I-I1=4A例1-10解：并聯(lián)電阻分的電流為I-Ia則IaRa=（I-Ia）RX=Ua所以RX=IaRa/（I-Ia）=0.3Ω三、電阻的混聯(lián)電路例1-11解：RAB=R1//[R2+R5//（R3+R4）]=5/8Ω求較復(fù)雜混聯(lián)電路等效電阻方法如下：1）、在原圖上各電阻連接點(diǎn)上標(biāo)注不同的字母，但同一導(dǎo)線的各連接點(diǎn)只用一字母。2）、在同一直線上依次標(biāo)出各點(diǎn)。3）、將電阻依次填入相應(yīng)的連接點(diǎn)間。4）、按電阻串、并聯(lián)定義進(jìn)行計(jì)算。例1-12解：圖1-29RAD=R1//R2//R3=R/3例1-13解：RAB=（R1//R2//R3+R4）//R5=（120+120）//240=120Ω小結(jié)：1、電阻串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)的性質(zhì)及等效電阻的求法。2、串聯(lián)、并聯(lián)電路的應(yīng)用。作業(yè)：P2310、16§1-4電功與電功率復(fù)習(xí)舊課：電阻串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)電路的性質(zhì)及應(yīng)用。新課導(dǎo)入：用電量的單位用的是度，度與電功率的關(guān)系是什么？以前有時(shí)幾家人合用一個(gè)電表，電費(fèi)又是根據(jù)什么來(lái)計(jì)算的？這都涉及到所用的電器的功率問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程：一、電功與電功率1、電功——負(fù)載將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，稱(chēng)之為電流做功，簡(jiǎn)稱(chēng)電功，用W表示。根據(jù)：I=Q/t、U=W/Q、I=U/R可得W=UQ=IUt=U2t/R單位：J2、電功率——電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，稱(chēng)為電功率，簡(jiǎn)稱(chēng)功率。P=W/t單位：瓦特（W）1KW=103W=106mW電功率的常見(jiàn)公式為：P=IU=I2R=U2/R可知：（1）、R一定時(shí)，電功率與電流或電壓平方成正比；（2）、I一定時(shí)，P與電阻成正比，串聯(lián)電阻功率與各電阻成正比；（3）、U一定時(shí)，P與電阻成反比，并聯(lián)電阻功率與各電阻成反比。例：40W燈泡和25W燈泡并接到220V電源上，由P=U2/R可知，功率大電阻小，在并聯(lián)電路中，電阻小，電流大，所以40W燈泡比較亮。如果串聯(lián)，則由P=I2R可知，電阻大，電壓也大，所以25W燈泡較亮。1度電=3.6×106J=1KWh例：1-13解：W=Pt=133.59KWh=133.59度電費(fèi):133.59×0.61=81.49元3、負(fù)載獲得最大功率的條件∵P=I2R=[E/（R+R0）]2×R=E2R/（R2+R02+2RR0）=E2R/[（R-R0）2+4RR0]∴P=E2/[（R-R0）2/R+4R0]當(dāng)分母最小時(shí)，P最大，即R=R0時(shí)，P最大。條件：負(fù)載電阻等于電源內(nèi)阻，即R=R0時(shí)，Pm=E2/4R0二、焦耳—楞次定律熱效應(yīng)：電流通過(guò)導(dǎo)體，使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)證明：Q=I2RtQ—熱量，單位：J例1-14解：Q=U2t/R=8712KJW=Q=8.712×106/(3.6×106)=2.42度三、負(fù)載的額定值——把電器元件和設(shè)備安全工作時(shí)所允許的最大電流、電壓和功率分別叫額定電流、額定電壓、額定功率。滿(mǎn)載：額定工作狀態(tài)輕載：低于額定工作狀態(tài)超載：高于額定工作狀態(tài)例1-15解：∵P=U2/R∴U=PR=10VI=P/R=0.1A小結(jié)：1、電功與電功率，P=IU=I2R=U2/R2、負(fù)載獲得最大功率的條件，R=R0。3、負(fù)載額定值。作業(yè)：P2419、20§1-5基爾霍夫定律復(fù)習(xí)舊課：電功與電功率，P=IU=I2R=U2/R；負(fù)載獲得最大功率的條件，R=R0。新課導(dǎo)入：前面所學(xué)的能運(yùn)用歐姆定律、電阻串、并聯(lián)進(jìn)行化簡(jiǎn)、計(jì)算的直流電路，叫簡(jiǎn)單直流電路。但實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)碰到電阻之間不存在串并聯(lián)關(guān)系的，這種不能用電阻串、并聯(lián)化簡(jiǎn)的直流電路，叫復(fù)雜直流電路。教學(xué)過(guò)程：幾個(gè)基本術(shù)語(yǔ)：（1）、支路：電路中的每一個(gè)分支有源支路無(wú)源支路（2）、節(jié)點(diǎn)：三條或三條以上支路所匯成的支點(diǎn)。（3）、回路：電路中任一閉合路徑，最簡(jiǎn)單的回路叫網(wǎng)孔。一、基爾霍夫第一定律ΣI進(jìn)=ΣI出分析未知電流時(shí)，可先假設(shè)參考方向，列出節(jié)點(diǎn)電流方程。例1-16，解：I1-I2+I3-I4=0解得I4=3A可推廣應(yīng)用到任一假設(shè)的閉合面。（圖1-33）IA+IB+IC=0或ΣI=0二、基爾霍夫第二定律ΣU=0I1R1-I2R2+E2-E1=0或E1-E2=I1R1-I2R2即ΣE=ΣIR三、支路電流法解題步驟如下：（1）、先標(biāo)出支路的電流參考方向和獨(dú)立回路的循環(huán)方向。（2）、列出節(jié)點(diǎn)電流方程和回路電壓方程。如有n條支路、m個(gè)節(jié)點(diǎn)，需列（m-1）個(gè)電流方程和n-(m-1)個(gè)電壓方程。（3）、解方程。例1-17解：I1+I2=I3I1R1+I3R3-E1=0I2R2+I3R3-E2=0代入?yún)?shù)得：I1+I2-I3=0解得：I1=6AI1+4I3=18I2=-I2+4I3=9I3=3A小結(jié)：1、基爾霍夫定律；2、支路電流法的應(yīng)用。作業(yè)：P2424、27有關(guān)物理量小結(jié)名稱(chēng)符號(hào)單位物理意義方向有關(guān)公式電荷Q庫(kù)侖（C）帶電體所帶電荷的數(shù)量電流I安培（A）1S內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量由電源正極流出I=Q/tI=U/RI=E/(R+r)電壓U伏特（V）衡量電場(chǎng)做功本領(lǐng)大小的物理量由高電位→低電位U=IR電位V伏特（V）電路中某點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓由某點(diǎn)→參考點(diǎn)UAB=VA-VB電動(dòng)勢(shì)E伏特（V）衡量非電場(chǎng)力做功本領(lǐng)大小的物理量電源內(nèi)部由負(fù)極→正極E=I(R+r)電阻R歐姆（Ω）導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用R=U/I電阻率ρ歐姆·米（Ω·m）由導(dǎo)體的材料決定R=ρL/S長(zhǎng)度L米（m）導(dǎo)體的長(zhǎng)度橫截面積S平方毫米（mm2）導(dǎo)體的橫截面積S=πr2電功W焦耳（J）電能轉(zhuǎn)換成的其它形式能量W=IUt電功率P瓦特（W）電流在1S內(nèi)所做的功P=IU=I2R=U2/R實(shí)驗(yàn)一萬(wàn)用表的使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆杖f(wàn)用表測(cè)量電壓、電流和電阻的操作方法。萬(wàn)用表的使用說(shuō)明萬(wàn)用表使用前先要機(jī)械調(diào)零。查看表針是否指在電壓刻度的零點(diǎn)上，如果表針指零，則調(diào)節(jié)機(jī)械調(diào)零螺釘，使指針指零。實(shí)驗(yàn)器材萬(wàn)用表1只直流電源1臺(tái)電阻若干實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟直流電源（電池）開(kāi)路電壓的測(cè)量測(cè)量原理如圖所示。將萬(wàn)用表的量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“V”（直流電壓測(cè)量）擋。注意選用合適的量程擋。測(cè)量直流電壓時(shí)，將紅表棒接電源正極；黑表棒接電源負(fù)極。如果兩表棒接錯(cuò)，指針將反偏。記錄所測(cè)電源開(kāi)路電壓的數(shù)值，E=V。負(fù)載電壓的測(cè)量測(cè)量原理如右圖所示接通穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出旋鈕，將輸出電壓調(diào)節(jié)到3V。用萬(wàn)用表合適的電壓量程擋測(cè)量負(fù)載電阻R1兩端的電壓U，記錄在下表。將輸出電壓分別調(diào)節(jié)到：4，10V。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作，并作記錄。負(fù)載電流的測(cè)量測(cè)量原理如下圖所示。將萬(wàn)用表量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“A”擋。注意選用合適的量程擋。在不知被測(cè)電流大小時(shí)，應(yīng)先選擇最大電流量程。將萬(wàn)用表通過(guò)表棒串入被測(cè)電路中。將直流輸出電壓調(diào)到5V。記錄被測(cè)電路中的電流數(shù)值，I=A。電阻的測(cè)量將萬(wàn)用表量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“Ω”擋，并選用合適的電阻測(cè)量擋。先將兩表棒短接，調(diào)節(jié)表頭下的“Ω”旋鈕，將指針調(diào)整到電阻值刻度的零點(diǎn)。（以后測(cè)量電阻時(shí)，每轉(zhuǎn)換一次電阻測(cè)量擋，都要先調(diào)零）分別測(cè)四種不同阻值的電阻。實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作步驟1，2，3，說(shuō)明用萬(wàn)用表測(cè)量直流電流、直流電壓的基本方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作步驟4，說(shuō)明用萬(wàn)用表測(cè)量電阻的方法。實(shí)驗(yàn)二、基爾霍夫定律的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用萬(wàn)用表測(cè)量電壓、電流和電阻的操作方法；2、驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性，從而加深對(duì)基爾霍夫定律的理解。二、實(shí)驗(yàn)器材1、實(shí)驗(yàn)線路板；2、穩(wěn)壓電源（0~15V）雙路；3、萬(wàn)用表一塊；4、電阻：R1為100Ω、0.25W；R2為200Ω、0.25W；R3為300Ω、0.25W；三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、用萬(wàn)用表測(cè)量電阻的阻值。萬(wàn)用表先選好擋位，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零。2、按圖接線。3、檢查電路連接無(wú)誤后，接通穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)。調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出旋鈕，將輸出電壓調(diào)節(jié)到下表中的要求值。4、把萬(wàn)用表置于電流擋，注意選用合適的量程擋。在不知被測(cè)電流大小時(shí)，應(yīng)先選擇最大電流量程擋。將萬(wàn)用表通過(guò)表棒串入被測(cè)電路中。測(cè)出各支路電流值。5、把萬(wàn)用表置于電壓擋，注意選用合適量程擋。測(cè)量直流電壓時(shí)，將紅表棒接電源正極、黑表棒接電源負(fù)極，測(cè)出各電阻的電壓值。6、調(diào)整E1、E2，重復(fù)測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記入下表。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)電路圖，先從理論上計(jì)算各支路電流I1、I2、I3數(shù)值，再與實(shí)驗(yàn)中電流表的讀數(shù)進(jìn)行比較，檢查實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，然后用實(shí)測(cè)值核對(duì)在節(jié)點(diǎn)B上是否滿(mǎn)足基爾霍夫定律，驗(yàn)證基爾霍夫定律的正確性。2、根據(jù)回路電壓定律，對(duì)回路BADB和回路BCDB進(jìn)行計(jì)算，并與實(shí)測(cè)值比較，驗(yàn)證基爾霍夫第二定律的正確性。3、上述驗(yàn)證中若有誤差，試分析誤碼差產(chǎn)生原因。第二章磁與電磁復(fù)習(xí)舊課：直流電路的模型、基本物理量和基本定律。新課導(dǎo)入：目前，繼電器、接觸器、各類(lèi)儀表、變壓器和電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備已廣泛地應(yīng)用于電信、電力和機(jī)床等設(shè)備中。在分析這些設(shè)備的構(gòu)造、工作原理以及它們的應(yīng)用時(shí)，除了電路問(wèn)題外，還會(huì)遇到磁場(chǎng)和磁路及電與磁之間的關(guān)系問(wèn)題。因此，本章為后面章節(jié)做了一些必要的理論準(zhǔn)備。（電生磁，磁生電）教學(xué)過(guò)程：§2-1電流的磁場(chǎng)一、磁的基本知識(shí)1、磁鐵及其性質(zhì)磁性：能夠吸引鐵、鎳、鈷等金屬及其合金的性質(zhì)。（日常生活中，繼電器、接觸器、變壓器、電動(dòng)機(jī)等）磁體天然磁體人造磁體磁極：N極、S極（南）2、磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁場(chǎng)：磁鐵周?chē)目臻g中存在著一種特殊的物質(zhì)。磁感應(yīng)線的特點(diǎn)：（1）、互不交叉的閉合曲線。磁感應(yīng)線方向：外部：N→S，內(nèi)部：S→N（2）、線上任一點(diǎn)的切線方向，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。（3）、磁感應(yīng)線越密，磁場(chǎng)越強(qiáng)。二、電流的磁場(chǎng)電流與其產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向可用安培定則（又稱(chēng)右手螺旋法則）判斷。直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。2、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)?！?-2磁場(chǎng)對(duì)電流的作用一、磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)體的作用圖2-6電磁力的大?。篎=BILSinα單位：Β-磁感應(yīng)強(qiáng)度α-電流方向與磁感應(yīng)線的夾角α=900時(shí)，F(xiàn)最大，α=00時(shí)，F(xiàn)最小方向：引用左手定則來(lái)判斷（平伸左手，使拇指垂直其四指，手心正對(duì)磁場(chǎng)方向，四指指向電流方向，則拇指的指向就是通電導(dǎo)體的受力方向）掌握定則的目的：為了學(xué)習(xí)第四章交、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理的準(zhǔn)備二、磁感應(yīng)強(qiáng)度——描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量B=F/IL單位：特（T）方向：B的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向均勻磁場(chǎng)：B大小相等，方向相同×：表示垂直穿進(jìn)·：表示垂直穿出三、磁通?=BS單位：韋（wb）四、磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用§2-3磁化與磁性材料復(fù)習(xí)舊課：磁的基本知識(shí)和磁場(chǎng)對(duì)電流的作用。新課導(dǎo)入：電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么磁場(chǎng)能否產(chǎn)生電流呢？事實(shí)上，電和磁同屬電磁過(guò)程中的兩個(gè)方面，它們相互依存，共處于“電磁”這一統(tǒng)一體中，而在一定條件下，又相互轉(zhuǎn)化。教學(xué)過(guò)程：一、物質(zhì)的磁化磁化——原來(lái)沒(méi)有磁性，在外磁場(chǎng)作用下而產(chǎn)生磁性的現(xiàn)象叫做磁化，凡鐵磁物質(zhì)都能被磁化。二、磁導(dǎo)率——一個(gè)用來(lái)表示媒介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量，用μ表示。三、鐵磁材料的分類(lèi)和用途1、分類(lèi)軟磁材料：特點(diǎn)是磁導(dǎo)率很大，容易磁化，也容易去磁，硅鋼片主要用于電動(dòng)機(jī)、變壓器、電磁鐵中，坡莫合金常用來(lái)做小型元件，如高精度的交流儀表鐵淦氧磁體用在高頻電路中。硬磁材料：必須采用較強(qiáng)的外磁場(chǎng)才能使它們磁化，但一經(jīng)磁化，取消磁場(chǎng)后磁性不易消失，主要用途是制造各種形狀的永久磁鐵。矩磁材料：特點(diǎn)是在很小的外磁場(chǎng)作用下就能磁化，并達(dá)飽和，去掉外磁場(chǎng)后，磁性仍然保持與飽和時(shí)一樣，主要用來(lái)做記憶元件?！?-4電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件電磁感應(yīng)：變動(dòng)磁場(chǎng)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。1、直導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖2-10所示，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感應(yīng)線是，檢流計(jì)指針會(huì)向左或向右偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。直導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為：E=BLvsinα當(dāng)α=900時(shí)，sin900=1，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。方向：可用右手定則來(lái)判斷。（平伸右手，拇指與其余四指垂直，讓掌心正對(duì)磁場(chǎng)方向，以拇指指向表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向，則其余四指的指向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。）2、線圈中磁通變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)當(dāng)條形磁鐵的N極插入或拔出線圈時(shí)，檢流計(jì)指針都會(huì)偏轉(zhuǎn)。原因是由于磁鐵的插入或拔出導(dǎo)致線圈中的磁通發(fā)生了變化。二、楞次定律內(nèi)容：當(dāng)線圈中的磁通要增加時(shí)，感應(yīng)電流就要產(chǎn)生一個(gè)磁通去阻礙它的增加；當(dāng)線圈中的磁通要減少時(shí)，感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通將阻礙它減少。（即電流產(chǎn)生的磁通總要阻礙原磁通的變化）三、法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中磁通的變化率成正比。四、自感現(xiàn)象與自感系數(shù)（圖2-13）當(dāng)開(kāi)關(guān)SA合上瞬間，燈泡HL1立即正常發(fā)光，此后燈的亮度不發(fā)生變化；但燈泡HL2的亮度卻是由暗逐漸變亮，然后正常發(fā)光。圖B中，當(dāng)SA打開(kāi)瞬間，SA的刀口處會(huì)產(chǎn)生火花。上述現(xiàn)象是由于線圈電路在接通和斷開(kāi)的瞬間，電流發(fā)生著從無(wú)到有和從有到無(wú)的突然變化，線圈產(chǎn)生了較高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。自感——這種由于流過(guò)線圈本身的電流發(fā)生變化，而引起的電磁感應(yīng)叫自感現(xiàn)象。自感系數(shù)——線圈中通過(guò)每單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)。用L表示。小結(jié)：1、磁場(chǎng)的基本知識(shí)；2、電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體受電磁力作用的知識(shí)；3、鐵磁材料的磁性能、分類(lèi)和用途；4、電磁感應(yīng)定律5、自感和互感的有關(guān)性質(zhì)。作業(yè)：練習(xí)冊(cè)第三章正弦交流電路復(fù)習(xí)舊課：三個(gè)定則（安培定則、左手定則、右手定則）的應(yīng)用、楞次定律、電磁感應(yīng)定律。新課導(dǎo)入：直流電路與正弦交流電路是本課程的重點(diǎn)內(nèi)容之一。直流電路的分析計(jì)算方法前面已經(jīng)講過(guò)。但是，由于所加信號(hào)的不同，不能把直流電路的規(guī)律和分析方法直接運(yùn)用到正弦交流電路中去，而必須根據(jù)正弦交流信號(hào)的特性，對(duì)電路進(jìn)行分析，找出正弦交流電路的規(guī)律和分析方法。由于正弦交流電具有產(chǎn)生容易、成本低廉、便于輸送和控制、易于轉(zhuǎn)換和測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，從而得到了廣泛的應(yīng)用。即使是使用直流電的場(chǎng)合，大多數(shù)也是由交流電經(jīng)過(guò)整流濾波后獲得的。因此，學(xué)習(xí)正弦交流電路具有很大的實(shí)際意義。教學(xué)過(guò)程：§3-1交流電的基本概念一、交流電交流電：大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流和電壓。交流電機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低，工作可靠。電動(dòng)機(jī)、照明器具，家電使用交流電直流電：方向不隨時(shí)變化二、正弦交流電的產(chǎn)生由交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子組成，利用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=Emsinwtu=Umsinwti=Imsinwt三、表征正弦交流電的物理量1、最大值與有效值（1）最大值（瞬時(shí)值：交流電某一瞬間的數(shù)值，用e、u、i表示）——支流電在一個(gè)周期所能達(dá)到的最大瞬時(shí)值，又振幅，峰值，用Em、Im、Um（2）有效值——使交流電和直流電加在同樣阻值的電阻上，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則這一直流電的大小叫交流電有效值。用E、U、I表示。*電工儀表測(cè)出為有效值有效值=×最大值或Em=EUm=UIm=I2、周期與頻率（1）周期T——交流電每重復(fù)變化一次所需的時(shí)間。單位：S1S=103ms=106μs=109ns（2）、頻率f——交流電在1S內(nèi)重復(fù)的次數(shù)。單位：HZf=1/T1KHz=103Hz1MHz=106Hz我國(guó)工頻：50Hz周期：0.02S（3）角頻率——支弦交流電每秒內(nèi)變化的電角度，用W表示，單位：rad/sW=2πf=2π/T我國(guó)供電系統(tǒng)中，W=314rad/s3、相位與相位差（1）相位t=0時(shí)，e不為0，已過(guò)了φ1、φ2角，（圖3-4）則e1=Emsin(wt+φ1)E2=Emsin(wt+φ2)Wt+φ1和wt+φ2稱(chēng)為交流電的相位與相角t=0時(shí)的相位叫初相位或初相（2）相位差Φ=（wt+φ1）-（wt+φ2）=φ1-φ2如：φ1-φ2>0則e1超前于e2或e2滯后于e1Φ1-φ2=0同相Φ1-φ2=π/2正交Φ1-φ2=π反相正弦量三要素：最大值（有效值）、角頻率（或頻率）、初相位例3-1（略）小結(jié)：正弦量的三要素作業(yè)：P702、3§3-2正弦交流電的三種表示法復(fù)習(xí)舊課：正弦量的三要素。新課導(dǎo)入：正弦交流電的三種表示方法可以互相轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換的核心是三要素。教學(xué)過(guò)程：一、解析法e=Emsin(wt+φe)u=Umsin(wt+φu)i=Imsin(wt+φi)二、波形圖用正弦曲線來(lái)表示。三、矢量圖表示法最大值OA，OA與OX的夾角為初相位φ，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。用矢量圖進(jìn)行加減運(yùn)算。例3-2解：①U=U12+U22=5Vφ=arctan(U2/U1)=53o∴φu=φ1-φ=-23o∴u=52sin(314t-23o)v②由U’=U1-U2=U1+(-U2)U’=U12+U22=5Vφ‘=arctan(U2/U1)=53oφu=53o+30o=83o∴u=52sin(314t+83o)v小結(jié)：正弦量的三種表示法及其應(yīng)用。作業(yè)：P717§3-3單相交流電路復(fù)習(xí)舊課：正弦交流電的三種表示法及應(yīng)用。新課導(dǎo)入：交流電的分析與直流電不同，分析各種交流電路不但要確定電路中電壓與電流之間的大小關(guān)系，而且要確定它們之間的相位關(guān)系，同時(shí)還要討論電路中的功率問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程：一、純電阻電路1、電流與電壓的相位關(guān)系設(shè)uR=URmsinwt則i=u/R=URmsinwt/R∴電流與電壓同相位2、電流與電壓的數(shù)量關(guān)系Im=URm/R有效值I=UR/R3、功率瞬時(shí)功率：在任一瞬間，電阻中電流瞬時(shí)值與同一瞬間的電阻兩端電壓的瞬時(shí)值的乘積。用pR表示，即pR=uRi=(U2Rm/R)sin2wt平均功率P=URI=I2R=UR2/R例3-3解：（1）、R=U2/P=2202/100=484Ω（2）、由u=311sin314tV可知，電壓有效值U=Um/2=220VI=U/R=0.455Ai=0.4552sin314tA二、電感與純電感電路1、電流與電壓的相位關(guān)系純電感電路中有交變電流i通過(guò)時(shí)，e=-LΔi/Δt設(shè)流過(guò)電流i=Imsinwt則uL=wLImsin(wt+π/2)2、電流與電壓的頻率關(guān)系頻率相同3、電流與電壓的數(shù)量關(guān)系uLm=wLIm或uL=wLI感抗XL=Wl=2πfL單位：Ω∵f越高，XL越大，對(duì)高頻電流起阻礙作用。對(duì)直流電，因f=0，相當(dāng)于短路。4、功率pL=uLi=ULmsin(wt+π/2)×Imsinwt=ULmImcoswtsinwt=ULIsin2wt在第一和第三個(gè)1/4周期內(nèi)，功率為正，儲(chǔ)能；第二和第四個(gè)1/4周期內(nèi)，功率為負(fù)，磁能轉(zhuǎn)化成電能。因此，電感元件是一種儲(chǔ)能元件。把瞬時(shí)功率的最大值叫無(wú)功功率：QL=ULI=I2XL=UL2/XL無(wú)功的含義是“交換”，而不是消耗。例3-4解：（1）、XL=wL=314×0.7=220Ω（2）、I=U/XL=1A∵φu=30o∴φi=φu-90o=-60o∴i=2sin(314t-60o)A（3）、QL=ULI=220var小結(jié)：1、純電阻電路、純電感電路的電流與電壓的數(shù)量關(guān)系、相位關(guān)系。2、各種純電路的功率。作業(yè)：P718、10§3-3單相交流電路復(fù)習(xí)舊課：純電阻和純電感電路的大小關(guān)系和相位關(guān)系。新課導(dǎo)入：交流電的分析與直流電不同，分析各種交流電路不但要確定電路中電壓與電流之間的大小關(guān)系，而且要確定它們之間的相位關(guān)系，同時(shí)還要討論電路中的功率問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程：三、電容與純電容電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：開(kāi)關(guān)撥到“1”時(shí)，指示燈亮了一下就慢慢變暗，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，然后慢慢回到“0開(kāi)關(guān)撥到“2”時(shí)，指示燈亮了一下變變暗，電流表向左偏，然后慢慢回到“0電壓表由電源電壓減小到“0”。把開(kāi)關(guān)迅速在“1”和“2實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：開(kāi)關(guān)撥向“1”開(kāi)關(guān)撥向“2”結(jié)論：（1）、電容在儲(chǔ)存和釋放電荷過(guò)程中，電路中產(chǎn)生電流。（2）、電壓隨電荷變化。（3）、充電結(jié)束后，電容兩端有直流電壓，但電流為零，說(shuō)明電容隔直流，若電容不斷充放電，電路中始終有電流，說(shuō)明電容“隔直通交”。1、電流與電壓的相位關(guān)系設(shè)uC=UCmsinwt∵C=Q/UQ=Iti=wCUCmsin(wt+π/2)2、電流與電壓的頻率關(guān)系同頻3、電流與電壓的數(shù)量關(guān)系Im=wCUCm或I=wCUC=UC/XC容抗：XC=1/wC=1/2πfC電容一定時(shí)，f↑，Xc↓，直流電路中，f=0，Xc→∞，相當(dāng)于斷路。4、功率Pc=uci=UcIsin2wtQc=UcI=I2Xc=Uc2/Xc例3-5解：（1）、Xc=1/wC=1/314×15.9×10-6=200ΩI=U/Xc=1.1A∵φu=30o,得φi=φu+90o=120o∴i=1.12sin(314t+120o)（2）、電路的無(wú)功功率為Qc=UcI=242var（3）、電流電壓矢量圖在含有線圈的交流電路中，當(dāng)線圈的電阻不能被忽略時(shí)，就構(gòu)成了由電阻R和電感L串聯(lián)的交流電路，簡(jiǎn)稱(chēng)R-L串聯(lián)電路。工廠里常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)、變壓器及日常生活中的日光燈等都可看成是R-L串聯(lián)電路。四、電阻與電感的串聯(lián)電路1、電流與電壓的頻率關(guān)系同頻2、電流與電壓的相位關(guān)系U=UR2+UL2代入U(xiǎn)R=IR,UL=IXL，可得U=（IR）2+（IXL）2=IR2+XL2令Z=R2+XL2（阻抗，單位：?）I=U/Z把電壓三角形各邊同時(shí)縮小I倍，可得阻抗三角形。φ=arctan(UL/UR)=arctanXL/R4、功率和功率因數(shù)把三角形三邊同時(shí)增加I倍，可得功率三角形。有功功率P=URI=I2R無(wú)功功率QL=ULI=I2XL視在功率S=UI單位：VAS=P2+QL2P=ScosφQL=Ssinφ電源功率存在利用的問(wèn)題，用功率因數(shù)表示Cosφ=P/S提高功率因數(shù)的方法：并聯(lián)補(bǔ)償法（并聯(lián)電容）例3-6解：（1）、XL=wL=8ΩZ=R2+XL2=10Ω（2）、I=U/Z=22Ai=222sin(314t-23o)A（3）、P=I2RQL=I2XLS=UI典型應(yīng)用：日光燈小結(jié)：1、純電容電路中電壓與電流的數(shù)量關(guān)系、相位關(guān)系。2、RL串聯(lián)電路的數(shù)量、相位關(guān)系。3、典型應(yīng)用電路。作業(yè)：P7213、17§3-4三相交流電的基本概念復(fù)習(xí)舊課：1、三種純電路中電流與電壓的大小關(guān)系、相位關(guān)系。2、RL串聯(lián)電路中電流與電壓的大小關(guān)系、相位關(guān)系。新課導(dǎo)入：前面所講的單相交流電路中的電源只有兩根輸出線，即電源只有一個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)。如果在交流電路中有幾個(gè)電動(dòng)勢(shì)同時(shí)供電，每個(gè)電動(dòng)勢(shì)的最大值相等，頻率相同，只有初相位不同，那么就稱(chēng)這種電路為多相制電路。教學(xué)過(guò)程：一、三相交流電三相交流電的優(yōu)點(diǎn)：1、輸出功率大；2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)方便，運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)小；3、遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，可節(jié)約材料。二、三相電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生三相電動(dòng)勢(shì)是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。三相繞組始端分別用U1，V1，W1表示，末端用U1，V2，W2表示，分別稱(chēng)為U相，V相，W相，顏色一般用黃、綠、紅色表示。三個(gè)繞組在空間彼此相隔120O的電角度。eu=Emsin(wt+0o)ev=Emsin(wt-120o)ew=Emsin(wt+120o)eu,ev,ew的波形圖和矢量圖如下圖所示：三、三相四線制中線：從中性點(diǎn)引出的輸電線稱(chēng)為中線，中線通常與大地相接，稱(chēng)為零線。（用黃綠相間色表示）端線：從三個(gè)線圈始端引出的輸電線叫端線或相線，俗稱(chēng)火線。線電壓：端線與端線之間的電壓。U線=Uuv=Uvw=Uwu相電壓：端線與中線之間的電壓。U相=Uu=Uv=Uw作Uu、Uv、Uw的的矢量圖，可得Uuv/2=Uucos30o=3Uu/2Uuv=3Uu即線電壓和相電壓數(shù)量關(guān)系為U線=3U相從圖可看出，線電壓和相電壓的相位不同，線電壓總是超前與之對(duì)應(yīng)的相電壓30o。小結(jié)：三相交流電的產(chǎn)生；三相電源的連接方式。作業(yè)：P7221、22四、三相負(fù)載的連接方式三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載：各相負(fù)載完全相同的三相負(fù)載。1、三相負(fù)載的星形連接——把三相負(fù)載分別接在三相電源的一根相線和中線之間的接法。UY線=3UY相IY相=IY線對(duì)于三相電路的每一相來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)單相電路。I相=U相/Z相對(duì)于感性負(fù)載來(lái)說(shuō)，各相電流滯后對(duì)應(yīng)電壓的角度，φ=arctanXL/R例3-72、三相負(fù)載的三角形連接——把三相負(fù)載分別接在三相電源每?jī)筛嗑€之間的接法。U△線=U△相I△線=3I△相3、三相負(fù)載的功率P=3U相I相cosφ相=3P相P=3U線I線cosφQ=3U線I線sinφ=3U相I相sinφS=3U線I線=3U相I相例3-8書(shū)P62小結(jié)：1、三相交流電的優(yōu)點(diǎn)及產(chǎn)生；2、三相負(fù)載的兩種連接及特點(diǎn)。課堂練習(xí)：練習(xí)冊(cè)作業(yè)：P7223§3-6變壓器復(fù)習(xí)舊課：1、三相交流電的優(yōu)點(diǎn)及產(chǎn)生；2、三相負(fù)載的連接方法及特點(diǎn)。新課導(dǎo)入：一個(gè)完整的電力系統(tǒng)是由發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備和用電設(shè)備三部分組成。從安全角度考慮，用電設(shè)備的工作電壓越低越安全。從輸電角度考慮，輸電電壓越高越經(jīng)濟(jì)，如目前遠(yuǎn)距離輸電多用110KV或110KV以上的電壓。發(fā)電機(jī)輸出端電壓通常為10KV左右。由于電壓等級(jí)不同，發(fā)電、輸電和用電三者間發(fā)生了矛盾。為解決這個(gè)矛盾，必須使用變壓器。教學(xué)過(guò)程：一、變壓器的用途及其基本結(jié)構(gòu)1、變壓器的用途變壓器——是改變交流電壓而保持交流電頻率不變的電氣設(shè)備。用途：除用于改變電壓以外，還可用于改變電流、變換阻抗及產(chǎn)生脈沖。2、變壓器的基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：是由一個(gè)閉合的軟磁鐵心和兩個(gè)套在鐵心上相互絕緣的繞組所構(gòu)成。與交流電源相接的繞組叫一次繞組，與負(fù)載相接的繞組叫一次繞組。二、變壓器的工作原理1、變壓原理U1/U2=N1/N2=n例3-9（略）2、變流原理變壓器在變壓過(guò)程中只起能量傳遞的作用，無(wú)論變換后的電壓是升高還是降低，電能都不會(huì)增加。根據(jù)能量守恒定律：I1U1=I2U2或I1/I2=U2/U1=N2/N1=1/n例3-10阻抗變換原理變壓器的這種特性常用于電子電路中的阻抗匹配，使負(fù)載獲得最大功率。如廣播喇叭。3、變壓器的幾個(gè)參數(shù)（1）、額定電壓U1N和U2N（2）、額定容量SN小結(jié)：1、變壓器的作用及工作原理；2、變壓器的應(yīng)用。作業(yè)：P7326、29實(shí)驗(yàn)單相交流電路（R-L串聯(lián)電路、日光燈）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證R-L串聯(lián)電路中總電壓與各分電壓之間的數(shù)值關(guān)系及相位關(guān)系。2、熟悉交流電壓表、電流表的使用。3、熟悉日光燈電路的工作原理，驗(yàn)證其電壓與各分電壓之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)器材1、實(shí)驗(yàn)線路板2、白熾燈（220V，25W）1只3、線圈（40W日光燈鎮(zhèn)流器）1只4、日光燈管、燈座、啟輝器5、萬(wàn)用表一個(gè)6、交流電流表1只三、日光燈電路的工作原理日光燈電路如下圖所示，在開(kāi)關(guān)接通的瞬間，線路上的電壓全部加在啟輝器的兩端，迫使啟輝器輝光放電。輝光放電所產(chǎn)生的熱量使啟輝器中雙金屬片變形，并與靜觸片接觸，使電路接通，電流通過(guò)鎮(zhèn)流器與燈絲，燈絲經(jīng)加熱后發(fā)射電子。啟輝器停止放電，雙金屬片恢復(fù)斷開(kāi)狀態(tài)。而在啟輝器斷開(kāi)瞬間，鎮(zhèn)流器兩端產(chǎn)生一個(gè)自感電勢(shì)，與電壓疊加，形成一個(gè)高壓脈沖，使日光燈燈管內(nèi)的氬氣電離放電。放電時(shí)輻射出的紫外線激勵(lì)管壁上的熒光粉，發(fā)出像日光一樣的光線。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、按圖1接好電路，檢查接線無(wú)誤后接通電源。2、把萬(wàn)用表調(diào)到交流電壓擋，用萬(wàn)用表分別測(cè)量電源電壓U、白熾燈泡電壓UR、線圈電壓UL，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記入下表3、由電流表讀出數(shù)據(jù)，記入下表。4、按圖2接好電路，檢查線路無(wú)誤碼后接通電源。5、測(cè)出電源電壓U、日光燈電壓UR、鎮(zhèn)流器兩端電壓UL，讀出電流表讀數(shù)，記入下表。電源電壓U/V電阻電壓UR/V電感電壓UL/V電路電流I/A測(cè)量值計(jì)算值R-L日光燈五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、將表中記錄的數(shù)據(jù)UR，UL代入公式U=UR2+UL2中，計(jì)算出電源電壓U的大小并與測(cè)量值比較。若有誤差，試分析誤差原因。2、用測(cè)量數(shù)據(jù)作有效值電壓矢量圖。第四章工作機(jī)械的基本電氣控制線路復(fù)習(xí)舊課：1、單相交流電的產(chǎn)生、特點(diǎn)；2、單相交流電路的分析和簡(jiǎn)單計(jì)算。3、三相交流電路中對(duì)稱(chēng)負(fù)載兩種接法的有關(guān)性質(zhì)。新課導(dǎo)入：用電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)工作機(jī)械運(yùn)動(dòng)的這種方式稱(chēng)為電力拖動(dòng)。它通常由電動(dòng)機(jī)、控制電器、保護(hù)電器及生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)裝置組成。由于各行業(yè)的生產(chǎn)機(jī)械動(dòng)作各不相同，因此對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)要求也有所不同，但不管怎樣復(fù)雜，其電力拖動(dòng)部分均由一些基本控制線路所組成。教學(xué)過(guò)程：§4-1三相籠型異步電動(dòng)機(jī)一、電動(dòng)機(jī)的用途和分類(lèi)用途：把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能分類(lèi)：一般可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi)。按使用電源的相數(shù)可分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)兩種，而三相電動(dòng)機(jī)又可分為同步式和異步式兩種。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、運(yùn)行可靠。二、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)部分組成。機(jī)座定子定子鐵心：由互相絕緣的硅鋼片疊制而成定子繞組：是電動(dòng)機(jī)的電路部分轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸Δ定子的作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。三、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的工作原理工作原理：1、兩極定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)三相繞組中通過(guò)正弦交流電，則每個(gè)繞組都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng)，如果磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極（一個(gè)N極和一個(gè)S極），叫做兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。對(duì)兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)三相交流電變化一周時(shí)，磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)一周，磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1=f(r/s)。折合成每分鐘多少轉(zhuǎn)，則n1=60f(r/min)具有P對(duì)磁極的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n1=60f2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的作用定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將切割轉(zhuǎn)子銅條，在轉(zhuǎn)子銅條中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，方向可用右手定則確定。轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的感應(yīng)電流同時(shí)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生電磁力，這兩個(gè)力大小相等，方向相反，形成電磁轉(zhuǎn)矩。于是轉(zhuǎn)子就跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。四、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的銘牌1、型號(hào)2、額定功率3、額定頻率4、額定電壓5、額定電流6、額定轉(zhuǎn)速7、絕緣等級(jí)8、接法9、定額10、防護(hù)等級(jí)§4-2常用低壓電器一、電器的基本知識(shí)低壓電器是指在交流50HZ（或60HZ）、額定電壓為1200V及以下，直流額定電壓為1500以下的電路中起通斷、保護(hù)或調(diào)節(jié)作用的電器。二、控制電器和保護(hù)電器1、開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)主要用于分?jǐn)嗪徒油娐?。?）、刀開(kāi)關(guān)——刀開(kāi)關(guān)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且應(yīng)用廣泛的低壓電器。1）、開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)——刀極數(shù)有二極和三極兩種，廣泛用于照明電路和功率小于5.5KW電動(dòng)機(jī)的控制電路。安裝注意事項(xiàng)：第一，必須垂直安裝，不能倒裝，通電源時(shí)，手柄應(yīng)朝上；第二，電源的進(jìn)線應(yīng)接入進(jìn)線座，不能接反，否則在更換熔絲時(shí)會(huì)發(fā)生觸電事故。2）、封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)——可用于不頻繁地接通和分?jǐn)鄮ж?fù)荷的電路，也可用于15KW以下電動(dòng)機(jī)不頻繁啟動(dòng)的控制。（2）、組合開(kāi)關(guān)——組合開(kāi)關(guān)又叫轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。其體積小、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，多用于機(jī)床電氣中的電源隔離開(kāi)關(guān)，也可用于5KW以下電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)控制。使用注意事項(xiàng)：第一，組合開(kāi)關(guān)本身不帶過(guò)載和短路保護(hù)裝置，因此在它所控制的電路中，必須另外加裝保護(hù)設(shè)備。第二，控制電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，其開(kāi)關(guān)容量應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5~2.5倍.第三，接線時(shí)要注意倒順開(kāi)關(guān)的線號(hào)和位置。（3）、空氣斷路器——主要用作供電線路的保護(hù)開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)及照明系統(tǒng)的控制開(kāi)關(guān)等，也用于輸、配電系統(tǒng)的某些重要環(huán)節(jié)中。當(dāng)線路中發(fā)生短路、過(guò)載、欠壓等不正常的現(xiàn)象時(shí)，能自動(dòng)切斷故障電路。（4）、模數(shù)化組合開(kāi)關(guān)——是一種集總開(kāi)關(guān)、分路開(kāi)關(guān)、熔斷器、漏電保護(hù)器、各種類(lèi)型的插座等于一體的綜合型組合開(kāi)關(guān)。其最大的特點(diǎn)是根據(jù)控制要求可隨意進(jìn)行組合。2、熔斷器——熔斷器是配電電路及電動(dòng)機(jī)控制電路中用作過(guò)載或短路保護(hù)的電器。熔斷器串損壞之前及時(shí)熔斷，使設(shè)備與電路斷開(kāi)，起保護(hù)供電線路的作用。（1）、瓷插式熔斷器（2）、螺旋式熔斷器熔斷器的主要元件是熔體。俗稱(chēng)保險(xiǎn)絲。注意：在異步電動(dòng)機(jī)控制線路中，熔斷器僅作短路保護(hù)，不能用作過(guò)載保護(hù)。（過(guò)載保護(hù)可選用熱繼電器）3、接觸器與繼電器——接觸器是利用電磁吸力及彈簧反作用力配合動(dòng)作的控制電器，接觸器雖然有較強(qiáng)的接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電流能力，但本身不具備短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)能力，因此，在電動(dòng)機(jī)控制線路中，必須與熔斷器、熱繼電器配合使用。（1）、交流接觸器——主要由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置構(gòu)成。電磁系統(tǒng)：線圈、靜鐵心、動(dòng)鐵心等組成。工作原理：線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，動(dòng)鐵心被吸向靜鐵心，帶動(dòng)觸頭控制電路的接通與分?jǐn)?。?dòng)鐵心被吸合時(shí)會(huì)產(chǎn)生銜鐵振動(dòng)，為了消除這一現(xiàn)象，在鐵心端面上嵌上一短路環(huán)。接觸器有三對(duì)主觸頭和四對(duì)輔助觸頭，主觸頭用于接通和分?jǐn)嘀麟娐?，允許通過(guò)較大電流；輔助觸頭用于控制電路，只允許小電流通過(guò)。觸頭有常開(kāi)和常閉之分，當(dāng)線圈通電時(shí)，所有的常閉觸頭首先分?jǐn)啵缓笏械某ｉ_(kāi)觸頭閉合。（2）、熱繼電器——熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)或其他用電設(shè)備進(jìn)行過(guò)載保護(hù)的控制電器。工作原理：熱繼電器由熱元件、觸頭、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、復(fù)位按鈕和整定電流調(diào)節(jié)裝置組成。電路正常工作時(shí)，通過(guò)的熱元件的電流未超過(guò)允許值，則熱元件溫度不高，不會(huì)使雙金屬片產(chǎn)生過(guò)大的彎曲，熱繼電器處于正常的工作狀態(tài)。一旦電路過(guò)載，有較大電流通過(guò)熱元件上的電阻絲，電阻絲發(fā)熱并使雙金屬片彎曲，通過(guò)機(jī)械聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)將常閉觸頭斷開(kāi)，切斷控制電路，控制電路分?jǐn)嘀麟娐?，從而起到過(guò)載保護(hù)作用。熱繼電器在電路中只能作過(guò)載保護(hù)，不能作短路保護(hù)，因雙金屬片從升溫到發(fā)生彎曲直至斷開(kāi)常閉觸頭需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程，不可能在短路瞬間迅速分?jǐn)嚯娐?。選取用注意事項(xiàng)：第一、選擇熱繼電器的額定電流等級(jí)時(shí)應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)或其他用電設(shè)備的額定電流來(lái)確定。第二、熱繼電器的熱元件有兩相和三相兩種形式，一般選用兩相，當(dāng)電動(dòng)機(jī)作三角形連接并以熔斷器作短路保護(hù)時(shí)，則選用三相。（3）、中間繼電器——中間繼電器屬電磁繼電器的一種。（4）、時(shí)間繼電器——時(shí)間繼電器是一種自動(dòng)控制電器，它能使觸頭延時(shí)閉合或延時(shí)斷開(kāi)，從而達(dá)到機(jī)械運(yùn)動(dòng)的某些要求。可分為通電延時(shí)與斷電延時(shí)兩種。（5）、速度繼電器——它的作用是與接觸器配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)，故又稱(chēng)為反接制動(dòng)繼電器。4、按鈕——又稱(chēng)按鈕開(kāi)關(guān)，有來(lái)接通和斷開(kāi)控制電路，是電力拖動(dòng)中一種發(fā)送指令的電器。優(yōu)點(diǎn)：（1）、能對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動(dòng)控制。（2）、以小電流控制大電流，操作安全。（3）、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。按鈕可分為常閉的停止按鈕、常開(kāi)的啟動(dòng)按鈕和復(fù)合按鈕三種。5、行程開(kāi)關(guān)——行程開(kāi)關(guān)又稱(chēng)位置開(kāi)關(guān)或限位開(kāi)關(guān)，是一種小電流的控制電器。小結(jié)：常用低壓電器的作用及使用注意事項(xiàng)。作業(yè)：認(rèn)識(shí)常用低壓電器的使用?！?-4三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)控制線路復(fù)習(xí)舊課：常用低壓電器的作用及使用注意事項(xiàng)。新課導(dǎo)入：一般情況下，當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量小于10KW或容量不超過(guò)電源變壓器容量的15%~20%時(shí)，都允許直接啟動(dòng)。教學(xué)過(guò)程：一、點(diǎn)動(dòng)控制線路——點(diǎn)動(dòng)控制線路是用按鈕和接觸器控制電動(dòng)機(jī)的最簡(jiǎn)單的控制線路，如下圖：點(diǎn)動(dòng)控制線路工作原理如下：?jiǎn)?dòng)：按住按鈕SB→接觸器線圈KM通電→接觸器常開(kāi)主觸頭KM閉合→主電路接通→電動(dòng)機(jī)M通電啟動(dòng)。停止：松開(kāi)按鈕SB→接觸器線圈KM斷電→接觸器常開(kāi)主觸頭KM分?jǐn)唷麟娐贩謹(jǐn)唷妱?dòng)機(jī)M通電停轉(zhuǎn)。二、接觸器自鎖控制線路接觸器自鎖控制線路工作原理：?jiǎn)?dòng)：按下SB2常開(kāi)觸頭→線圈KM得電→主觸頭KM閉合電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)→常開(kāi)輔助觸頭KM閉合松開(kāi)SB2，其常開(kāi)觸頭恢復(fù)分?jǐn)嗪螅驗(yàn)榻佑|器的常開(kāi)輔助觸頭KM閉合使控制電路仍保持接通狀態(tài)，所以接觸器KM繼續(xù)通電，電動(dòng)機(jī)作持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。這種稱(chēng)為自鎖。停止：按下SB1常閉觸頭→線圈KM失電→主觸頭KM分?jǐn)唷妱?dòng)機(jī)M斷電停轉(zhuǎn)→自鎖觸頭KM分?jǐn)嚯娐诽攸c(diǎn)：具有失壓保護(hù)作用。（接觸器）失壓保護(hù)：突然斷電時(shí)能自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)電源的保護(hù)作用。三、具有過(guò)載保護(hù)的自鎖控制線路（圖4-29）該線路由熔斷器作短路保護(hù)，由接觸器作失壓保護(hù)，由熱繼電器作過(guò)載保護(hù)。如果由于過(guò)載或啟動(dòng)頻繁待原因，電動(dòng)機(jī)電流超過(guò)了額定值，熱繼電器就能自動(dòng)切斷控制電路，進(jìn)而切斷主電路，迫使電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)。小結(jié)：點(diǎn)動(dòng)控制線路的工作原理；自銷(xiāo)控制線路的工作原理。作業(yè)：練習(xí)冊(cè)P4417書(shū)P1023實(shí)驗(yàn)四、點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)安裝點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路，并能排除簡(jiǎn)單故障。二、實(shí)驗(yàn)器材1、萬(wàn)用表2、螺釘旋具、尖嘴鉗、電工刀等。3、常開(kāi)按鈕、常閉按鈕、接觸器、熔斷器隔離開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)及適量導(dǎo)線。4、實(shí)驗(yàn)安裝板三、實(shí)驗(yàn)線路（上圖）四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、按實(shí)驗(yàn)線路圖，清理并檢測(cè)所需元器件。2、將所需的實(shí)驗(yàn)元器件放在實(shí)驗(yàn)安裝板上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路圖進(jìn)行布置，并考慮各元器件所放的位置是否合理，接線是否簡(jiǎn)單。3、用螺絲釘固定各元器件。4、按實(shí)驗(yàn)線路接線。5、經(jīng)檢查，各元器件安裝位置合理、接線正確無(wú)誤后，用萬(wàn)用表檢測(cè)電路有沒(méi)短路現(xiàn)象，無(wú)誤后，通電運(yùn)行。通電后的線路板上有電，要注意安全。6、觀察實(shí)驗(yàn)線路是否符合動(dòng)作要求，能否控制電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、連續(xù)運(yùn)行。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、為什么主電路所用導(dǎo)線與控制電路所用導(dǎo)線其導(dǎo)線截面不同，導(dǎo)線顏色也不同？2、根據(jù)下面的故障點(diǎn)寫(xiě)出故障現(xiàn)象。故障點(diǎn)故障現(xiàn)象接觸器常開(kāi)自鎖觸頭不通控制電路熔斷器熔絲斷小結(jié)：1、點(diǎn)控制線路的工作原理；2、接觸器自鎖控制線路的工作原理；3、具有過(guò)載保護(hù)的自鎖控制線路的特點(diǎn)；4、各控制線路的連接方法。作業(yè)：練習(xí)冊(cè)：P418實(shí)驗(yàn)報(bào)告§4-5三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制線路復(fù)習(xí)舊課：三相異步電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制線路的工作原理。新課導(dǎo)入：很多生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件都需要正反轉(zhuǎn)方向工作。如工作臺(tái)要求往返運(yùn)動(dòng)，磨床的砂輪架要求升降等，這些要求可由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。教學(xué)過(guò)程：一、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路設(shè)計(jì)原理：改變輸入電動(dòng)機(jī)的三相電源相序，就可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。電路如圖4-30所示：主電路：兩個(gè)接觸器主觸頭所接通的電源相序不同，KM1按L1-L2-L3相序接線，KM2則按L3-L2-L1相序接線，所以能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向?？刂齐娐罚河砂粹oSB2和線圈KM1等組成正轉(zhuǎn)控制電路；由按鈕SB3和線圈KM2等組成反轉(zhuǎn)控制電路。注意：為了避免正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)接觸器同時(shí)動(dòng)作造成相間短路，所以在兩接觸器所在的控制電路中應(yīng)加上電氣聯(lián)鎖，即把控制正轉(zhuǎn)接觸器的常閉輔助觸頭串接在控制反轉(zhuǎn)接觸器線圈的電路中，把控制反轉(zhuǎn)接觸器的常閉輔助觸頭串接在控制正轉(zhuǎn)接觸器線圈的電路中。兩接觸器相互制約，保證不會(huì)同時(shí)通電。KM1、KM2這兩副常閉輔助觸頭稱(chēng)為聯(lián)鎖觸頭。工作原理：正轉(zhuǎn)控制：KM1常閉聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)喟碨B2按鈕→接觸器KM1線圈通電KM1主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)KM1常開(kāi)自鎖觸頭閉合反轉(zhuǎn)控制：KM2常閉聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)喟碨B3按鈕→接觸器KM2線圈通電KM2主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)KM2常開(kāi)自鎖觸頭閉合按SB1，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。線路缺點(diǎn)；要改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，必須先按停止按鈕SB1，待接觸器釋放后，才能啟動(dòng)另一轉(zhuǎn)向控制電路，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。二、雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路這種線路除了用復(fù)合按鈕的常閉觸頭作電氣聯(lián)鎖外，還增用接觸器常閉輔助觸頭作電氣聯(lián)鎖，組成復(fù)合聯(lián)鎖。小結(jié)：1、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路的工作原理；雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路的工作原理。作業(yè)：P1034實(shí)驗(yàn)五、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)安裝接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路，并能排除簡(jiǎn)單故障。二、實(shí)驗(yàn)器材1、萬(wàn)用表2、螺釘旋具、尖嘴鉗、電工刀等。3、常開(kāi)按鈕、常閉按鈕、接觸器、熔斷器隔離開(kāi)關(guān)、熱繼電器、電動(dòng)機(jī)及適量導(dǎo)線。4、實(shí)驗(yàn)安裝板三、實(shí)驗(yàn)線路（上圖）四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、按實(shí)驗(yàn)線路圖，清理并檢測(cè)所需元器件。2、將所需的實(shí)驗(yàn)元器件放在實(shí)驗(yàn)安裝板上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路圖進(jìn)行布置，并考慮各元器件所放的位置是否合理，接線是否簡(jiǎn)單。3、用螺絲釘固定各元器件。4、按實(shí)驗(yàn)線路接線。5、經(jīng)檢查，各元器件安裝位置合理、接線正確無(wú)誤后，用萬(wàn)用表檢測(cè)電路有沒(méi)短路現(xiàn)象，無(wú)誤后，通電運(yùn)行。通電后的線路板上有電，要注意安全。6、觀察實(shí)驗(yàn)線路是否符合動(dòng)作要求，能否控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、為什么主電路所用導(dǎo)線與控制電路所用導(dǎo)線其導(dǎo)線截面不同，導(dǎo)線顏色也不同？2、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路中，為什么要用接觸器的常閉觸頭進(jìn)行互鎖？3、根據(jù)下面的故障點(diǎn)寫(xiě)出故障現(xiàn)象。故障點(diǎn)故障現(xiàn)象正轉(zhuǎn)接觸器常開(kāi)自鎖觸頭不通反轉(zhuǎn)接觸器主觸頭有一組不通熱繼電器動(dòng)作后不復(fù)位正轉(zhuǎn)接觸器常閉聯(lián)鎖觸頭不通反轉(zhuǎn)按鈕常開(kāi)觸頭不通控制電路熔斷器熔絲斷§4-6三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線路復(fù)習(xí)舊課：三相籠型異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝及其工作原理。新課導(dǎo)入：電動(dòng)機(jī)斷電后，由于慣性的作用不會(huì)立刻停轉(zhuǎn)，需經(jīng)一段時(shí)間才能完全停下來(lái)，這對(duì)于某些要求定位準(zhǔn)確和限制行程的生產(chǎn)機(jī)械是不適合的。給電動(dòng)機(jī)一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，使它迅速停轉(zhuǎn)，稱(chēng)為制動(dòng)。教學(xué)過(guò)程：機(jī)械制動(dòng)控制線路機(jī)械制動(dòng)：是指電動(dòng)機(jī)切斷電源后利用機(jī)械裝置使其立即停轉(zhuǎn)。目前使用較多的為電磁抱閘。動(dòng)作原理：電動(dòng)機(jī)通電時(shí)，電磁抱閘線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng)吸合銜鐵，銜鐵克服彈簧的彈力，帶動(dòng)制動(dòng)桿動(dòng)作，使閘瓦松開(kāi)閘輪，對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)沒(méi)有任何影響；電動(dòng)機(jī)斷電時(shí)，電磁抱閘線圈失電，銜鐵釋放，彈簧的彈力使閘瓦緊緊抱住閘輪，使電動(dòng)機(jī)克服慣性立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。電力制動(dòng)控制線路電力制動(dòng)：電動(dòng)機(jī)在斷電停轉(zhuǎn)過(guò)程中，通過(guò)線路的轉(zhuǎn)換或改變供電條件使其產(chǎn)生與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩——制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)的制動(dòng)方式。1、反接制動(dòng)——通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)定子繞組中三相電源相序，使定子繞組中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反向，從而產(chǎn)生與原有轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。書(shū)圖4-33動(dòng)作原理如下：2、能耗制動(dòng)——向定子繞組通入直流電，以獲得大小方向不變的恒定磁場(chǎng)掃描，從而產(chǎn)生一個(gè)與電動(dòng)機(jī)原轉(zhuǎn)矩方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。三、常見(jiàn)故障及簡(jiǎn)易處理方法1、常見(jiàn)故障電氣故障：熔斷器熔體熔斷、電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)、電動(dòng)機(jī)發(fā)出嗡嗡聲、接觸器發(fā)出振動(dòng)聲、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)不能自鎖、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后無(wú)法停轉(zhuǎn)、電氣控制箱冒煙等。2、采取的措施1）、立即切斷生產(chǎn)機(jī)械的電源線，確保生產(chǎn)機(jī)械不再帶電。2）、檢查生產(chǎn)機(jī)械的安全。3）、在生產(chǎn)機(jī)械上掛好警告牌。3、常見(jiàn)的故障隱患1）、電動(dòng)機(jī)溫升異常2）、熔斷器熔體經(jīng)常熔斷3）、熱繼電器經(jīng)常跳開(kāi)小結(jié)：電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的方法有機(jī)械制動(dòng)和電力制動(dòng)兩大類(lèi)。常見(jiàn)故障的處理方法。作業(yè)：練習(xí)冊(cè)P3422第五章輸配電、照明電路及安全用電復(fù)習(xí)舊課：1、行程開(kāi)關(guān)控制的工作臺(tái)自動(dòng)往返控制電路的組成及工作原理；2、常見(jiàn)故障的處理方法。新課導(dǎo)入：生產(chǎn)和生活都離不開(kāi)電，電為人類(lèi)造福不淺，但是如果使用不當(dāng)，就會(huì)造成人身觸電、設(shè)備損壞，甚至波及供電系統(tǒng)安全運(yùn)行，導(dǎo)致大面積停電或引起火災(zāi)等事故。因此學(xué)習(xí)一些供電知識(shí)和安全用電知識(shí)，認(rèn)真執(zhí)行有關(guān)各項(xiàng)安全技術(shù)規(guī)程是十分必要的。教學(xué)過(guò)程：一、發(fā)電、輸電和配電概況（提出問(wèn)題，由學(xué)生自己看書(shū)，最后再總結(jié)點(diǎn)睛）1、電力系統(tǒng)的組成及各部分的作用？電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶(hù)組成的一個(gè)整體系統(tǒng)。2、我國(guó)的輸配電的方式。根據(jù)發(fā)電廠所用的能源，可分為哪幾種發(fā)電？我國(guó)輸配電線路一般為交流輸電方式，根據(jù)輸電容量和輸電距離確定輸電線路的電壓高低一般原則是：輸電容量越大、輸電距離越遠(yuǎn)，輸電電壓越高。目前我國(guó)遠(yuǎn)距離輸電電壓等級(jí)有3、6、10、35、63、110、220、330、500、750KV十個(gè)等級(jí)。隨著電工電子技術(shù)的發(fā)展，超高壓遠(yuǎn)距離輸電已開(kāi)始采用直流輸電方式。根據(jù)發(fā)電廠所用能源有：火力、水力、風(fēng)力、原子能、太陽(yáng)能等發(fā)電。二、安全用電常識(shí)1、常見(jiàn)的觸電方式1）、單相觸電——指人體某一部分觸及一相電源或接觸到漏電的電氣設(shè)備，電流通過(guò)人體流入大地造成觸電。①中性點(diǎn)接地的單相觸電：人體承受220V的相電壓。②中性點(diǎn)不接地的單相觸電：有兩個(gè)回路的電流通過(guò)人體。2）、兩相觸電——指人體的兩個(gè)部位分別觸及兩根相線，這時(shí)人體承受380V的線電壓。3）、跨步電壓電擊——高壓電網(wǎng)損壞處有電流流入地下時(shí)，強(qiáng)大的電流在接地點(diǎn)周?chē)耐寥乐挟a(chǎn)生電壓降。當(dāng)人走近時(shí)兩腳因站在不同的電位上而受跨步電壓。已受跨步電壓威脅者應(yīng)采取單腳或雙腳并攏方式迅速跳出危險(xiǎn)區(qū)域。2、電流對(duì)人體的傷害問(wèn)題：電流對(duì)人體的傷害程度與哪些因素有關(guān)？1）、通過(guò)人體的電流值一般認(rèn)為30mA以下是安全電流。2）、人體的電阻值人體電阻越小，流經(jīng)人體的電流越大，觸電者就越危險(xiǎn)。3）、電流通過(guò)人體時(shí)間的長(zhǎng)短4）、電流流過(guò)人體的途徑5）、電流的頻率6）、觸電電壓3、常用的安全用電措施1）、安全電壓通常稱(chēng)36V以下的電壓為安全電壓。2）、保護(hù)用具3）、保護(hù)接地和保護(hù)接零4）、注意事項(xiàng)4、觸電急救1）、自救2）、互救3）、醫(yī)務(wù)搶救方法：人工呼吸法和胸外心臟擠壓法小結(jié)：1、發(fā)電廠發(fā)電的能源。2、觸電的方式及其注意事項(xiàng)。3、安全用電的措施。作業(yè)：P1023§4-7工作臺(tái)的限位和自動(dòng)往返控制線路復(fù)習(xí)舊課：三相籠型異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝及其工作原理。新課導(dǎo)入：在生產(chǎn)過(guò)程中常要控制生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的行程，并使其在一定范圍內(nèi)自動(dòng)往返循環(huán)，例如龍門(mén)刨床、導(dǎo)軌磨床的工作臺(tái)和動(dòng)力頭滑動(dòng)臺(tái)等。工作臺(tái)自動(dòng)往返控制線路可由行程開(kāi)關(guān)控制。教學(xué)過(guò)程：一、工作臺(tái)自動(dòng)往返控制線路的組成（圖4-34）機(jī)床床身上裝有四個(gè)行程開(kāi)關(guān)：SQ1和SQ2行程開(kāi)關(guān)用來(lái)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的自動(dòng)往返；SQ3和SQ4行程開(kāi)關(guān)用來(lái)作兩端的終端保護(hù)。二、控制電路的工作原理按下SB2→KM1得電并自鎖→電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)→工作臺(tái)右移→對(duì)KM2聯(lián)鎖→先常閉觸頭分?jǐn)唷鶮M1失電→電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)→工作臺(tái)停止→觸除結(jié)KM2的聯(lián)鎖至限定位置擋鐵觸SQ1→后常開(kāi)觸頭閉合→KM2得電并自鎖→電M反轉(zhuǎn)→工作臺(tái)左移→對(duì)KM1聯(lián)鎖→先常閉觸頭分?jǐn)唷鶮M2失電→電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)→工作臺(tái)停止→解除對(duì)KM1的聯(lián)鎖至限定位置擋鐵觸SQ2→后常開(kāi)觸頭閉合→KM1得電并自鎖→電動(dòng)機(jī)M重新正轉(zhuǎn)→工作臺(tái)右移→對(duì)KM2聯(lián)鎖以后重復(fù)上述過(guò)程，工作臺(tái)就在一定行程范圍內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)注意：在工作臺(tái)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)中，若SQ1或SQ2失靈，工作臺(tái)將會(huì)越過(guò)限定位置向極限位置移動(dòng)，以致引起意外事故。為此在工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的極限位置前裝有SQ3和SQ4。當(dāng)擋鐵碰撞SQ3或SQ4時(shí)，自動(dòng)切斷控制電路。第六章常用半導(dǎo)體器件復(fù)習(xí)舊課：輸電、配電和安全用電的一般知識(shí)。新課導(dǎo)入：前面所學(xué)的交流電路和電力拖動(dòng)控制線路是屬于強(qiáng)電性質(zhì)的，而接下來(lái)所學(xué)的電子方面的內(nèi)容是弱電性質(zhì)的，電壓較低。教學(xué)過(guò)程：物質(zhì)的分類(lèi)：按導(dǎo)電性能來(lái)分。導(dǎo)體：（如銀、銅、鋁）金屬導(dǎo)體內(nèi)的載流子只有一種，就是自由電子，導(dǎo)電性好絕緣體：幾乎不能導(dǎo)電的物質(zhì)（如塑料、橡膠、陶瓷等）載流子數(shù)目少一點(diǎn)半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間（如鍺、硅、砷化鎵等）半導(dǎo)體中載流子有兩種：一種是帶負(fù)電的自由電子，另一種是帶正電的空穴?！?-1晶體二極管一、PN結(jié)及其特性1、半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體中，原子核最外層有四個(gè)價(jià)電子，根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論，原子最外層要有八個(gè)價(jià)電子才是穩(wěn)定狀態(tài)。所以每個(gè)硅（或鍺）原子必須和四周相鄰的四個(gè)原子組成四對(duì)共用的價(jià)電子，才能組成穩(wěn)定狀態(tài)。常溫下，少數(shù)價(jià)電子受熱或光照激發(fā)可掙脫原子核的束縛而成為自由電子，與此同時(shí)，共價(jià)鍵上留下一個(gè)空位，稱(chēng)為空穴。半導(dǎo)體導(dǎo)電方式的特點(diǎn)既有電子載流子，又有空穴載流子。2、N型和P型半導(dǎo)體常溫下電子和空穴數(shù)量很小，導(dǎo)電性能很差，必須摻入微量雜質(zhì)元素，可使導(dǎo)電性增強(qiáng)。P型半導(dǎo)體又稱(chēng)空穴半導(dǎo)體，其內(nèi)部空穴數(shù)量多于自由電子數(shù)量，即空穴是多數(shù)載流子，摻入三價(jià)元素B，這種半導(dǎo)體導(dǎo)電主要靠空穴，稱(chēng)為空穴半導(dǎo)體。 空穴是多數(shù)載流子，自由電子是少數(shù)載流子。N型半導(dǎo)體摻入五價(jià)元素P，這種半導(dǎo)體導(dǎo)電主要靠自由電子，稱(chēng)為電子半導(dǎo)體。自由電子是多數(shù)載流子，空穴是少數(shù)載流子。兩種材料導(dǎo)電特點(diǎn)：純凈半導(dǎo)體→摻入五價(jià)雜質(zhì)元素→出現(xiàn)大量自由電子→產(chǎn)生N型半導(dǎo)體純凈半導(dǎo)體→摻入三價(jià)雜質(zhì)元素→出現(xiàn)大量空穴→產(chǎn)生P型半導(dǎo)體3、PN結(jié)及其單向?qū)щ娦裕?）、正向偏置PN結(jié)導(dǎo)通P區(qū)接電源正極，N區(qū)接負(fù)極，導(dǎo)通時(shí)電阻很?。?）、反偏時(shí)PN結(jié)截止反偏時(shí)，外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向相同，阻擋層變厚，擴(kuò)散難以進(jìn)行，只有少數(shù)載流子流過(guò)PN結(jié)，形成反向電流。特點(diǎn)：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦浴＃ㄕ珜?dǎo)通，反偏截止）二、晶體二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)和類(lèi)型由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，在P型區(qū)和N型區(qū)各引出一條線，然后再裝在管殼內(nèi)，就制成一只晶體二極管。符號(hào)：“V”類(lèi)型：有硅二極