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[电工实用技能手册 第 版 2]机械工业出版社 CHINA MACHINE PRESS

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[电工实用技能手册 第 版 2 机 械 工 业 出 版 社] 副主编　 许　 彪　 黄海平　 刘玉敏 机 械 工 业 出 版 社 本手册内容包括概述、 电工学及其在实践中的应用、 电工 常用计算及应用、 常用电工设备器材及其选择、 电工常用仪器 仪表、 电工基本操作技能、 电工常用安全用具及登高器械的使 用、 电子技术及应用、 变频器及应用、 电工安全技术技能、 外 线电工操作技能技巧、 内线电工操作技能技巧、 维修电工操作 技能技巧、 调整试验电工操作技能技巧、 运行值班电工操作技 能基础、 弱电系统电工技能技巧、 数控机床的维修、 电器检修 技能技巧等 18 章。 本手册具有较强的实用性、 可操作性和通用性， 通俗易 懂、 图文并茂， 适合初、 中级电工阅读， 也可供职业技术院校 相关专业师生参考。 图书在版编目 数据 （CIP） 电工实用技能手册 ／白公主编 . —2 版 . —北京： 工业出版社， 2011. 1 ISBN 978⁃7⁃111⁃32980⁃0 机械 Ⅰ. ①电… Ⅱ. ①白… Ⅲ. ①电工技术—技术手册 Ⅳ. ①TM⁃62

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中国版本图书馆 CIP数据核字 （2011） 第 000407 号 机械工业出版社 （北京市百万庄大街 22 号 邮政编码 100037） 策划编辑： 牛新国 责任编辑： 封面设计： 姚 毅 责任印制： 罗 莉 洪汉军 北京圣夫亚美印刷有限公司印刷 2012 年 1 月第 2 版第 2 次印刷 148mm × 210mm·41 印张·1694 千字 3001—5000册 标准书号： ISBN 978⁃7⁃111⁃32980⁃0 定价： 98.00元 凡购本书， 如有缺页、 倒页、 脱页， 由本社发行部调换 [凡购本书， 如有缺页、 倒页、 脱页， 由本社发行部调换 （010）68993821] "电话服务":"社服务中心：" "网络服务":"" "电话服务":"（010）88361066 销 售 一 部：" "网络服务":"门户网： http： ／ ／ www. cmpbook. com"

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"电话服务":"（010）68326294 销 售 二 部：" "网络服务":"教材网： http： ／ ／ www. cmpedu. com" "电话服务":"（010）88379649 读者服务部：" "网络服务":"封面无防伪标均为盗版" （010）68993821 第 2 版前言 《电工实用技能手册》 出版后， 得到了广大读者的欢迎， 对本书提 出了很多宝贵意见和建议。 随着科学技术的发展， 电工新技术、 新设 备、 新材料、 新工艺、 新方法层出不穷。 为了适应科学发展的需要， 我 们应广大读者的要求， 对 《电工实用技能手册》 进行了全面修订。

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《电工实用技能手册》 第 2 版的内容包括概述、 电工学及其在实践 中的应用、 电工常用计算及应用、 常用电工设备器材及其选择、 电工常 用仪器仪表、 电工基本操作技能、 电工常用安全用具及登高器械的使 用、 电子技术及应用、 变频器及应用、 电工安全技术技能、 外线电工操 作技能技巧、 内线电工操作技能技巧、 维修电工操作技能技巧、 调整试 验电工操作技能技巧、 运行值班电工操作技能基础、 弱电系统电工技能 技巧、 数控机床的维修、 电器检修技能技巧等 18 章。 《电工实用技能手册》 第 2 版具有较强的实用性、 可操作性、 通用 性， 通俗易懂、 图文并茂。 具有初中文化程度的读者， 只要按本手册讲 述的内容认真去做， 不久你一定会成为一名出色的电工技师。

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《电工实用技能手册》 第 2 版的主编由教授级高级工程师白公担 任， 副主编由许彪、 黄海平、 刘玉敏担任。 参加 《电工实用技能手册》 第 2 版修订工作的还有乔东明、 白潮、 牛新科、 柴风岚、 孙小德、 李文 茹、 王琴、 赵玉、 周志、 张述、 孙小静、 陈世、 赵范、 刘太、 吴跃、 刘 洪、 王昆、 马国、 李宽、 王克、 王建、 李云、 宋玉、 江国、 耿肖、 原小 峰、 谢敏、 苏润、 赵小玲、 薛小明、 刘继、 吴金、 宋智、 石永、 柳俊、 梁啟、 悦英、 郭玉兰、 赵刚、 周志红、 赵永强、 谢志军、 朱俊杰、 刘立 伟等。 在 《电工实用技能手册》 编写和 《电工实用技能手册》 第 2 版修 订过程中， 参阅了大量的资料文献， 这里一并感谢， 恕不一一列举。 衷 心希望读者提出意见和建议， 对不妥之处批评指正， 以便本手册不断修 订完善。 作 者 2011 年元月 第 1 版前言

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目前， 由于诸多的原因， 技能型人才， 特别是高级技术工人严重短 缺， 各类院校的毕业生实践经验不足， 技能断档， 事实已经证明， 他们 难以担当生产一线的技能技术先锋。 因此， 造就一大批技能型人才和高 级技术工人便成了当务之急。 当然， 技能型人才和高级技术工人的产生并非朝夕之事， 个人、 社 会、 国家都要付出很大的代价和努力。 因此， 编写一本实用的既适合自 学、 又便于查阅的电工技能工具书是业界专家、 出版社义不容辞的责 任。 鉴于上述原因， 我们组织编写了这本 《电工实用技能手册》， 供那 些愿意从事电工工作并有志争当电工技师的朋友阅读， 使该手册成为大 家的良师益友、 可靠助手及技师技术宝典。

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本手册内容包括： 概述、 电工学及其在实践中的应用、 电工常用计 算及应用、 常用电工设备器材及其选择、 电工常用仪器仪表、 电工基本 操作技能、 电工常用安全用具及登高器械的使用、 相关工种操作技能、 电工读图基础、 电工安全技术技能、 外线电工操作技能技巧、 内线电工 操作技能技巧、 维修电工操作技能技巧、 调整试验电工操作技能技巧、 运行值班电工操作技能基础、 电动起重机械、 电梯及其安全运行、 弱电 系统电工技能技巧、 机床及机械传动设备安全运行要点等十九章。 本手册具有实用性、 可操作性、 通用性、 通俗易懂、 图文并茂。 具 有初中文化程度的读者， 只要按本手册讲述的认真去做， 不久你一定会 成为一名电工技师。

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本手册主编由教授级高级工程师白公担任， 副主编由陈成印、 乔东 明、 许彪、 黄海平担任。 参加编写工作的有白潮、 牛新科、 柴风岚、 孙 小德、 王琴、 赵玉、 周志、 张述、 孙小静、 陈世、 赵范、 刘太、 吴跃、 刘洪、 王昆、 马国、 李宽、 王克、 王建、 李云、 宋玉、 江国、 耿肖、 原 小峰、 谢敏、 苏润、 赵小玲、 薛小明、 刘继、 吴金、 宋智、 石永、 柳 俊、 梁啟、 悦英、 郭玉兰、 赵刚、 周志红、 赵永强、 谢志军、 朱俊杰、 刘立伟等。

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本手册的编著者都具有丰富的实践经验， 并有扎实的理论基础， 他 们都来自生产第一线， 有电业部门长期从事技术工作的技术人员， 有设 计部门专门从事电气工程设计的工程师， 有专职从事电气工程职业教育 的教师， 有电气工程监理工程师， 有多年从事安装、 调试、 维修、 运 行、 值班工作和电工器材供应工作的工人师傅， 他们都是电工行业的佼 佼者。 这些方方面面的专家， 以几十年来从事电气工作的实践经验和为 电气工作付出的心血， 写出了电工技术技能的精华， 总结了亲身经历的 或自己琢磨出来的技巧。 当然， 我们要特别强调， 本手册讲述的技术技 能、 技巧不是惟一正确的， 也许有很多未能写作的朋友同仁， 有更丰富 的经验和技巧， 读者可在实践中体会、 验证， 当这些宝贵的东西变成文 字的时候， 正是我们的技术工人真正成长起来的时候。 衷心希望读者提出意见和建议， 对不妥之处批评指正， 以便本手册 不断修订再版。 Ⅴ 1 作 者 目 录 第 2 版前言 第 版前言 第一章 概述 …………………………………………………………………………… 第一节 电工的概念 ………………………………………………………………… 第二节

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电工的分类及其相互联系 ………………………………………………… 第三节 现代电工应掌握和具备的技术技能 ……………………………………… 第四节 电工的职业道德及安全技术的重要性和必要性 ………………………… 第二章 电工学及其在实践中的应用 ………………………………………………… 第一节 直流电的概念及其基本定律 ……………………………………………… 一、 电的起源及其基本单位 ……………………………………………………… 二、 电流概念的引出 ……………………………………………………………… 三、 电流产生的条件和电压概念的引出 ………………………………………… 四、 电压建立的方法和条件 …………………………………………………… 五、 电流流过导体的效应及其应用 …………………………………………… 六、 欧姆定律及其应用 ………………………………………………………… 七、 物质导电性能的分类 ……………………………………………………… 八、 楞次定律和电磁感应 ……………………………………………………… 九、 自感、 互感和电感及其应用 ……………………………………………… 十、 电容及电容器的应用 ………………………………………………………

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十一、 直流电流对电阻、 电感、 电容的作用 ………………………………… 十二、 元件的串联、 并联及其意义和应用 …………………………………… 第二节 交流电路和三相交流电在工程中的应用 ……………………………… 一、 单相交流电的概念 ………………………………………………………… 二、 交流电流对电阻、 电感、 电容的作用和意义 …………………………… 三、 交流电流对 R、 L、 C串联和并联电路的作用和意义 …………………… 四、 三相交流电源及其三相绕组的连接方法 ………………………………… 五、 三相交流电的送电线制及三相负载的连接 ……………………………… 六、 电力变压器 ………………………………………………………………… 七、 交流异步电动机 …………………………………………………………… 八、 交流电路的计算方法 ……………………………………………………… 九、 三相交流电路的基本要求及意义 ………………………………………… 十、 交流—直流—交流及 UPS ………………………………………………… 第三章 电工常用计算及应用 ……………………………………………………… 第一节 基础参数的计算 ………………………………………………………… 一、 电阻 R的计算

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……………………………………………………………… 二、 电容 C的计算 ……………………………………………………………… 三、 电感 L的计算 ……………………………………………………………… 四、 阻抗 Z的计算 ……………………………………………………………… 五、 电动势 E ／电压 U的计算 …………………………………………………… 六、 电流 I的计算 ……………………………………………………………… 七、 直流电路的计算 …………………………………………………………… 八、 交流电路的计算 …………………………………………………………… 第二节 电动机的计算 …………………………………………………………… 一、 电动机的原理 ……………………………………………………………… 二、 交流异步电动机及计算 …………………………………………………… 三、 异步电动机修理常用计算 ………………………………………………… 第三节 变压器的计算 …………………………………………………………… 一、 基本计算方法 ……………………………………………………………… 二、 小型变压器的计算 ………………………………………………………… 三、 单相及三相干式电力变压器的计算

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……………………………………… 第四节 电磁铁的计算 …………………………………………………………… 第五节 电力负荷的计算及应用 ………………………………………………… 一、 三相负荷的计算 …………………………………………………………… 二、 单相负荷的计算 …………………………………………………………… 三、 电力系统 ／工厂用户计算负荷的确定 …………………………………… 四、 负荷计算的应用 …………………………………………………………… 五、 尖峰电流的计算及应用 …………………………………………………… 第六节 电力系统短路电流的计算及应用 ……………………………………… 一、 短路电流的计算 …………………………………………………………… 二、 两相短路电流的计算 ……………………………………………………… 三、 短路动稳定度的校验及计算 ……………………………………………… 四、 短路热稳定度的校验及计算 ……………………………………………… 五、 动稳定校验计算步骤 ……………………………………………………… 六、 热稳定校验计算步骤 ……………………………………………………… 第七节 架空线路的计算 ………………………………………………………… 一、

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导线的力学计算 …………………………………………………………… Ⅶ 目 二、 绝缘子的计算 ……………………………………………………………… 三、 横担的计算 ………………………………………………………………… 四、 电杆强度的计算 …………………………………………………………… 五、 拉线的计算 ………………………………………………………………… 六、 基础的计算 ………………………………………………………………… 第八节 直流电动机的计算 ……………………………………………………… 第九节 功率因数的提高 ………………………………………………………… 一、 提高功率因数的意义 ……………………………………………………… 二、 提高工业企业功率因数的方法 …………………………………………… 三、 几个功率因数的计算 ……………………………………………………… 四、 移相电容器补偿容量的计算 ……………………………………………… 五、 移相电容器的补偿方式 …………………………………………………… 第四章 常用电工设备器材及其选择 ……………………………………………… 第一节 工作条件及生产环境对电气设备的要求 ……………………………… 一、 工作条件及生产环境的类别

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……………………………………………… 二、 爆炸和火灾危险环境的划分 ……………………………………………… 三、 电气设备的防护等级 ……………………………………………………… 四、 工作条件及生产环境对电气设备及器材的要求 ………………………… 第二节 常用电气设备、 元器件、 导线的选择方法 …………………………… 一、 变压器的选择 ……………………………………………………………… 二、 电动机的选择 ……………………………………………………………… 三、 熔断器的选择 ……………………………………………………………… 四、 热继电器的选择 …………………………………………………………… 五、 低压断路器的选择 ………………………………………………………… 六、 接触器的选择 ……………………………………………………………… 七、 漏电保护装置的选择 ……………………………………………………… 八、 电动机起动器的选择 ……………………………………………………… 九、 低压保护继电器的选择 …………………………………………………… 十、 高压断路器的选择 ………………………………………………………… 十一、 高压负荷开关的选择

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…………………………………………………… 十二、 高压隔离开关的选择 …………………………………………………… 十三、 导线的选择 ……………………………………………………………… 第三节 爆炸和火灾危险环境电气设备的选择及要求 ………………………… 一、 爆炸性气体环境 …………………………………………………………… 二、 爆炸性粉尘环境 …………………………………………………………… 三、 防爆电气设备安装及运行的要求 ………………………………………… Ⅷ 四、 火灾危险环境 ……………………………………………………………… 第四节 常用电工设备器材 ……………………………………………………… 一、 低压断路器 ………………………………………………………………… 二、 常用低压熔断器 …………………………………………………………… 三、 接触器 ……………………………………………………………………… 四、 起动器 ……………………………………………………………………… 五、 继电器 ……………………………………………………………………… 六、 低压成套装置 ……………………………………………………………… 七、 变压器

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……………………………………………………………………… 第五节 弱电元件的选择 ………………………………………………………… 一、 火灾自动报警设备元件的选择 …………………………………………… 二、 电缆电视元件的选择 ……………………………………………………… 第五章 电工常用仪器仪表 ………………………………………………………… 第一节 盘、 柜计量检测仪表的选用、 接线及校验 …………………………… 一、 交流电压、 电流、 电能表 ………………………………………………… 二、 直流电压、 电流、 电能表 ………………………………………………… 三、 电表的检定或校验 ………………………………………………………… 第二节 电工携带式检修仪表仪器的使用 ……………………………………… 一、 电工携带式检修仪表的种类 ……………………………………………… 二、 钳形电流表的使用 ………………………………………………………… 三、 万用表的使用 ……………………………………………………………… 四、 绝缘电阻表 （兆欧表） 的使用 ………………………………………… 五、 接地电阻测试仪的使用 …………………………………………………… 六、 电工携带式检修仪表的保管、

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校验和检定 ……………………………… 七、 场强仪的使用 ……………………………………………………………… 八、 单臂电桥的使用 …………………………………………………………… 九、 万用电桥的使用 …………………………………………………………… 十、 电压升压器的使用及耐压试验 …………………………………………… 十一、 电流升流器的使用 ……………………………………………………… 第六章 电工基本操作技能 ………………………………………………………… 第一节 电工操作和作业的程序及要求 ………………………………………… 第二节 常用工具的正确使用 …………………………………………………… 第三节 导线的连接 ……………………………………………………………… 一、 导线连接的总体要求 ……………………………………………………… 二、 导线的连接方法 …………………………………………………………… 三、 导线与设备元件的连接方法 ……………………………………………… Ⅸ 目 录 四、 电缆的连接方法 …………………………………………………………… 第四节 导线的敷设及预埋件的埋设 …………………………………………… 一、 配合土建工程埋设管路及铁件

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…………………………………………… 二、 管内穿线 …………………………………………………………………… 三、 钢管明设 …………………………………………………………………… 四、 硬塑料管明设 ……………………………………………………………… 五、 槽板的敷设 ………………………………………………………………… 六、 塑料护套线配线 …………………………………………………………… 七、 瓷件配线 …………………………………………………………………… 八、 钢索及钢索吊灯的安装 …………………………………………………… 第五节 常用电气设备元件的简易识别和测试 ………………………………… 一、 电气设备测试的基本要求 ………………………………………………… 二、 电动机的检查、 测试及试验 ……………………………………………… 三、 开关柜、 控制柜、 电气传动控制装置及其元件的 测试、 试验及调整 ………………………………………………………… 第六节 常用电气设备元件的安装和接线 ……………………………………… 一、 电气接线通则 ……………………………………………………………… 二、 开关柜进出回路的接线 …………………………………………………… 三、

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异步电动机控制柜进出回路及被控电动机的接线 ……………………… 四、 暗装照明线路及灯具、 开关的安装 ……………………………………… 第七节 铁件、 支架及箱柜的制作 ……………………………………………… 一、 金属管路的预制加工 ……………………………………………………… 二、 金工件的预制加工 ………………………………………………………… 三、 基础型钢的制作 …………………………………………………………… 四、 电气控制柜的制作 ………………………………………………………… 第八节 硬母线的制作安装 ……………………………………………………… 一、 母线材料的检查验收 ……………………………………………………… 二、 母线材料的矫正 …………………………………………………………… 三、 母线尺寸的测量 …………………………………………………………… 四、 下料 ………………………………………………………………………… 五、 折弯 ………………………………………………………………………… 六、 开孔 ………………………………………………………………………… 七、 连接 ………………………………………………………………………… 八、 母线的安装

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………………………………………………………………… 第九节 防雷和接地技术 ………………………………………………………… 一、 接地和接零 ………………………………………………………………… Ⅹ 二、 防雷 ………………………………………………………………………… 三、 特殊电气装置的接地 ……………………………………………………… 第七章 电工常用安全用具及登高器械的使用 …………………………………… 第一节 基本安全用具和辅助安全用具 ………………………………………… 一、 绝缘拉杆的结构及使用方法 ……………………………………………… 二、 绝缘钳的结构及使用方法 ………………………………………………… 三、 辅助安全用具的使用及注意事项 ………………………………………… 第二节 检修安全用具 …………………………………………………………… 一、 临时接地线及使用方法 …………………………………………………… 二、 临时遮栏及使用方法 ……………………………………………………… 三、 绝缘隔板及使用方法 ……………………………………………………… 四、 围栏绳的设置及注意事项 ………………………………………………… 五、 标志牌在电气检修作业中的使用方法

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…………………………………… 六、 防止烧伤的器具及使用方法 ……………………………………………… 第三节 登高安全用具及脚手架的使用 ………………………………………… 一、 梯子、 高凳、 升降车及使用方法 ………………………………………… 二、 脚扣、 安全带及使用方法 ………………………………………………… 三、 脚手架及脚手板在电气作业中的使用方法 ……………………………… 第四节 电工安全用具的保管 …………………………………………………… 第八章 电子技术及应用 …………………………………………………………… 第一节 常用电子元件的识别 …………………………………………………… 一、 电阻器 ……………………………………………………………………… 二、 电容器 ……………………………………………………………………… 三、 电感器 ……………………………………………………………………… 四、 接插件 ……………………………………………………………………… 第二节 半导体器件的识别 ……………………………………………………… 一、 二极管 ……………………………………………………………………… 二、 晶体管 ………………………………………………………………………

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三、 单结晶体管 ………………………………………………………………… 四、 晶闸管 ……………………………………………………………………… 五、 场效应晶体管 ……………………………………………………………… 第三节 电子电路及其计算 ……………………………………………………… 一、 常用电子电路 ……………………………………………………………… 二、 晶体管及其模拟电路的计算 ……………………………………………… 三、 逻辑函数及计算基础 ……………………………………………………… 第四节 电子元器件测试要点 …………………………………………………… Ⅺ 目 一、 元器件的试验和筛选 ……………………………………………………… 二、 电子式电气传动装置元器件的调试要点 ………………………………… 三、 电子设备电磁兼容性试验要点 …………………………………………… 四、 可编程序控制器 （PLC） 系统的调试要点 ……………………………… 第五节 典型电子线路的安装与调试 …………………………………………… 一、 焊接工艺 …………………………………………………………………… 二、 简易电子电路印制板的制作工艺方法 …………………………………… 三、 典型电子电路的安装与调试

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……………………………………………… 第六节 常用传感器 ……………………………………………………………… 一、 限位开关 …………………………………………………………………… 二、 接近开关 …………………………………………………………………… 三、 光电开关 …………………………………………………………………… 四、 直线传感器 ………………………………………………………………… 五、 角度传感器 ………………………………………………………………… 六、 力传感器 …………………………………………………………………… 七、 液位传感器 ………………………………………………………………… 八、 压力传感器 ………………………………………………………………… 九、 温度传感器 ………………………………………………………………… 十、 流量传感器 ………………………………………………………………… 十一、 成分分析传感器 ………………………………………………………… 第九章 变频器及应用 ……………………………………………………………… 第一节 变频器概述 ……………………………………………………………… 第二节 变频器选择与安装 ………………………………………………………

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一、 典型控制电器 ……………………………………………………………… 二、 变频器选配器件 …………………………………………………………… 三、 变频器输入输出端子的控制方法 ………………………………………… 四、 变频器容量的选择 ………………………………………………………… 五、 变频器的功能选择 ………………………………………………………… 六、 变频器的安装 ……………………………………………………………… 第三节 变频器的调试与维护 ………………………………………………… 一、 变频器通电调试条件 …………………………………………………… 二、 变频器测试 ………………………………………………………………… 三、 变频器调试举例 …………………………………………………………… 四、 变频器维护保养 …………………………………………………………… 第十章 电工安全技术技能 ………………………………………………………… 第一节 安全技术要点 …………………………………………………………… Ⅻ 一、 保证电气安全的两大措施 ………………………………………………… 二、 电工的不安全行为和习惯性违章作业 …………………………………… 三、 电工作业安全注意事项

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…………………………………………………… 四、 电气火灾消防技术技能 …………………………………………………… 五、 触电急救技术技能 ………………………………………………………… 第二节 漏电保护器 ……………………………………………………………… 一、 漏电保护器的功能及分类 ………………………………………………… 二、 结构 ………………………………………………………………………… 三、 工作原理 …………………………………………………………………… 四、 技术参数 …………………………………………………………………… 五、 漏电保护器的选用 ………………………………………………………… 六、 国家标准 GB 13955—2005 《剩余电流动作保护装置安装和运行》 修订主要内容 ……………………………………………………………… 第十一章 外线电工操作技能技巧 ………………………………………………… 第一节 低压架空配电线路的安装 ……………………………………………… 一、 测量 ………………………………………………………………………… 二、 划线和挖坑 ………………………………………………………………… 三、 立杆

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………………………………………………………………………… 四、 杆上组装 …………………………………………………………………… 五、 拉线组装 …………………………………………………………………… 六、 架线及紧线 ………………………………………………………………… 第二节 10kV架空线路的安装 ………………………………………………… 第三节 架空线路的防雷接地装置 ……………………………………………… 第四节 架空线路的测试及试运行 ……………………………………………… 第五节 室外变压器台的安装 …………………………………………………… 一、 杆上变压器台 ……………………………………………………………… 二、 落地变压器台 ……………………………………………………………… 第六节 电缆线路的施工准备 …………………………………………………… 一、 准备工作 …………………………………………………………………… 二、 电缆安装敷设的技术要求 ………………………………………………… 第七节 电缆安装敷设的工艺方法 ……………………………………………… 一、 地下直埋电缆敷设法 ……………………………………………………… 二、 电缆沟内敷设法

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…………………………………………………………… 三、 钢索悬吊架空敷设法 ……………………………………………………… 四、 管内敷设法 ………………………………………………………………… 五、 电缆槽架内敷设法 ………………………………………………………… ■ 目 六、 电气竖井内敷设法 ………………………………………………………… 七、 沿建筑物明设法 …………………………………………………………… 八、 冬季电缆敷设的技术措施 ………………………………………………… 九、 敷设电缆的安全注意事项 ………………………………………………… 第八节 电缆终端头的制作及安装 ……………………………………………… 一、 电缆头制作条件及准备工作 ……………………………………………… 二、 干包电缆头的制作 ………………………………………………………… 三、 交联电力电缆热缩型护套终端头的制作 ………………………………… 四、 电缆头的安装 ……………………………………………………………… 第十二章 内线电工操作技能技巧 ………………………………………………… 第一节 10kV变配电室的安装技术 …………………………………………… 一、 变压器的安装

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……………………………………………………………… 二、 高压负荷开关的安装 ……………………………………………………… 三、 低压开关柜 （配电屏） 的安装 …………………………………………… 四、 母线的制作安装 …………………………………………………………… 五、 高压进户的接线和低压引出电缆或导线的接线 ………………………… 六、 10kV变配电室的试验及送电 …………………………………………… 第二节 室内电气线路的敷设及设备安装 ……………………………………… 一、 插接母线的安装 …………………………………………………………… 二、 封闭式母线的安装 ………………………………………………………… 三、 工业车间裸母线的安装 …………………………………………………… 四、 室内电气设备及元件的安装 ……………………………………………… 第三节 低压电气线路的送电、 试车及试运行 ………………………………… 一、 动力电路的送电 …………………………………………………………… 二、 动力电路的试车 …………………………………………………………… 三、 照明电路的检查和测试 …………………………………………………… 四、 照明电路的送电、 试灯及故障处理

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……………………………………… 第十三章 维修电工操作技能技巧 ………………………………………………… 第一节 电动机及其起动装置的检修和维护 …………………………………… 一、 电动机运行及维护的规则和方法 ………………………………………… 二、 中小型电动机的抽心检查、 解体及装配 ………………………………… 三、 电动机的干燥处理 ………………………………………………………… 四、 电动机的检查及空载试验 ………………………………………………… 五、 液体电阻起动器常见故障的处理 ………………………………………… 第二节 低压配电装置的检修和维护 …………………………………………… 一、 低压配电装置运行的一般要求 …………………………………………… ■ 二、 低压配电装置巡视检查、 清扫检修和试验的周期及项目内容 ………… 三、 低压配电系统异常运行和故障缺陷的处理方法 ………………………… 四、 低压电器运行维修中的注意事项 ………………………………………… 五、 电力变流设备运行中的注意事项 ………………………………………… 第三节 电动机及变压器绕组的更换 …………………………………………… 一、 电动机绕组的更换 …………………………………………………………

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二、 电动机绕组的烘干和浸漆 ………………………………………………… 三、 电动机的装配、 测试和试运行 …………………………………………… 四、 小型变压器绕组的更换 …………………………………………………… 第四节 电气线路、 电动机、 照明电器故障处理方法 ………………………… 一、 观察法判断电气故障 ……………………………………………………… 二、 电气线路故障的处理方法 ………………………………………………… 三、 电动机故障的处理方法 …………………………………………………… 四、 照明装置故障的处理方法 ………………………………………………… 五、 低压电器故障的处理方法 ………………………………………………… 六、 电力电缆、 接地装置故障的处理方法 …………………………………… 七、 电力电容器的运行与维护 ………………………………………………… 八、 电抗器的运行与维护 ……………………………………………………… 九、 轴承、 换向器的故障处理方法 …………………………………………… 第五节 电气控制电路接线技能技巧 …………………………………………… 一、 单向点动控制电路工作原理、 按钮接线方法 ……………………………

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二、 单向起动控制电路工作原理、 按钮接线及注意事项 …………………… 三、 用两只按钮实现单向点动、 起动、 停止控制电路及按钮接线方法 …… 四、 可逆起动控制电路工作原理、 按钮接线及注意事项 …………………… 五、 两种可逆起动、 点动控制电路按钮实际接线方法 ……………………… 六、 具有三重互锁保护的正反转起动控制电路及调试注意事项 …………… 七、 JZF系列正反转自动控制器接线 ………………………………………… 八、 液位继电器实际应用接线 ………………………………………………… 第十四章 调整试验电工操作技能技巧 …………………………………………… 第一节 10kV变配电装置的调试 ……………………………………………… 一、 设备及元器件的单体测试 ………………………………………………… 二、 继电器、 二次回路及系统调整试验 ……………………………………… 三、 冲击合闸试验和空负荷运行 …………………………………………… 第二节 低压配电系统 ………………………………………………………… 一、 低压配电柜 ／开关柜及元器件测试 ……………………………………… 二、 低压系统的送电及试运行 ……………………………………………… ■ 目 第三节

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电动机及起动设备 …………………………………………………… 一、 电动机的试验 …………………………………………………………… 二、 起动设备的试验 ………………………………………………………… 第四节 大型电动机及变压器的抽心检查 …………………………………… 一、 电动机的抽心检查 ……………………………………………………… 二、 变压器的抽心检查和干燥处理 ………………………………………… 第五节 电气线路的试验 ……………………………………………………… 一、 低压电气线路 …………………………………………………………… 二、 高压电气线路 …………………………………………………………… 第六节 调整试验注意事项 …………………………………………………… 一、 电气试验安全注意事项 ………………………………………………… 二、 核相作业的安全规定 …………………………………………………… 三、 电气试验时进行高压测量的安全事项 ………………………………… 第十五章 运行值班电工操作技能基础 ………………………………………… 第一节 运行值班电工及操作规程 …………………………………………… 一、 资质条件及工作内容、 注意事项 ……………………………………… 二、

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巡视检查中保证安全的规定及方法 …………………………………… 三、 倒闸操作的具体要求及操作票的内容与注意事项 …………………… 四、 倒闸操作的步骤 ………………………………………………………… 五、 作业票的内容及注意事项 ……………………………………………… 第二节 变配电装置的巡视检查 ……………………………………………… 一、 巡视检查的总体要求 …………………………………………………… 二、 高压配电装置及二次回路 ……………………………………………… 三、 电力变压器 ……………………………………………………………… 四、 直流电源及仪表 ………………………………………………………… 第三节 变配电装置故障判断及处理 ………………………………………… 一、 高压断路器异常运行及事故处理 ……………………………………… 二、 高压电器异常运行及事故处理 ………………………………………… 三、 电力变压器异常运行及缺陷处理 ……………………………………… 四、 继电保护及自动装置异常运行及事故处理 …………………………… 第四节 运行日志和值班记录 ………………………………………………… 第十六章 弱电系统电工技能技巧 ……………………………………………… 第一节

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火灾自动报警及自动消防系统的安装 ……………………………… 一、 开工条件及元件的检查测试 …………………………………………… 二、 穿线及线路的敷设要求 ………………………………………………… 三、 探测器的安装及编码 …………………………………………………… ■ 电工实用技能手册 目 ⅩⅦ 四、 区域报警控制器的安装接线 …………………………………………… 五、 集中报警控制器的安装接线 …………………………………………… 六、 消防控制室控制设备的安装 …………………………………………… 七、 系统调试及试运行 ……………………………………………………… 第二节 通信广播系统的安装 ………………………………………………… 一、 电话的安装 ……………………………………………………………… 二、 广播音响系统的安装 …………………………………………………… 三、 通信广播系统室外线路的安装 ………………………………………… 第三节 电缆电视系统的安装 ………………………………………………… 一、 开工条件及元件的检查测试 …………………………………………… 二、 线路敷设 ………………………………………………………………… 三、 天线的安装

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……………………………………………………………… 四、 前端设备的安装 ………………………………………………………… 五、 机房设备的安装 ………………………………………………………… 六、 分配系统元件的安装 …………………………………………………… 七、 系统调试 ………………………………………………………………… 八、 常见故障及处理方法 …………………………………………………… 第四节 保安系统的安装 ……………………………………………………… 一、 可视—对讲—电锁门系统的安装 ……………………………………… 二、 闭路电视保安系统的安装 ……………………………………………… 三、 自动门的安装 …………………………………………………………… 第五节 微机系统的安装要点 ………………………………………………… 一、 安装要点 ………………………………………………………………… 二、 电子计算机控制系统的调试要点 ……………………………………… 第六节 弱电系统的运行 ……………………………………………………… —、 弱电系统运行概述 ……………………………………………………… 二、 自动化仪表系统的运行 ………………………………………………… 第十七章

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数控机床的维修 ……………………………………………………… 第一节 概述 …………………………………………………………………… 一、 数控机床故障诊断与维修的意义 ……………………………………… 二、 数控机床的可靠性 ……………………………………………………… 三、 数控机床故障的分类 …………………………………………………… 第二节 数控机床的安装调试 ………………………………………………… 一、 数控机床的初步安装内容 ……………………………………………… 二、 电线连接 ………………………………………………………………… 三、 数控机床调试与性能检验 ……………………………………………… ⅩⅧ 第三节 数控机床的日常维修 ………………………………………………… 一、 数控机床维护与保养的点检管理 ……………………………………… 二、 数控系统的日常维护 …………………………………………………… 三、 数控机床维修常用工具 ………………………………………………… 四、 数控机床故障诊断与维修常用仪表 …………………………………… 五、 数控机床故障诊断与维修常用仪器 …………………………………… 六、 诊断用技术资料 ………………………………………………………… 第四节

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对数控机床维修人员的要求 ………………………………………… 第五节 数控机床诊断与维修的一般步骤 …………………………………… 一、 故障的调查与分析 ……………………………………………………… 二、 故障排除 ………………………………………………………………… 三、 维修排故后的总结提高工作 …………………………………………… 第六节 机床及机械传动设备安全运行要点 ………………………………… 一、 基本要求 ………………………………………………………………… 二、 电气安全措施 …………………………………………………………… 三、 电气故障检查 …………………………………………………………… 第十八章 电器检修技能技巧 …………………………………………………… 第一节 电器维修基本常识 …………………………………………………… 一、 电器维修应具备的条件 ………………………………………………… 二、 电器检修的一般程序 …………………………………………………… 三、 电器检修的基本原则 …………………………………………………… 四、 电器故障的诊断方法 …………………………………………………… 第二节 电器检修经验与技巧 ………………………………………………… 一、

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电器的检修经验 ………………………………………………………… 二、 电器检修的技巧 ………………………………………………………… 第三节 电器故障的通用检查方法 …………………………………………… 一、 直观检查法 ……………………………………………………………… 二、 人体干扰法 ……………………………………………………………… 三、 短路检查法 ……………………………………………………………… 四、 电阻检测法 ……………………………………………………………… 五、 电压检测法 ……………………………………………………………… 六、 电流检测法 ……………………………………………………………… 七、 信号注入法 ……………………………………………………………… 八、 断路检查法 ……………………………………………………………… 九、 示波器观察波形法 ……………………………………………………… 十、 敲击法 …………………………………………………………………… 目 录 ⅩⅨ 十一、 升 ／降温检查法 ………………………………………………………… 十二、 升 ／降压检查法 ………………………………………………………… 十三、 替代检查法

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…………………………………………………………… 十四、 自诊断检查法 ………………………………………………………… 十五、 逻辑推断法 …………………………………………………………… 十六、 干扰检查法 …………………………………………………………… 十七、 参照检查法 …………………………………………………………… 十八、 面板操纵压缩法 ……………………………………………………… 十九、 程序图检查法 ………………………………………………………… 二十、 电感检查法 …………………………………………………………… 二十一、 程序诊断法 ………………………………………………………… 二十二、 听诊检查法 ………………………………………………………… 二十三、 加压检查法 ………………………………………………………… 二十四、 触摸检查法 ………………………………………………………… 二十五、 拔插检查法 ………………………………………………………… 二十六、 最小系统法 ………………………………………………………… 二十七、 其他检查方法 ……………………………………………………… 附录 电工产品更新换代目录 …………………………………………………… 参考文献

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…………………………………………………………………………… 第一章 概 述 近 100 多年的历史已充分证明， 电同阳光、 水、 空气一样， 是人类不可缺少的 亲密伙伴。 在现代工业和日常生活当中， 在国民经济和国家政治活动中， 还找不出 一件与电无关或离开电可以办成的事情。 任何人都可以想象出， 如果世界上有一天 电消逝了， 那将是一个怎样可怕而恐惧的黑暗世界。 我们都知道， 电是由发电厂经电气线路送来的， 从电厂 （包括电厂的发电机、 电气设备及线路） 到输电线路， 最后到各级各类用户的各种用电设备， 无一不是 工人用双手和智慧安装上去， 并对其进行调试、 维护、 检修、 运行监控的。 我们把 这种从事电气设备、 元器件及线路安装调试、 检修维护、 运行监控的工人定义为电 工。 随着科学技术的发展和电子技术、 计算机技术的出现， 电工的技术技能也在进 步和发展。 因此， 作为一名电工必须不断学习新技术、 新工艺、 新设备、 新材料， 才能适应工作的需要， 才能提高自己的技术技能水平。

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自从有了电以来， 人们总是在不断地探索和研究并制定相应的标准、 规程和规 范， 然后用这些文件去规范电气设备、 元器件及器材的设计和生产， 同时又在这些 过程中修订并完善这些文件。 对电气设备、 元器件及器材的安装调试、 检修维护、 运行监控也制定了相应的标准、 规程和规范， 去规范电工的操作和行为。 这些文件 都尽量作得天衣无缝、 滴水不漏， 其原因除了使电工能更好地服务于人们之外， 更 重要的还是保证电气系统本身、 操作人员、 安装人员以及用电场所及其设施的安 全。 安全是电工技术技能的一大特点， 也是电工技术技能的一大分支， 我们在 《电工安全技术 365 问》 一书中， 进行了详尽的叙述。 综上所述， 电工首先是一种特殊的技术工种， 他们的行为关系着人身和设备的 安全。 再者， 电工是一种理论性很强的工种， 在某种程度上讲属半体力劳动、 半脑 力劳动的工种。 可以说在工业生产以及设计、 开发、 安装、 服务等行业和人们生活 当中， 电工是有着特殊重要的意义和价值的工种。 本章主要讲述电工的概念及分类、 现代电工应具备的技术技能以及电工的职业 道德等内容。 第一节 电工的概念

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前面我们已经给电工下了一个定义： 电工， 即从事电气设备、 元器件及线路的 安装、 调试、 运行、 维护保养、 检修和试验等工作的技术工人。 其中： 电气设备是指变压器、 发电机、 电动机及各类具有开关、 控制、 保护、 显示、 报警、 操作、 主机、 整流、 逆变、 变频、 计量、 仪表等功能的柜、 屏、 箱、 器。 电气元器件是指设备上及现场安装的单体元器件， 如开关、 按钮、 插座、 表 计、 继电器、 传感器、 变送器、 互感器、 探测器、 电路板及插件、 电路板上的电子 元器件、 熔断器、 电力电子器件、 小型用电器 （如灯具、 电铃） 等。 电气线路是指架空导线 （包括杆、 塔、 架）、 明设穿管及不穿管导线、 暗设穿 管导线、 线槽、 桥架、 母线 （封闭、 插接、 裸导体） 以及各类电缆 （如传送、 控 制、 音频、 射频、 图像等信号的电缆） 等。 安装是指按照规程、 规范、 标准和设计要求把电气设备、 元器件及线路固定在 设定的位置或装置上， 并能使其正常运行而进行的全部工作。

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调试是指按照规程、 规范和标准用检测试验仪器设备对安装的电气设备、 元器 件、 线路进行调整和试验， 并对其可靠性、 灵敏度、 准确度和抗衰老性作出判断， 保证其正常运行， 并能在非正常条件作出响应而进行的一系列工作。 运行是指按照规定的要求和运行规程监视、 调整、 控制、 记录经安装调试投入 使用的电气设备、 元器件及线路运行状态而进行的工作。 维护是指按照规定的要求和运行规程对运行的电气设备、 元器件及线路进行的 清扫、 检查、 巡视、 发现缺陷、 更换小型元器件、 紧固螺栓、 消除隐患而进行的工 作。 检修是指按照规定的周期及停电机会对运行中的电气设备、 元器件及线路按照 运行规程的要求项目和运行中发现而不能修复的缺陷而进行的中型修理工作。 试验有两个内容， 一是指检修过程中， 对设备及线路进行的预防性试验， 进而 发现问题和缺陷， 及时更换或修理； 二是指安装前对设备、 元器件、 导线、 母线、 电缆的试验， 目的是判断产品的优劣并作出能否安装的决定。 保养是指对运行中的设备及线路替代下来的部件进行小型修理以及检修时对一

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些部件的保养性修理， 如加油、 研磨触头、 更换端子、 更换设备中小型部件及弹簧等。 修理是指对运行中的设备及线路替代下来的或损坏的设备、 元器件进行恢复性 修理和大型修理， 如更换线圈、 主机大修等。 由此看来， 电工不是一个简单的概念， 也不是一个普通的工种， 电工的工作更 不是一般的体力劳动， 而是一个复杂的、 技术性要求极高的、 脑力和体力都要用到 的崇高的职业。 第二节 电工的分类及其相互联系 （一） 电工的分类 电工是按其从事的工作类别进行分类的， 一般可分为以下几种： 1. 外线电工 我们常把从事架空线路、 室外变配电装置、 电缆线路安装的电 工叫做外线电工。 2. 内线电工 我们把从事室内变配电装置、 室内照明及动力电气线路、 室内 电气设备及元器件安装的电工叫做内线电工。 2 3. 送电试车、 试运行的电工叫做调整试验电工。 4. 维修电工 我们把从事对电气设备、 元器件及线路进行维护、 保养、 检修、 修理以及一般故障判断处理和更换电气设备、 元器件及线路的电工叫做维修电工。

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5. 运行值班电工 我们把对变配电装置及线路进行监视、 控制、 调整、 记录 其运行状态及技术参数的电工叫做运行值班电工。 6. 电机修理工 我们把对损坏的电气设备及元器件进行修理， 使之恢复原来 良好状态性能、 保持原来技术参数并能安全使用及运行的电工叫做电机修理工或电 钳工。 7. 电工仪表工 我们把从事各类电工仪表校验、 检定、 修理以及安装接线的 电工叫做电工仪表工。 8. 弱电电工 弱电是相对强电而言的， 我们常把从事以毫安级电流为单位的 模拟信号、 数字信号以及音频信号、 视频信号、 射频信号为传输主导电流的电气 ／ 电子设备及线路进行安装、 调试、 维护、 修理的电工叫做弱电电工或有线电工。 9. 无线电工 通常把从事无线发射和接收系统安装、 调试、 维护、 修理工作 的电工叫做无线电工。 10. 仪表电工 我们把从事温度、 压力、 流量、 物位、 机械量等非电量的测 量、 调节、 控制设备及线路安装、 调试、 运行、 维护、 修理、 校验工作的电工叫做 仪表电工或仪表工。

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11. 专业电工 如汽车电工、 飞机及航天器电工、 船舶电工、 铁路机车车辆电 工等， 主要从事专业产品制造中的电气及电子设备、 仪器仪表及线路安装调试、 维 护修理的电工叫做专业电工。 12. 特殊电工 如军械电工、 警械电工等从事国防、 军事、 警务装置、 器械、 设施及其产品中的电气及电子设备、 仪器仪表及线路的安装调试、 维护修理的电工 叫做特殊电工。 将上述合并后电工一般可分为四大类： （1） 安装电工， 主要包括外线电工、 内线电工、 调整试验电工； （2） 维修运行电工， 主要包括维修电工、 运行值班电工、 电机修理工、 电工仪 表工； （3） 弱电电工， 主要包括弱电电工、 无线电工、 仪表电工； （4） （二） 相互联系 专业电工， 主要包括专业产品制造电工、 特殊电工。

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上述的各类电工是按电工从事的工作进行分类的， 通常是在分工很细的时候才 这样做。 作为一名优秀的电工或者说是一名高级电工技师， 上述 12 类电工的技术 技能都应该具备且须有自己的长项。 当然这种技术技能高度， 没有较高的文化理论 水平， 没有几十年的功夫及实践， 没有勤学苦练的吃苦精神， 没有向别人虚心求教 第一章 概 调整试验电工 我们把从事对电气设备元器件及线路进行调整试验并进行 的优秀品德， 没有崇高的职业理想是绝非能达到的。 上述 12 类电工相互之间有着紧密的联系。 比如， 安装电工是各类电工的基础， 只有通过安装调试才能对电气系统或电气产品有全面的了解和认识， 才能有充分把 握把工程 ／产品交付给用户并教会用户操作使用、 监视运行。 同样， 维修电工、 运 行值班电工如果掌握安装调试技术， 或者参与安装调试过程， 或者利用交工验收和 试运行的过程向安装人员了解并掌握有关系统、 工程 ／产品的性能、 特点及技术要 领， 对自己本身的工作也是有益的。 弱电电工、 仪表电工本身就参加系统的安装调 试及试运行， 基本上和安装电工是一体的。

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同时， 我们又可以看到， 安装电工首先接触的是工程 ／产品设计提供的图样及 资料文件， 必须先把其吃深吃透， 提出修改意见， 并与用户方和设计方达成共识 后， 才能完成这个项目。 在完成的过程中， 还会有用户方、 设计方及安装电工都难 以预料的问题， 这也必须由安装电工去解决。 在送电、 试车、 试运行中， 安装电工 心里这本账是最准确无误的。 直到项目完成安装， 电工才把工程 ／产品的有关安装 调试的资料、 报告、 记录交给用户， 回答用户提出的有关问题， 将设备交给用户正 常使用。 因此， 安装电工是各类电工的基础。 另外， 对于电机修理工、 无线电工、 仪表电工以及专业电工、 特殊电工的一些 技术技能， 安装电工掌握得很少， 这样又为安装电工提供了提高技术技能水平的课 题和机会， 敦促他去学习、 去提高。 而维修电工则是介于安装电工与值班运行电工 之间的电工， 并综合了双方的特点， 有时称之为万能电工。 不过维修电工对电气工 程的标准、 规程、 规范掌握得欠佳， 也缺乏电气系统运行管理方面的知识技能， 这 两点又对维修电工提出了更高的要求。

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因此， 电工不同工种之间必须互相取长补短、 互相沟通学习， 才有助于技术的 提高， 才有益于电气系统的安全运行， 才有利于经济效益指标的提高。 另外， 作为 一名电工还得具备其他相关工种， 如钳工、 起重工、 焊工、 测量工、 瓦工及木工等 工种的基本技能， 以作为电工作业的辅助技能， 因此电工又具有多技能性。 综上所述， 电工是工业生产、 安装、 服务等行业及人们生活当中不可缺少、 无 法替代的职业。 但是， 目前有很多人看不起电工， 看不起技术工人， 一些年轻的工 人受金钱和地位的诱惑， 无心学习技术技能， 而一些经验丰富、 技术高超的老电工 们， 由于企业效益滑坡， 不能正常开支， 不得不忍痛割爱， 丢掉自己心爱的职业， 这是一个极大的损失和悲哀。 技术工人， 那是直接创造财富、 物质、 效益及文明的 最崇高的职业， 是国家宝贵的财富， 可是随着这些优秀技术工人的离岗、 退休， 技 术工人这个阶层将会出现严重的断档。 但可以准确地说， 不要多久， 技术工人一定 还会吃香的， 因为这是社会和经济发展的必然， 这也是我们这部著作编写的目的。 第三节 现代电工应掌握和具备的技术技能

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我们对电工这个职业， 在前面已经进行了详尽的论述， 作为一名现代的电工应 4 该掌握和具备哪些技术技能呢？ （1） 掌握电工技术、 电子技术、 检测技术及自动控制调节原理等基础理论知 识， 了解计算机的工作原理、 硬件系统及数据采集方法等。 熟悉电气工程中有关标 准、 规程、 规范和规定。 （2） 掌握常用电动机 （包括直流电动机、 多速电动机、 交流转差电动机、 高压 大型交流电动机、 同步电动机、 中小容量交流发电机组等） 的起动控制方法、 调 速和制动原理、 常规控制电路及系统的安装调试方法， 掌握各类电动机绕组的接线 方法、 修理方法及电动机的测试方法， 能排除系统故障， 处理事故， 解决安装调试 及运行中的问题。 掌握大型电机的安装调整及其控制系统保护装置的安装调试方法， 掌握大型电 机的抽心方法并按标准检测； 掌握单台或多台电机联动系统中复杂的继电器⁃接触 器控制系统和晶闸管⁃电子电路控制系统及程序控制、 数字控制系统的安装调试和 复杂的电气传动自动控制系统的安装调试技术。

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主持大型电气工程联动试车， 并配合生产工艺流程调试自动化仪表投入运行， 编制试车运行方案， 指导试车， 处理和判断试车中的故障， 保证试车顺利进行。 （3） 掌握照明电路和各类灯具的控制电路及安装。 （4） 掌握 110kV及以下输变配电系统的安装技术和调试方法。 输电系统指架空线路和电力电缆线路 （包括大跨越、 特殊环境、 特殊电缆）， 掌握架空线路测量架设技术和电杆电缆的运输方法， 掌握各类电缆的敷设方法和电 缆头的制作。 变电系统指变压器 （容量不限） 和附件以及各种高压开关、 备用电源、 发电 机组、 交流静态不间断电源装置 （UPS）， 掌握其安装调试技术和测试方法， 掌握 变压器及大型、 重型电气设备的运输、 吊装方法和吊心检查。 配电系统指高低压配电柜、 断路器、 熔断器及回路的分配、 电能的计量、 继电 保护装置等， 掌握其安装调试技术及继电保护的整定、 校验， 掌握大型母线的预制 安装和电容器组、 柜的安装。 掌握输变配电系统的系统调试技术， 主持系统送电、 停电及试运行， 并排除故 障、 处理事故， 解决技术问题和编制送电及试运行方案。

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（5） 掌握防雷和接地系统的安装和测试技术。 （6） 掌握常用电梯的安装技术及调试方法， 排除故障、 处理事故。 （7） 掌握弱电系统的安装技术和调试方法， 弱电系统一般包括通信广播、 电缆 电视、 防盗报警、 火灾报警及自动消防、 三表远程抄录、 空气自动调节、 微机监控 及管理系统等。 （8） 掌握常用仪表的安装技术和测试方法及系统调试技术， 常用仪表包括温 度、 压力、 流量、 物位、 成分分析、 机械量测量等仪表； 掌握自动调节系统的安装 调试技术及故障排除、 仪表和自控系统的投入； 掌握电工仪表的使用方法和维护保 第一章 概 养， 包括示波器、 交流电桥等。 （9） 熟悉各种电气工程图样， 能看懂复杂的自动控制、 自动调节的原理图， 熟 悉电气管路的敷设方法和要求， 熟悉常用电器的安装方式、 标高、 位置， 熟悉电气 工程和弱电系统的计算方法， 掌握常用电气设备、 元器件的选择方法及经验公式， 具有发现图中不妥之处的能力。

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（10） 掌握施工图预算编制方法和技巧， 编制预算书， 熟悉定额及使用方法和 收费标准及政府部门的有关工程的政策法规； 掌握材料单的编制方法， 熟悉材料消 耗定额及使用方法。 （11） 掌握电气工程施工组织设计的编制方法和技巧； 熟悉施工管理方法， 确 定施工方案和施工现场平面布置， 编制物资、 设备、 材料供应计划及物资管理； 熟 悉安装工艺和工序， 掌握工程量的计算和工程进度， 熟悉工程关键部位和难度较大 的工艺工序， 熟悉工程中技工及劳力调配， 熟练掌握劳动定额， 合理有效地分配人 员， 安排班组作业计划， 组织施工。 （12） 熟练掌握电气安全操作规程， 熟悉电工安全用具、 防护用品的使用和检 验周期标准， 掌握触电急救护理及电气火灾消防方法， 针对具体工程进行安全交底 及布置防护技术措施， 保证安全施工。 （13） 熟练掌握电气工程中金工件、 线路金具的加工和较复杂的控制柜、 开关 柜 （屏、 板） 的制作工艺方法、 标准， 并掌握其元器件测试和整机调试； 掌握钣 金工艺， 熟悉电气二次回路的装配和工艺守则， 使产品标准化、 系列化。

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（14） 熟悉土建工程结构和土建基础知识， 了解管道、 设备等其他专业基础知 识； 能在安装过程中配合协调， 并配合土建工程预埋敷设管路、 箱、 盒， 做到不漏 不错； 熟悉电焊、 气焊、 钳工、 起重工等工种的基本操作方法。 （15） 掌握特殊场所电气工程的安装调试， 熟悉火灾危险场所、 爆炸危险场所 等特殊场所的规程、 规范、 标准及分区界限， 掌握特殊场所安全规程及办理动火作 业的手续和布置现场消防技术措施。 （16） 掌握电工器材市场动态和技术经济信息及新工艺、 新技术、 新材料、 新 设备的性能及应用； 传授操作技能， 讲述本专业技术和知识， 培养技术尖子， 善于 发现人才、 使用人才。 （17） 收集电气工程各种技术资料、 参数和已完工程的资料， 主持电气工程质 量鉴定工作， 提供资料和数据等。 第四节 电工的职业道德及安全技术的重要性和必要性

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电工是一种给人们带来光明、 带来温暖、 带来欢乐、 带来享受、 带来信息、 带 来财富的无比崇高的职业。 电工的作业行为联系着千家万户， 联系着国民经济、 工 业生产各个部门。 一个电工， 必须时时刻刻牢记， 你的行为绝不是你个人的事情， 除了使用户在使用功能上满意外， 还有一个最重要的前提， 这就是安全， 包括用户 6 及使用的安全， 电气系统的安全和本人的安全。 因此， 电工的作业行为、 职业道 德、 敬业精神是头等重要的大事， 忽略这一点， 就没有资格从事电工这个职业。 （一） 电工的职业道德 职业道德， 概括地讲就是对所从事的职业负责。 电工的职业道德最基本的要求 就是， 工作必须按照国家对电气作业颁布的标准、 规程及规范进行， 符合质量规 程， 使用户满意， 对用户高度负责。 细致地讲有以下几点： （1） 对技术要精益求精， 对质量要一丝不苟， 终身负责。 （2） 对同行要尊敬团结， 相互学习， 取长补短， 虚心求教， 不要不懂装懂。 （3） 作业时要干净利索， 坚固漂亮， 有条有理， 安全可靠， 正确无误， 严禁违 章作业。

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（4） 作业中要节约每一米导线， 节约每一个螺钉， 节约每一个垫片， 节约每一 卷胶布。 （5） 作业后要清理现场， 检查有无不妥， 使现场干净整洁， 不妨碍他人， 不妨 碍运行。 （二） 电工的敬业精神 电工本身具有多重性 （理论性、 技术性、 特殊性、 多技能性）， 因此对其要求 就很严格， 其中最重要的就是必须具有良好的敬业精神。 作为一名电工， 首先是要 钟爱这个职业， 不仅是依赖这个职业在社会上生存， 更重要的是要把这个职业作为 一生的事业， 只有这样， 才有可能在这个职业上投入更大更多的精力， 去追求更新 更高的技术境界， 去摘取灿烂辉煌的职业金冠。 （三） 电工安全技术的重要性和必要性

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电工安全技术是电工技术中的一个重要分支， 其含金量要远远超过电工技术的 含金量。 虽然电能给人们带来无穷无尽的收益和享受， 但是当你还没有驯服这匹野 马的时候， 在生活和工作中便会出现由于触电、 电击、 漏电而引起的烧伤、 窒息、 设备损坏、 火灾以及其他财产损失， 造成不可估量的经济损失和政治影响， 历史已 经血迹斑斑地证明了这一点。 因此， 电工安全技术是电工技术中头等重要的大事， 任何人、 任何时候、 任何地点都是不能忽视的。 当你进入电工这个魅力无穷的职业 当中， 你必须先学会安全技术， 除了保护你自己的安全之外， 重要的是保护他人和 用户、 保护电气设备及线路、 保护电气系统的安全。 这是每个从事电气工作人员的 永恒的主题， 是必须要做到的， 否则你就应该自动离开这个职业。 这里我以一个老 电工的名义， 号召所有从事电工职业和即将从事电工职业的朋友们， 用高尚的职业 道德， 用良好的敬业精神， 用高超的技术技能， 去铸造电气工程， 做到质量在我手 中， 安全在我心中。 第一章 概 第二章 电工学及其在实践中的应用

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目前， 我们对电已经很熟悉了， 但经常遇到一些年轻的朋友和一些年长的电工 师傅提出 “电是什么？ 电是怎样来的？” 这样的问题。 因此， 在讲述电工技能前必 须要讲一些电工学基本知识， 这不是老生常谈， 也不是照本宣科， 而是几十年来总 结出来的电工学的精粹， 是解决实践中疑难问题的有力武器， 这是指导实践的理论 基础， 它不同于教科书中纯理论的知识， 是每个电工， 特别是想在电工这个职业上 干出名堂、 做出成绩来的电工必须掌握的。 电工学理论可指导你在实践中解决一些疑难问题， 可证明操作结果和作业行为 正确与否， 可使你提高技术水平。 当然， 电工专业的理论知识很多很广， 也很深 奥， 在大学里学五年也学不完。 但是， 就电工本身而言， 我们只学那些与电工实际 工作有关的基础部分就够用了。 本章将从电流的起源开始， 由浅入深、 循序渐进， 逐步讲述电工学的基础知 识， 以及电子技术入门知识。 当然， 这个题目有些大了， 但实践中确实需要这些知 识， 当你走进电工行列时， 会有深刻体会的。 第一节 直流电的概念及其基本定律 一、 电的起源及其基本单位

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物质是由分子组成的， 分子是由原子组成的， 原子又是由原子核和围绕原子核 运动的数量不同的电子组成的， 正因为电子数量的不同， 所构成的物质也不同。 因 此， 电子也是一种物质， 只不过它很小而已。 这里我们定义， 电子为电的最小的基 本单位， 一个电子所带的电量的多少为电的基本电量。 因为电子本身很小， 所带的 电量也很少， 没有实用价值。 为了将电引用到实用范畴， 人们用库仑 （C） 作为电 量的单位， 1 库仑的电量大约为 6. 24 × 1019个电子所带的基本电量， 或者说 1 库仑 = 6. 24 × 1019电子电量， 这是一个庞大的天文数字。 原子核也带电， 带电量的多少与核外所有电子带的电量相同， 但电的极性不 同。 为了区分这些不同的带电微粒， 以便于科学研究再到实际应用， 人们便做出了 这样的规定： 电子带的电为负电， 原子核带的电为正电。 数量相同的正负电在一起 时作用相互抵消， 使得在正常条件下， 一般的物质并不呈现带电。

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但是， 随着科学的进步， 人们发现， 由于特定的条件会使某一物质的电子因获 得能量而转移到另一物质上去， 该物质因失去了带负电的电子而带上了正电， 而另 一物质因得到了带负电的电子而带上了负电。 如果把这些物质认为是很小的微粒， 则称这种带电的微粒叫做电荷， 带正电的叫正电荷， 带负电的叫负电荷。 第二章 人们最早获得电荷的方法就是摩擦， 不同的物质通过摩擦就可以吸附纸屑、 灰 尘、 毛絮等轻小物体， 同时可以听到 “叭叭” 的放电声， 夜间还可以看到放电的 火花。 人类为了获得能够应用的电大约走过了一个世纪， 到了今天， 电同空气、 水、 阳光一样， 已成为人类最亲密的伙伴了。 二、 电流概念的引出 在正常的条件下， 一般的物质不带电， 然而在特定的条件下， 有些物质不但带 电， 而且还能使电子在该物质中流动 （如金属银、 铜、 铝、 铁等）。 人们便把电子 流动的现象叫做电流， 电流的单位是安培， 简称安 （A）。 在 1 秒的时间里， 流过 导体截面的电量是 1 库仑， 则定义为 1 安培， 见式 （2⁃1） 和式 （2⁃2）。 （2⁃1） （2⁃2） 电流的进位关系为

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三、 电流产生的条件和电压概念的引出 1kA （千安） = 1000A （安培） [电流的产生必须有三个条件， 即能够提供电能的电源、 用电器及连接电源和用 电器的导线， 把电源、 用电器、 导线称之为电流的三要素， 而开关是为了接通电源 而设置的。 图 所示为电路的构成。 图 电路的构成]导线 开关 电源 电源 用电器 用电器 导线 导线 a) b)

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2⁃1 由图 2⁃1 可以看出， 电流是从电源的一端流出， 经过用电器又回到了电源的另 一端。 为了控制电流的有无和大小， 在电路中增加了一种装置， 叫做开关元件。 在 开关元件完全闭合 （导通） 的状态下， 电流可以全部流过开关元件并流过用电器， 用电器处于工作状态； 在开关元件完全断开 （断路） 的状态下， 电流不能流过开 关元件， 用电器没有电流， 处于非工作状态。 在特定的条件下， 开关元件可使部分 电流流过， 并且能控制电流的大小或者使之有规则地流过， 使用电器处于被调节的 9 1A （安培） = 1C （库仑） 1s （秒） 电流 =电量 时间 或 I = Qt 1mA （毫安） = 1000μA （微安） 1A （安培） = 1000mA （毫安） 控制状态下工作， 如灯泡的亮度由暗变亮， 再由亮变暗， 或者点亮后闪烁且闪烁的 间隔可调。 把这种开关元件叫做调节控制器， 如电位器、 变频器、 晶闸管等。 为什么当开关接通后， 电流能从电源的一端流出， 经过用电器后又流回电源的 另一端呢？ 这里要引出另一个重要的物理量———电压 （电动势）。

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电源是一种提供电能的装置， 但是它本身并没有电， 只是在特定的条件下， 才 能把其他能量转换为电能， 如电池是将化学能转换为电能的装置， 发电机是将机械 能转换为电能的装置。 在特定条件下及施加于电源的其他能量的作用下， 促使电源 （这里要注意到电源本身也是一种物质） 内部正负电荷进行分离， 使电源的一端聚 积大量的正电荷， 而另一端聚积了大量的负电荷， 且数量相等， 由于其他能量的作 用， 它们不会中和， 只能越聚越多。 这里我们定义， 聚积正电荷的一端叫做电源的 正极 （ ＋ ）， 聚积负电荷的一端叫做电源的负极 （ － ）。 这时， 如果把这个电源接 到如图 2⁃1 所示的电路中去， 负极的负电荷就要经过用电器流向正极并与正极的正

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电荷中和， 这样正负极上聚积的电荷就越来越少， 这种正负电荷中和的能力就越来 越低， 要想保持这种能力， 设定的条件和施加的能量就得保持不变， 不断地使正负 电荷分离， 并使中和的能力和速度与分离的能力和速度相等。 这样， 电源就能够提 供稳定的电流而使电路稳定地工作。 这里定义， 这种负极的负电荷经过用电器流向 正极并与正极上的正电荷中和的能力 （所做的功） 叫做电压。 同时又规定了电流 的方向是由电源的正极经过用电器流向电源的负极， 而在电源的内部则是由负极流 向正极， 成为一个闭合的回路。 电流中的电子 （负电荷） 是由负极经过用电器流 向正极， 而在电源内部则是由正极流向负极， 同样成为一个闭合回路， 这个回路与 电流的回路是同一个回路并不矛盾， 只不过是电流的方向与电子运动的方向相反而 已。 电压的单位是伏特， 简称伏 （V）。 若电路中 1 库仑的电量从 a 点移到 b 点所 用的功是 1 焦耳， 则 ab点的电压为 1 伏 ［特］， 见式 （2⁃3） 和式 （2⁃4）。 1V （伏） = 1J （焦耳） 1C （库仑） 电压 =电能 电量 或 U = WQ

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（2⁃3） （2⁃4） 电压的进位关系为 1mV （毫伏） = 1000μV （微伏） 1V （伏） = 1000mV （毫伏） 1kV （千伏） = 1000V （伏） 我们往往用电压来衡量电源作功的能力， 也就是说， 电源建立了电压， 用电器 才能工作。 四、 电压建立的方法和条件 （一） 摩擦生电 摩擦生电是最古老的建立电压的方法， 虽然发明了很多起电机， 但是都不能当 0 1 作电源来使用， 只能当作电学实验的仪器。 然而这种摩擦生电的理论和实验却为人 们消除静电带来了极大的收益， 这一点在 《电工安全技术 365 问》 （机械工业出版 社） 一书中已进行了详尽的介绍。 例如， 采用避雷针、 避雷线、 避雷网、 避雷带将雷电的静电引入到大地， 以防 止雷电对建筑物、 构筑物及电气线路的危害。 采用金属屏蔽罩接地的方法将易产生 静电的设备及场所屏蔽起来以消除其静电的危害。 将高电阻率的液体在管路中高速 流动的装置用导电橡胶带施于地面以防止静电放电而引起的危害 （如飞机、 汽车 的接地拖链） 等。 （二） 电磁感应法和右手 定则 （发电机）

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电磁感应法是迄今为止建立电压最完善、 最有实用价值的方法， 目前人们使用 的电能有 90％都是来自电磁感应法。 磁体是人们最熟悉的物体了， 它与电有着千丝万缕的联系。 它的周围存在着磁 场， 它有吸铁性， 并有两个极， 即 N极和 S极， 把 N极和 S极的连线叫做磁力线， 这和电路是极为相似的， 磁力线从 N 极出来经过介质或空气回到 S 极， 在磁铁内 部再由 S极回到 N极， 形成闭合的回路。 但是这个磁力线则是人们为了描述磁场 [而设定的， 如图 2⁃2 所示， 我们把它叫做磁路， 把磁场的强弱叫做磁感应强度， 靠 近磁极处最强， 愈远愈弱。 磁感应强度又叫做磁通密度。 a） 条形磁铁的磁场 b）]N N S S S b)

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导线在磁场中作切割磁力线运动时， 便会在导线的两端产生电动势， 这个电动 势的大小与磁感应强度 B、 导线在磁场中的长度 L、 导线的运动速度 v 及其与磁力 线的夹角 α （v的方向） 的乘积有关， 见式 E BLvsinα （2⁃5）。 = （2⁃5） 式中 E———导线切割磁力线时两端产生的电动势 （V）； B———磁感应强度 （T、 Wb ／ m2 或 V·s ／ m2）； L———导线在磁场中的长度 （m）； v———导线运动的速度 （m ／ s）； 1 1 第二章 图 2⁃2 磁场及磁力线 均匀磁场 α———导线运动的方向与磁力线的夹角 （°）。 式 （2⁃5） 还有另一种表达方式， 即 E = dΦdt （2⁃6）

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式 （2⁃6） 是这样推导出来的 E = BLvsinα = BLv （sinα是一个无单位制的数值） = BL dXdt （v是导体在单位时间 dt内的位移 dX） = BdSdt （LdX = dS， 长度与变化的位移 dX的乘积为变化的面积 dS） = dΦdt （变化的面积 dS与磁通密度 B的乘积为变化的磁通 dΦ） E = dΦdt表示通过回路所包围的面积内的磁通变化时， 就会在回路中产生感生电 动势， 其数值的大小等于该回路内磁通的变化率， 这就是著名的法拉第定律。 通俗 地讲就是变化的磁场使该磁场中的导体两端产生电动势， 即磁生电。 通常用右手定则来判断感生电动势的方向： 将右手四指并拢， 拇指张开， 磁力 线穿过手心， 拇指指向导线运动的方向， 则四指所指的方向就是感生电动势的正极 方向。 如果把导线的两端闭合， 则四指所指的方向就是电流的方向， 如图 2⁃3a 所 示。 右手定则也叫做发电机定则。 如果把导线做成一个矩形线圈并把它的中心轴线 用绝缘支架支承起来放入磁场中， 用手快速转动线圈， 由于线圈的两个边都在做切

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割磁力线的运动， 因此都产生电动势且方向是相反的， 这就是单相发电机的雏形， 如图 2⁃3b所示。 这里需要说明一点， 我们常把电源 （包括发电机， 变压器， 电池等） 空载时 输出端的电位差叫做电动势， 而把由输出端引出线路上的电位差叫做电压， 电动势 和电压的单位都是伏 （V）。 （三） 化学法 化学法是人类最早储备电能的一种方法， 主要用在电池上， 最常见的就是干电 池和蓄电池。 1. 干电池 干电池的正极一般是炭棒， 负极是锌制成的锌筒， 两极之间有电 解液 （一般为氯化铵） 和二氧化锰及炭粉的混合物。 由于化学反应的作用， 正极 炭棒上及其周围聚积了大量的正电荷， 而负极锌筒上及其周围聚积了大量的负电 荷， 这样干电池便建立了电动势。 当两极电荷饱和的时候， 化学反应则进行得非常 缓慢， 近乎于停止。 当我们把它用于点亮手电筒的时候， 电流便从正极经过小电珠 流向负极， 这时化学反应又继续进行。 到了一定程度的时候， 电解液出现了干枯状 态， 干电池的化学反应逐渐慢下来， 最后停止， 电池也就没电了。 要想点亮手电筒

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[2 1 图 2⁃3 右手定则及发电机原理 右手定则 发电机原理]B R S a) Y R N S e a A a" B S Y S C b)

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a） b） 就得更换电池。 随着技术的发展， 生产出了可充电的干电池， 这些电池可重复利 用， 不但节约了原材料， 也为环境保护做出了贡献， 这是干电池发展的方向。 2. 蓄电池 蓄电池和干电池的原理是一样的， 所不同的是它把不同金属的两 个极板 （一般是铅和氧化铅） 直接放在盛有电解液 （一般是硫酸溶液） 的槽内， 并用直流电与极板连接充电后才能使用。 由于电解的作用， 铅板为正极， 氧化铅板 为负极， 并建立了电动势。 这种技术在汽车、 船舶、 发电机中使用， 同时在变配电 所及无线电、 通信领域中得到了广泛应用。 当贮存的电能即将被用完时再去充电， 循环使用， 有很高的实用价值。 随着技术的进步， 出现了很多性能优良的蓄电池， 一般分为铅酸蓄电池或镉镍 （碱性） 蓄电池两大类。 （四） 加热法

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加热法就是当在两种不同金属 （一般为铂和康铜） 的连接点处加热时， 便会 在两种金属另一端头产生电动势， 铂为正极， 康铜为负极， 这就是热电偶， 但产生 的电压很低 （毫伏级）， 因此不能作为电源使用。 但是热电偶可以用来测量温度， 特别是800℃以上的温度一般都是用它来测量的， 并与变送器、 调节器及仪表装置 组成自动控制系统， 在工业生产中有着很大的实用价值。 随着技术的发展和新材料 的出现， 热电偶直接用太阳能加热而获取较多的电能直接使用是可以实现的。 3 1 第二章 （五） 光电法

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（太阳电池） 光电法就是直接让光线 （主要指太阳的光线） 透过极薄的金膜照射在装设于 钢片上的半导体层上时， 便会在钢片 （ ＋极） 和金膜 （ －极） 间产生电压， 其中 半导体材料主要指硅、 硒等。 光电法有着很高的实用价值和广阔的前景， 除了用于 自动控制、 自动检测、 自动报警以外， 容量较大的光电池在空间飞行器、 电动汽 车、 海上导航、 牧区围栏、 交通信号、 微波通信电源以及工业及民用上的应用越来 越广泛， 见表 2⁃1。 另外， 利用定日镜将太阳光反射到接收器， 接收器将介质水变 为蒸汽去驱动汽轮发电机组的太阳能发电系统已正式投入运行和使用。 表 2⁃1 光伏发电技术的应用 [表 2⁃1 光伏发电技术的应用 （六） 压电效应及压电法] "应 用 场 合":"计算器、 手表" "功　 　 率":"＜ 1W" "应 用 场 合":"小型信号灯、 远程数据采集、 野外报警电话等" "功　 　 率":"1 ～ 10W"

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"应 用 场 合":"电池充电器、 照明灯、 小型电器" "功　 　 率":"10 ～ 100W" "应 用 场 合":"冰箱、 水泵、 中型电器" "功　 　 率":"100 ～ 500W" "应 用 场 合":"户用电源系统 （城市）、 户外特种电源" "功　 　 率":"5kW"

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"应 用 场 合":"村级电站" "功　 　 率":"5 ～ 10kW" "应 用 场 合":"分散型联网或独立电站" "功　 　 率":"10 ～ 100kW" "应 用 场 合":"大型联网电器" "功　 　 率":"1 ～ 10MW" （六） 压电效应及压电法 石英单晶体和人工压电陶瓷多晶体， 当在一定方向上受到一定的压力时， 在两 对应的晶面上会产生正负不同的电荷而形成电压， 但这个电压很低 （微伏级）， 只 有配上适当的电容才会达到几十伏， 因此不能作为电源使用。 但是在自动检测技术 中却有着很广泛的应用， 可以制成传感器， 用于非电量的加速度、 动态力或压力的 测量。 （七） 霍尔效应法

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置于磁场中的静止的载流导体中的电流方向 （这个电流称励磁电流） 与磁场 方向不一致时， 载流导体平行于电流和磁场方向上的两个平面之间即产生电压， 这 就是霍尔效应。 虽然这个电压很低， 不能用作电源， 但是在自动测量技术中却应用 很广。 它可以用来测量磁感应强度、 有功功率、 无功功率、 相位、 电能等参数； 在 自动控制与保护、 记录仪器和计算装置中， 可作为信号的读出与识别元件； 在非电 量的力、 压力、 加速度及微位移的测量中也有着极为广泛的应用。 另外， 近几年人们在研究磁流体发电和燃料电池方面也有了进展， 不久将会进 入实用阶段。 4 1 五、 电流流过导体的效应及其应用 电流流过导体会有哪些效应和现象呢？ （一） 电磁效应及左手 定则 （电动机） （1） 电流流过导体 （线） 时会在导体 （线） 的周围产生磁场， 即电→磁。 磁 场的方向可以假设用右手定则来判断。 用右手握住导线， 拇指指向电流的方向， 则 四指指向磁场的方向， 这就是右手 （单导线） 定则， 如图 2⁃4a 所示。 由图可见， 通电单导线周围形成的磁场是以导线为中心的一个圆柱体， 且离中心越远， 磁场越 弱。

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a） b） （2） 电流流过导线制成的线圈时， 在线圈的周围形成磁场。 这个磁场的方向同 样可以用右手螺旋定则来判断。 用右手握住线圈， 四指指向通过线圈的电流方向， 拇指则指向磁场的方向， 这就是右手螺旋定则， 如图 2⁃4b 所示。 由图可见， 通电 线圈周围形成的磁场同样也是以线圈为中心的一个圆柱体， 且离中心越远， 磁场越 弱。 这个螺旋定则在电动机线圈绕制和接线中有着重要的意义。 工程中使用的电磁 铁也是用这个原理制成的， 实际上右手螺旋定则和右手 （单导线） 定则是一致的， 把线圈的每一匝当作单导线并用右手 （单导线） 定则去判断磁场， 线圈的磁场就 是每一匝线圈磁场的合成； 或者把线圈所有的匝当做一根导线并用右手握住， 拇指 指向电流的方向， 四指也就是磁场的方向。 （3） 电流流过置于磁场中的导线时， 导线会因受力而失去平衡， 向一定的方向 偏移， 偏移的方向同样可用手来判断， 所不同的是用左手： 四指并拢， 拇指张开， 磁力线穿过手心， 四指指向电流方向， 则拇指指的方向就是导线受力后运动的方 5 1

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[第二章 图 2⁃4 载流导体周围的磁场 长直通电导线周围的磁场 右手螺旋定则]B 磁力线 方向 电流方向

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向。 这就是著名的左手 （电动机） 定则， 任何电动机的原理， 都是按通电导线在 磁场中运动的原理推导而成的。 通电导线在磁场中受力的大小可用式 （2⁃7） 计算。 F = BILsinα （2⁃7） 式中 F———导线受到的磁力 （N）； B———磁感应强度 （T、 Wb ／ m2 或 V·s ／ m2）； I———导线中的电流 （A）； L———导线在磁场中的长度 （m）； α———导线与磁力线的夹角 （°）。 通电线圈在磁场中转矩的大小可用式 （2⁃8） 计算， 其中转矩是力与受力距离 的乘积。 T = BIScosα （2⁃8） 式中 T———线圈的电磁转矩 （N·m）； B———磁感应强度 （T、 Wb ／ m2 或 V·s ／ m2）； I———线圈中的电流 （A）； S———线圈所包络的面积 （m2）； α———线圈平面与磁力线的夹角 （°）。 对于 N匝线圈， 其在磁场中的转矩 TN 见式 NBIScosα （2⁃9）。 TN = （2⁃9） 如果把通电导线做成一个矩形线圈， 并把它的中轴用绝缘支架支承起来放入磁

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[场中， 这时给它通以电流， 由于两个边中的电流方向不同， 受力的方向不同而形成 力偶， 我们看到的是这只矩形线圈在转动， 这就是电动机的雏形， 如图 2⁃5 所示。]d B N N a b S N B E l2cosa S 电刷 换向器 E a) b)

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图 2⁃5 左手定则及电动机原理 左手定则 电动机原理 a） b） （二） 电电效应 电电效应就是前面说的霍尔效应， 即电生电， 它更清楚地说明了电■磁■电之 6 1 间的关系。 （三） 电热效应 电流流过金属导体或金属制成的装置时， 导体会发热而放出热量， 利用这一现 象制成电暖气、 电饭锅等来取暖或煮饭， 制成电炉来冶炼等。 同时， 我们又看到由 于通电的导线能放出热量， 故在电机、 电器制造， 输电线路选择， 开关元件配置及 电路设计上要尽量少产生或不产生热量， 并采用不同的散热方法将热量散发出去， 如变压器的油箱及散热管、 电动机外壳上的散热片及其组成的风道、 大型电力电子 器件的散热器等。 同时， 在工艺上要求把螺母拧紧、 接线要压接、 铜导线的端子要 镀锡等， 这都是为了不因过大接触电阻而产生热， 都是不能忽视的实际问题。 （四） 电光效应 电流流过某些金属导体制成的灯丝时， 除了能放出热量外还能使灯丝变红发 光， 这就是人类最先利用电能的装置———电灯。 随着技术的发展， 目前已生产出上 千种不同的电光源产品， 如号称小太阳的氙灯。 （五） 电化学效应

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电流流过导电溶液时能促进溶液中的化学反应过程并能使溶液中的金属阴极上 沉积金属阳极的离子或导电溶液中的阳极离子， 这是一个电能转换成化学能的电解 过程， 这和前述的化学法建立电压的过程是相反的。 电化学效应有着极为广泛的应 用， 在制取有色金属、 稀有金属、 氢、 氟、 氯、 盐酸及有机化合物， 在电解加工、 电镀、 电铸、 防腐工程上以及电化学传感器、 电化学分析上都有着重要地位。 电化 学已成为化工生产和科学研究的一个独立的分支学科。 六、 欧姆定律及其应用 电流流过导体时要受导体内部原子核及围绕原子核做不规则运动的电子的阻 碍， 把这种阻碍作用叫做导体的电阻。 导体的电阻与通过导体的电流及加在导体两 端的电压有什么关系呢？ 理论和实践均已证明， 流过导体电流的大小与加在其两端 的电压成正比， 与导体的电阻成反比， 这就是著名的欧姆定律， 见式 （2⁃10）。 I U ／ R = （2⁃10） 式中 I———流过导体的电流 （A）； U———加在导体两端的电压 （V）； （Ω）。 电阻的单位是欧姆， 简称欧 （Ω）。 电阻是导体本身固有的特性， 它的大小与

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电流、 电压无关， 电阻本身是耗能元件。 导体的电阻与导体的长度成正比， 而与其 截面积成反比。 不同导体的电阻是不同的， 用电阻率 ρ 来区别不同导体电阻的大 小， 把容易导电或者说电阻率小的导体叫做良导体， 如银、 铜、 铝、 铁。 当导体的 长度和截面积确定以后， 则可用式 （2⁃11） 来计算这段导体的电阻， 即 R = ρ LS （2⁃11） 7 1 第二章 R———导体自身的电阻 式中 R———导体的电阻 （Ω）； ρ———导体的电阻率 （Ω·mm2 ／ m）； L———导体的长度 （m）； S———导体的截面积 （mm2）。 电阻的进位关系： 1 千欧姆 = 1000 欧姆 或 1kΩ = 103Ω 1 兆欧姆 = 1000000 欧姆 或 1MΩ =106Ω 欧姆定律在实践中有着重要的实用价值， 由式 （2⁃10） 可知： （1） 在正常条件下， 电路的电压一般是比较稳定的， 因此电路中的电流主要由 其电阻决定。 当电阻趋向于无穷大的时候， 电流则变得很小甚至为零， 这时电路为 开路 （断路） 状态。 电路开路有两种情况： 一种情况是电路的开关断开或者导线

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被烧断、 被拉断、 连接处松动断开等； 另一种情况是电路接入的是绝缘材料， 电流 不能流过， 这时电路开关虽然闭合， 但电流为零， 相当于开路， 但这时如果将电压 升高到一定程度， 电路中将出现很小的电流， 这个电流称为漏电流， 可用来衡量绝 缘材料的绝缘性能， 对于绝缘材料或开关来讲， 漏电流越小越好。 当电压再升高 时， 绝缘材料被高电压击穿而导致绝缘损坏， 这就是耐压试验的原理。 击穿时的电 压称为该材料的击穿电压， 不同绝缘材料的击穿电压是不同的。

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（2） 当电路中的电阻趋向于零的时候， 电流则变得很大或无穷大， 这时电路为 短路状态。 电路的短路也有两种情况： 一种情况是由于绝缘的损坏、 电路的错接、 设备元器件的损坏、 自然条件使导线相互撞击而导致的短路， 这是不允许的， 否则 电流的热效应将会把电路、 设备、 元器件烧坏而酿成事故， 因此电路中必须装设短 路保护装置， 如熔断器、 断路器等， 以便发生短路时将电路自动切断。 另一种情况 是人为的短路， 如电炉是直接使电源的两个极相接， 利用短路电流放出的巨大热量 进行冶炼； 电焊机直接使电源两极相接短路， 利用这个短路电流放出的热量进行焊 接等。 （3） 欧姆定律可以指导我们在电工作业中正确地选择导线及元器件， 而保证在 正常条件下电气系统的安全运行。 七、 物质导电性能的分类

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物质按其导电性能一般可分为绝缘体、 导体和半导体三种。 其中绝缘体是指那 些电阻率很大的物体， 如瓷、 玻璃、 云母、 木材、 橡胶、 空气、 胶木、 塑料、 布、 纸、 矿物油等， 它们的电阻率一般都在 109Ω·mm2 ／ m以上； 导体是指那些电阻率 很小的金属体， 如银、 铜、 铝、 铁等， 它们的电阻率一般在 0. 5Ω·mm2 ／ m 以下。 但是绝缘体和导体之间并没有严格的界限， 当在绝缘体上施加的电压无限增大而使 其被高电压击穿时， 绝缘体即变成了导体， 如高压之间空气间隙的放电。 由于受温度的影响， 一般的材料 （如银、 铜、 铝） 电阻都随温度升高而增大， 被称之为具有正温度系数； 而有些材料 （如锰铜、 碳） 其电阻却随温度升高而减 8 1 第二章

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小， 则被称为具有负温度系数。 利用这些性质， 可以做成温度补偿器， 以弥补由于 温度影响而使测量系统或控制系统失调的缺陷。 由于铂、 铜、 镍物理化学性能稳 定， 常用来制成热电阻、 测量温度的传感器， 并可以用作速度、 浓度和密度等非电 量的测量。 这些内容已成为独立的分支学科， 在传感器技术和自动控制、 自动测量 上都占有很重要的地位。 介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体， 如硅、 硒、 锗等， 它们有独特的导 电性能， 被制成晶体管、 晶闸管及集成电路， 构成了电子学的基本器件。 随着电子 技术的发展和大规模集成电路的出现， 电力电子技术和微型计算机技术已成为电工 技术的重要分支学科。 一些导体在低温下电阻突然消失， 即称为零电阻现象。 这种在低温下发生的零 电阻现象称为物质的超导电性， 具有超导电性的材料则为超导体。 但是低温超导电 性受到了磁场的影响而无法得到实际应用。 高温超导材料的发现， 把超导技术推向 了实际应用阶段。 超导技术也成为了电工技术独立的分支学科。 八、 楞次定律和电磁感应

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楞次定律与法拉第电磁感应定律是一致的， 它的主要贡献是阐明了感应电压或 感应电流的方向， 如图 2⁃6 所示。 图 2⁃6a中条形磁铁穿入线圈使其磁场由无 （弱） 变为有 （强） 时， 即有了变 化的磁通 ΔΦ， 这个变化的磁通要在闭合的线圈上产生感应电流 i， 这个变化的感 应电流 （从无到有） 也要产生一个磁通 Φi， Φi 与 ΔΦ是相反的， 因此 Φi 要阻止 ΔΦ的增加； 当条形磁铁从线圈中取走时， 又产生了一个变化的磁通 ΔΦ， 这个磁 场是由有 （强） 变为无 （弱）， 同样要产生感应电流 i， 这个变化的电流 （从无到 有） 也要产生一个磁通 Φi， Φi 与 ΔΦ 是相同的， 因此 Φi 要阻止 ΔΦ 的减少。 同 样， 图 2⁃6b中的开关 S在闭合或打开的瞬间都要使原线圈 1 的磁场发生变化， 这 个变化的磁场要穿过临近的线圈 2， 使线圈 2 的磁场变化而产生感应电流， 这个感 应电流产生的磁场要阻碍线圈 1 的磁场变化。 用右手螺旋定则握住线圈， 拇指指向 磁力线的方向， 则四指就指向感应电流的方向。 图 2⁃6c 表示线圈面积的变化也能 产生感应电流。

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楞次定律指出， 电磁感应过程中， 感应电流产生的磁场总是要阻碍原有磁场的 变化。 楞次定律和法拉第定律奠定了自感、 互感、 变压器和电机的理论基础。 九、 自感、 互感和电感及其应用 （一） 自感和电感 由于线圈中电流的变化而引起磁场的变化， 导致线圈中产生感应电压， 这就是 自感， 该电压叫自感电压， 如图 2⁃7 所示。 开关闭合时， 灯泡 HL1 亮得很快， HL2 亮得很慢； 开关断开时， 由于电路已经断开， 但 HL1 和 HL2 都闪亮一下渐渐熄灭。 用楞次定律很容易解释这种现象。 开关闭合时， 线圈中的电流由无到有， 变化的电 流使线圈中建立了磁场 （由无到有）， 变化的磁场在线圈中感应出了电流， 但是这 [9 1 图 2⁃6 电磁感应实验 磁场变化 电流变化 线圈面积变化]S S 拔出 插人 N N A A e S N a) 2 S R E b) N N S 拉开 松手

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a） b） c） [0 2 图 自感电压的产生]L HL2 HL1 S E

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2⁃7 个电流与电源所加的电流的方向是相反的， 因此 HL2 亮得慢。 同样开关打开时电流是由有变无， 磁 场也是由有变无， 线圈产生感应电流， 但这个电流 与原来电流方向相反， 并经过 HL1、 HL2、 L 形成回 路放电， 而使 HL1、 HL2 同时闪亮。 不同线圈所感应出的电压是不同的， 为了衡量 线圈本身的这种性质， 引出电感 （L） 这个概念， 而 把线圈称为电感线圈， 简称电感。 电感的单位是亨 利， 简称亨 （H）， 它是与线圈匝数、 几何形状及其线圈内的介质有关的量， 它与 电流和磁场的关系见式 （2⁃12）。 单位式： 1H （亨利） = 1Wb （韦伯） 1A （安培） （2⁃12） 定义式： 电感 =磁通 电流 或 L = ΦI （2⁃13） 电感在电工技术中有着极为重要的意义。 （1） 电感线圈中的电流不能突变， 在电路中具有稳定电流的作用， 在线圈的直 流电阻一定时， 电感越大， 稳流作用越强， 因此电感是一种储能元件。 用万用表欧 姆挡测量大型电机或变压器的绕组电阻时， 指针上升得很慢， 因此电感又能起到限 制电流的作用。 它在交流电路中的意义更大。

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（2） 因为电感两端的自感电压很高， 因此用开关切断电感与电路的连接时将产 生强大的电弧。 断路器或开关必须有切断电弧的装置， 以避免弧光短路或烧坏开关 的触头。 另外利用自感电压很高的原理制成镇流器， 用以点燃荧光灯的灯丝。 （3） 在电力变压器、 电机的结构中， 电感线圈占主导地位。 在电子电路中， 电 感在滤波和振荡电路中起着重要的作用。 （二） 互感 两个线圈之间的电磁感应叫互感， 图 2⁃6b 已进行了说明。 由互感产生的电压 叫互感电压， 这就是变压器的原理。 （三） 电感线圈的连接

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电感线圈中感应电压的方向， 不但与磁场的变化有关， 还与线圈导线的绕向有 关。 因此， 线圈的连接必须遵循一定的原则， 图 2⁃8 中， 两只完全相同的线圈由于 连接方法不同， 则得到的效果不同。 图中 S1 断开、 S2 闭合时， HL2 由于两只线圈 产生的自感电压大小相同、 方向相反而互相抵消， 则灯不亮， 而 HL1 由于感应电 压大小相同、 方向相同而互相叠加， 则灯突亮一下。 因此， 电感线圈的头和尾以及 其线圈的绕向是一个很重要的参数， 在变压器、 电动机及其他多只线圈结构的电气 设备接线是一个不容忽视的技术。 因此， 这些设备的线圈的头和尾都有明确的标 志。 1 2 [第二章 图 自感线圈的连接]S HL2 2 S1 E

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2⁃8 十、 电容及电容器的应用 [我们把被绝缘体分开的两个导体的总成叫做电容器， 其中两个导体叫做极板， 中间的绝缘体叫做介质。 电容器有一个重要的特性， 就是能把电荷存储起来。 图 2⁃9中， 当开关闭合后小灯泡 HL1 （发光二极管） 点亮， 当开关断开时， 小灯泡不 是立即熄灭， 而是渐渐由亮到灭。 这说明开关闭合后， 电容器存储了电能， 当开关 断开后， 小灯泡充当了电容器的放电回路。 图 电容的充电储能实验]C HL2 mA R V S E

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2⁃9 电容器存储电能是电容器本身的特性， 与所加的电压无关， 平行板电容器的电 容与平行板的面积成正比， 与两板的距离成反比， 见式 （2⁃14）。 C = ε Sd （2⁃14） 式中 C———电容 （F）； S———极板面积 （m2）； d———极板距离 （m）； ε———介电常数， 与介质有关的物理量 （F ／ m）。 电容的进位关系： 1μF （微法） = 106pF （皮法） 1F （法拉） = 106μF （微法） 2 2 法拉的单位很大， 一般常用 μF或 pF。 我们定义： 极板的电压为 1V， 而存储的电荷为 1C时， 其电容量为 1F。 电容器除了电容量 （F） 以外， 还有一个重要的参数， 即额定电压， 因此在使 用电容器时要注意这一点， 否则要被击穿， 特别是在串联使用时， 不同电压、 不同 容量的电容器要经过计算。 在交流电路中使用电容器时， 其额定电压应不小于交流 电压的峰值， 即有效值的 2倍。 另外， 一般的电容器不分极性， 但有些电容器在外 壳标有 “ ＋ 、 － ” 符号， 如电解电容器， 有单向导电性， 因此使用时必须接对正

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负极。 电解电容器一般体积很大， 电容量也大。 十一、 直流电流对电阻、 电感、 电容的作用 直流电就是从电源正极流经用电器又回到电源负极、 方向和大小都不变的电 流。 实际上直流电是相对交流电而言的。 前述内容中， 对电阻、 电感、 电容三大元件的结构、 性能进行了说明， 并指出 电阻是耗能元件， 电感和电容是储能元件。 三大元件是电工学中最重要的元件， 它 们及它们的组合可以模拟所有的电气装置。 直流电流对它们有什么作用呢？ （1） 电流流过电阻要放出热量， 将电能变成热能而消耗掉， 这个热量可用式 （2⁃15） 表示。 Q I2Rt = （2⁃15） 式中 Q———电流流过电阻放出的热量 （J）； I———电阻上流过的电流 （A）； R———电阻值 （Ω）； t———电流流过电阻的时间 （s）。 根据欧姆定律 I = UR 或 U = IR， 式 （2⁃15） 可写成 Q = U 2 R t 或 Q = UIt （2⁃16） 假如 R就是灯泡的电阻， 当接在电路中时， 开关一闭合灯泡点亮， 开关一断

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开灯泡熄灭， 加在灯泡上的电压及流过灯泡的电流是同时产生的， 没有先后之分， 这是电阻很重要的性质。 （2） 电流流过电感时， 电感 L本身并不消耗电能， 而是把电能转换成磁能存储 起来， 这个能量可用式 （2⁃17） 表示。 WL = 1 LI 2 2 （2⁃17） 式中 WL———流过电感的电流稳定后电感存储的磁能 （J）； L———电感 （H）； I———流过电感的电流 （A）。 严格地讲， 电感线圈也要消耗小部分电能， 因为制成线圈的导体本身是有电阻 3 2 第二章 的， 但是电阻较小， 在纯电感电路中就忽略不计了。 为了说明这一点， 常把线圈画 成 这种形式， 用 表示它的直流电阻， 用 表示它的电感， 该电阻消耗的能量可用式 （2⁃15） 计算， 消耗掉的 能量叫做铜损。 由图 2⁃7 可知， 开关闭合时灯泡 HL2 是由灭到亮慢慢点亮的， 虽然电压已经加

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到它的两端， 而电流却是由零开始逐渐增加的， 可以说线圈上先有电压而后有电 流， 时间上是不一致的， 或者说电流滞落于电压， 这是电感很重要的性质。 而当开 关断开时， 已经没有电源电压， 但灯泡 HL1 和灯泡 HL2 都要闪亮一下才渐渐熄灭， 这是电感将存储的磁能变成电能又释放出来的结果。 如果没有灯泡 HL1 这个放电 回路， 灯泡 HL2 也不会闪亮， 磁能将存储在电感线圈里， 这就是当大型变压器、 电动机脱离电源后要进行人工放电操作的道理。 同时， 可以看到， 能量转换的过程 必然有一个时间， 因此电感的电流不能突变， 而电流由一个状态 （有） 变到另一状 态 （无） 时也有一个过程， 这就是能量转换的过程。 其中转换时间可用式 （2⁃18） 计算。 = LR （2⁃18） 式中 ———电感电路中电流达到稳态的时间常数 （s）； L———电感 （H）； R———电感电路的总电阻， 包括其直流电阻 （Ω）。 （3） 电流流过电容时， 电容 C本身并不消耗电能， 而是把电能存储起来， 这个 能量可用式 （2⁃19） 来表示。 WC = 1 CU 2