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电工基础知识
一、教学目的
l、巩固基础知识,全面了解电工的基础知识
2、培养学生利用所学知识解决实际问题的能力
二、教学重点:
1、各主要物理量及基本公式的含义,有关公式物理量以及各符号的意义和单位。
2、各定律的内容及有关量间的关系,逐步学会分析电路的方法。
三、教学难点:
理论结合实际,将学到的基础理论做为实际设计、安装、维修的理论依据。
四、教学方法
复习提问、讲练结合
五、课时安排
6课时
六、教学用具:
投影片、投影仪
七、教学过程:
一、组织教学
点名、稳定学生情绪
二、引入新课
一、电路的组成及状态
(一)电路的组成
下面我们先来看一下手电筒电路
电路——电流经过的路径
电流必须在闭合回路中产生,所以一个完整的电路一定是回路。
组成:
电源
负载
控制设备
导线
1、电源
将其他形式的能量转换成电能的装置。
如:火力发电机:热能
水力发电机:水能
风力发电机:风能 转换为电能
核动力发电机:核能
蓄电池:化学能
电源可通过电网络输送、传递、分配。
2、负载
将电能转换成其他形式能量的器件或设备(各种电器)。
如:
电灯:电能转换为光能
电炉:电能转换为热能
电动机:电能转换为机械能
、控制设备
按人们的需求安全、有效的控制电能各物理量以及用电器的使用时间。
如:控制电灯的开关、插销等 :
控制电动机的接触器、继电器、断路器等。
4、导线
输送分配电能的导体(常用铜、铝材料)。
它将电源电能输送致控制设备,再将受控制的电能输入用电器,最后再将其连接回电源而形成回路。
电路的分类
电路可分为外电路和内电路
外电路:
电源、控制设备 负载
内电路:
电源内部的通道。如蓄电池两极、发电机电枢线圈内通道。
电路原理图:
对各种不同电路的表达方式——电路图
电路图是最简单明了提供电路信息的方法。
电路图主要用来详细理解设备和其组成部分的工作原理,故称电路原理图。它为接线、测试、排故提供信息。
电工作业人员实际操作时离不开电路图,识图、读图是作为一名电工的基本功。
电路原理图
由电气符号(采用GB4728-85标准)、代号、连接线组合而成
从电路原理图中,可以获得如下信息:
信息1:
电路中所用元件名称、数量及参数。
E——电池组,12V,1套。
HL—— 指示灯,12V,0.1A、1只。
R——电阻,60Ω,1W,1只。
K1、K2——单极开关,2只。
信息2:
导线连接方式:除元件外,每根实线都是所需连接的导线。
信息3:
工作原理:
闭合K1,指示灯HL在额定电压下发光;
断开K1,闭合K2,指示灯HL与电阻R串联,电阻R串联降压,指示灯HL电压为6V左右,较暗。
(二)电路的状态
1、通路状态
满载:负载在额定功率下的工作状态叫做额定工作状态或满载;
轻载:负载低于额定功率的工作状态叫做轻载;
过载:负载高于额定功率的工作状态叫做过载或超载。
轻载不利于充分发挥负载的效率,过载容易使负载过线路烧毁,满载为理想工作状态。
2、断路或开路状态
断路一般为故障,开路为工作需要,电路状态一样,电源两端或电路某处断开,电路中没有电流通过。
对于电源来说,这种状态叫空载。
开路的特点:
电路中电流为零,电源端电压U等于电源电动势E。
3、短路状态
如果外电路被阻值近似为零的导体接通,这时电源就处于短路状态。
在这种状态下,短路电流ID=E/RO非常大,由于电流未经负载直接流回电源,电源内阻RO极小,强大的短路电路极有可能烧毁电源和线路,造成重大事故,所以要严格防止,避免发生短路。
防止短路最常用的方法是在电路上安装熔断器,不论高压、低压、强电、弱电,线路都要设可靠的短路保护。
二、电流
(一)电流的形成
电流——电荷有规则的定向运动形成电流。用I、i表示。
在金属导体中,电子在外电场的作用下有规则的运动形成电流。
电流强度:
电流的大小取决于在一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少,在单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,表示通过该导体的电流越强,反之较弱,所以电流大小用电流强度来衡量。
为方便起见,人们把电流强度简称电流。
电流强度——1秒钟内通过导体横截面的电荷量。
I:电流强度(安培)
Q:电量(库仑)
t:时间(秒)
电流密度:
在实际工作中,经常需要选择导体(线)的粗细即截面积,这就需要用到电流密度这一概念。
当电流在导体的横截面上均匀分布时,该电流与导体横截面的比值,就称为电流密度。
电流密度用字母J表示,
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