電工基礎知識...ppt

1、電工基礎知識,授課：河南經(jīng)濟貿(mào)易技師學院丁家輝,維修電工培訓,一、電工作業(yè)和電工作業(yè)人員 電工作業(yè)指從事電氣裝置的安裝、運行、檢修、試驗等工作的作業(yè) 電工作業(yè)包括低壓運行維修、高壓運行維修及行業(yè)專業(yè)性電工作業(yè)。,關于高壓與低壓的劃分存在著不同的說法 。 電業(yè)安全規(guī)程和電工作業(yè)人員安全考核標準按照設備對地電壓，250V （工頻50Hz）及以下者劃定為低壓。 將250V以上者劃定為高壓。 低壓電器基本標準等國家標準將1200V及以下的電器列為低壓電器。民用建筑電氣設計規(guī)范等更多標準將1000V以下劃為低壓配電范圍。1000V一下常見的只有配電電壓0.23/0.4kV（相應的用電電壓220/380V

2、）的系統(tǒng)。其對地電壓一般不超過250V。因此，標準的不協(xié)調尚不致對高、低壓電工作業(yè)造成誤解。,電工作業(yè)人員指直接從事電工作業(yè)的人員。電工作業(yè)人員必須年滿18歲，必須具備初中以上文化程度，不得有妨礙從事電工作業(yè)的病癥和生理缺陷。從技術上考慮，電工作業(yè)人員必須具備必要的電氣專業(yè)知識和電氣安全技術知識；按其職務和工作性質，應熟悉有關安全規(guī)程；應學會必要的操作技能和觸電急救方法。,電工人員必須經(jīng)過安全技術培訓，并經(jīng)過考試合格后方可從事電工作業(yè)。新參加電氣工作的人員、實習人員和臨時參加勞動的人員，必須經(jīng)過安全知識教育后，方可參加制定的工作，但不得單獨工作。對外單位派來支援的電氣工作人員，工作前應介紹現(xiàn)場

3、電氣設備接線情況和有關安全措施。,電工人員必須經(jīng)過安全技術培訓，并經(jīng)過考試合格后方可從事電工作業(yè)。新參加電氣工作的人員、實習人員和臨時參加勞動的人員，必須經(jīng)過安全知識教育后，方可參加制定的工作，但不得單獨工作。對外單位派來支援的電氣工作人員，工作前應介紹現(xiàn)場電氣設備接線情況和有關安全措施。,電工是特殊工種、又是危險工種。首先，其作業(yè)過程和工作質量不但關聯(lián)著自身的安全，而且關聯(lián)著他人和周圍設備設施的安全；其次，專業(yè)電工工作點分散、工作性質不專一，不便于跟班檢查和追蹤檢查。因此，專業(yè)電工必須掌握必要的電氣安全技能，必須具備良好的電氣安全知識。,二、電工作業(yè)人員的安全職責,專業(yè)電工應當了解生產(chǎn)與安全

4、的辯證統(tǒng)一，把生產(chǎn)和安全看作是一整體，充分理解“生產(chǎn)必須安全，安全促進生產(chǎn)”的基本原則，不斷提高安全意識。 就崗位安全職責而言，專業(yè)電工應做到以下幾點：,就崗位安全職責而言，專業(yè)電工應做到以下幾點： （1）嚴格執(zhí)行各項安全標準、法規(guī)、制度和規(guī)程。包括各種電氣標準、電氣安裝規(guī)范和驗收規(guī)范、電氣運行管理規(guī)程、電氣安全操作規(guī)程及其他有關規(guī)定。 （2）遵守勞動紀律，終于職責，做好本職工作，認真執(zhí)行電工崗位安全責任制。,（3）正確使用各種工具和勞動保護用品，安全地完成各項生產(chǎn)任務。 （4）努力學習安全規(guī)程、電氣專業(yè)技術和電氣安全技術；參加各項有關的安全活動；宣傳電氣安全；參加安全檢查，并提出意見和建議等

5、。,專業(yè)電工應樹立良好的職業(yè)道德。除前面提到的忠于職責、遵守紀律、努力學習外、還應注意互相配合，共同完成生產(chǎn)任務。應特別注意杜絕以 電謀私、制造電氣故障等違法行為。 培訓和考核是提高專業(yè)安全技術水平，使之獲得獨立操作能力的基本途徑。通過培訓和考核，最大限度地提高專業(yè)電工的技術水平和安全意識,自從19世紀以電力發(fā)明及其廣泛應用為標志的第二次科技革命以來，人類生活進入了電氣時代。 小至生活照明，大到現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn),電能在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學技術以及國民經(jīng)濟等各個領域有著廣泛的應用。 電能的廣泛應用與其特點息息相關 。,直流電路,電工基礎知識,電能的應用： 電能應用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及國民經(jīng)濟各部門，在

6、日常生活中也是不可缺少的。 電能的優(yōu)越性 ：（1）便于轉換 （2）便于傳輸（3）便于控制 2. 不足之處 ： 難于儲存,電路：由電源、負載、連接導線、控制和保護裝置四部分 組成。,一、電路 電路：電流所通過的路徑。是由某些電氣設備和元器件按一定方式連接組成。 在日常生活中，我們會廣泛接觸到各種電路。手電筒就是一中非常簡單的電路。,2電路的基本組成,電路的基本組成包括以下四個部分：,(1)電源(供能元件)：,為電路提供電能的設備和器件(如電池、發(fā)電機等)。是電路工作的能源，電源的作用是將非電能轉換成電能。,圖1-20模擬手電筒電路,圖1-20模擬手電筒電路,(2)負載(耗能元件):,使用(消耗)

7、電能的設備和器件(如燈泡等用電器)。是電路中的主要耗電器件。負載的作用是將電能轉換成非電能。,控制電路工作狀態(tài)的器件或設備(如開關等)。,將電器設備和元器件按一定方式連接起來(如各種銅、鋁電纜線等)。,(4)控制器件：,(3)連接導線：,、電路模型和電路元件,電源,負 載,實體電路,中間環(huán)節(jié),與實體電路相對應、由理想元件構成的電路圖，稱 為實體電路的電路模型。,電路模型,負載,電源,開關,白熾燈的電路模型可表示為：,實際電路器件品種繁多，其電磁特性多元而復雜，采取模型化處理可獲得有意義的分析效果,R,L,消耗電能的電特性可用電阻元件表征,產(chǎn)生磁場的電特性可用電感元件表征,由于白熾燈中耗能的因素

8、大大于產(chǎn)生磁場的因素，因此L 可以忽略。,理想電路元件是實際電路器件的理想化和近似，其電特性惟一、精確，可定量分析和計算。,白熾燈電路,電阻元件 只具耗能的電特性,電容元件 只具有儲存電能的電特性,理想電壓源 輸出電壓恒定，輸出電流由它和負載共同決定,理想電流源 輸出電流恒定，兩端電壓由它和負載共同決定,電感元件只具有儲存磁能的電特性,理想電路元件分有無源和有源兩大類,無源二端元件,有源二端元件,電路可以實現(xiàn)電能的傳輸、分配和轉換。,電力系統(tǒng)中：,電子技術中：,電路可以實現(xiàn)電信號的傳遞、存儲和處理。,電路的功能,、導體、絕緣體和半導體,原子核中有質子和中子，其中質子帶正電，中子不帶電。,繞原子

9、核高速旋轉的電子帶負電。,自然界物質的電結構：,導體的外層電子數(shù)很少且距離原子核較遠，因此受原子核的束縛力很弱，極易掙脫原子核的束縛游離到空間成為自由電子，即導體的特點就是內(nèi)部具有大量的自由電子。,半導體的外層電子數(shù)一般為4個，其導電性界于導體和絕緣體之間。,絕緣體外層電子數(shù)通常為8個，且距離原子核較近，因此受到原子核很強的束縛力而無法掙脫，我們把外層電子數(shù)為8個稱為穩(wěn)定結構，這種結構中不存在自由電子，因此不導電。,、電路的工作狀態(tài) （1）開（斷）路狀態(tài) （2）額定工作狀態(tài) （3）短路狀態(tài),忽略電路元器件的次要因素，將其理想化，并用規(guī)定的電氣圖形符號表示所組成的電路，稱為電路,7/31/202

10、0,23,電路的工作狀態(tài),電路有三種工作狀態(tài)：開路、短路、額定工作狀態(tài)。 1、開路,開路時I=0，內(nèi)阻Ro上電壓降為零。,開路電壓UOC= Us,7/31/2020,24,2、短路,U ab=0V 短路電流 ISC=US / RO,失去電子或得到電子的微粒稱為正電荷或負電荷。帶有電荷的物體稱為帶電體。電荷的多少用電量表示。其單位為C（庫或庫侖）。庫是很大的單位，常用的電量單位是C（微庫或微庫侖）1C=106C。在電荷的周圍存在著電場。引進電場中的電荷將受到力的作用，這個叫做電場力。,電荷和電場,電荷間相互作用： 同性相斥，異性相吸。,電場強度和電位是表征電場中各點性質的兩個基本物理量。電場中某

11、點的電場強度即單位正電荷在該點所受到的電場力。電場強度的單位是v/m（伏/米）。如用E表示電場強度，,則: E=F/Q 式中 E 電場強度， v/m; F 電場力， Q 電量， C。,電場中某點的電位是指在電場中將單位正電荷從該點移至電位叁考點時電場力所做的功。電位的常用單位是伏（V），千伏（KV）等。 電場中某兩點之間的電位差稱為這兩點之間的電壓或電壓降。 電壓的符號是U、u，其單位與電位差的單位相同。,1KV=1000V,在由兩個電極構成的均勻電場中，電極間電場強度（E）與電極間電壓（U）的關系 式中 d 電極間的距離，m.,顯然，可以將電場強度理解為單位距離上的電壓。電壓越高，可能產(chǎn)生的

12、電場強度也越高。,E=U/d,不論所使用的是何種絕緣材料，其上電場強度達到某一限度時，其絕緣性能都將遇到破壞。這電場強度稱作該絕緣材料的擊穿電場強度，簡稱擊穿強度。 當空氣中電場強度超過2530kv/cm時，即可能發(fā)生擊穿放電。,二、電流,1、電流的概念與分類 帶電粒子（電荷）的定向運動形成電流。 電流的方向不變?yōu)橹绷鱅(DC)。方向和大小都變化為交流i(AC)。 IQ/t （取決于在一定時間內(nèi)，通過導體橫截面的電荷量） I 電流強度（A） Q 電荷量（C） t 時間（S）,2、電流的單位 安培（A） 常用的電流單位還有毫安 （mA）、微安（ A）、千安 （kA） 等 電流單位換算 1A103

13、mA 1mA103A， 1 kA103A,3、電流的方向 規(guī)定：正電荷運動的方向為電流的實際方向。 假設的電流流向稱為電流的參考方向。,注意:電流的計算結果為 “+” 電流真實方向與參考方向一致； “ ”電流真實方向與參考方向相反。 電流強度是一個標量，電流方向只表明電荷的定向運動方向。,分析：當參考方向與實際方向相同時，則I0 當參考方向與實際方向相反時，則I0，負值表示方向相反而不是負電流值）,2、單位 字母符號：E 單位：V（伏）,3、電動勢的方向 E的方向是從低電位（電源負極）指向高電位（電源正極）,四、電壓與電位,（一）電位,人們測量山峰的高度，常用海拔多少米，也就是以海平面為基準測

14、出各山峰的相對高度，海平面海拔為零，零海拔為各山峰高度的參考點。,2800米,山高：海拔2800米,參考點：海平面,電位也一樣，也必須要有一個參考點，而且一個網(wǎng)絡、一個系統(tǒng)或一臺獨立的設備只能共有一個參考點。如低壓三相四線中性點接地的供電系統(tǒng)中，大地為參考點，稱為零電位。,參考點,u1,u2,u3,L1 L2 L3,U1、u2、u3為各點電位,我們規(guī)定： 電場力把單位正電荷從電場中的某一點移到參考點所做的功，稱該點的電位，用字母表示。功做的多少與電位的高低成正比。 由于aobo，,電場方向,參考點,那么a點電位就比b點電位高。,這里o點為參考點，參考點可任意選擇，不同的參考點，相對各點電位也不

15、同。由此看出，電場中某點電位與參考點有密切關系，通常選擇參考點以方便計算為原則。 參考點可視為零電位，低于參考點為負電位，高于參考點為正電位，等于參考點為同電位。,電場方向,參考點,電位：某點與參考點之間的電壓：用U（或）表示 單位V 把參考點的位稱為零電位。即如A點參考點則A 0V） 通常選大地為參考點，把大地的電位作為零電位點。 任意兩點間的電位差：UABUA-UB或ABA-B 電壓與電位的異同點： 電位是某點對參考點的電壓，電壓是某兩點間的電位差； 電位是相對量，隨參考點的改變而改變，而電壓是絕對 量，不隨參考點的改變而改變。,電壓 電壓是衡量電場力做功本領大小的物理量，在電場中兩點間電

16、位差稱為電壓。 （1）電壓是衡量電場力作功率領的大小 在電場中，電場力F的將電荷Q由A點移動至B點.到做的功WAB與電荷的比值。 UAB=WAB/Q,電場力將單位正電荷從電場中的a 點移到b點所做的功，稱其為a、b兩點間的電壓。,abaobo 導體兩端具有電位差時，電子才有規(guī)則的定向運動而形成電流?？梢?，導體內(nèi)產(chǎn)生電流的條件是導體兩端必須有電位差（電壓）。 電壓單位與電位相同。,（2）電壓的方向 電壓和電流一樣，不但有大小，而且有方向。 電壓方向規(guī)定為由高電位指向低電位 三種表示法：箭頭表示 雙下標表示 ：UAB,習慣上把電位降低的方向作為電壓的實際方向。,（3）電壓的單位 伏特（V） 1V1

17、03mV 1mV103V 1kV103V,五、 電阻器,1、電阻器的概念 電阻是反映物體對電流起阻礙作用大小的一個物理量。 電阻這一物理量可衡量物體的導電能力，物體電阻小導電能力就強，反之就弱。 在實際工作中，我們不但用電阻去衡量物體的導電能力，我們還將具有一定阻值物質制作成實體元件，稱為電阻器。 電阻器反映導體對電流起阻礙作用的大小，簡稱電阻 “R（r）”符號表示。 RL/S L：導體長度（m） S：橫截面積（MM的平方） ：導體的電阻率（ M）,電阻產(chǎn)品實物圖,物體的電阻是客觀存在的，不隨電壓的高低而變化。,電阻率：是與物體材料性質有關的物理量，稱為電阻系數(shù)或電阻率。它是指長度1米，橫截面

18、1平方毫米的某種材料的物體在2時的電阻值。單位：m。,表1-1 常用金屬材料的電阻率及電阻溫度系數(shù),電阻元件主要參數(shù)：電阻值、功率、允許偏差等。 電阻器的作用：在直流電路中，常用于分壓、分流、阻抗匹配等；交流電路中，電阻器常用于限流。,電阻元件符號：,電阻： 可變電阻： 電位器：,2、單位：為歐姆（） 1K=103 1M=106,3、電阻器分類： 固定電阻 可變電阻 碳膜電阻 線繞 金屬膜電阻,由電阻的伏安特性曲線可得，任一瞬時，電阻元件上電壓和電流的關系為即時對應關系，即：,因此，電阻元件稱為即時元件。即時元件上的電壓、電流關系遵循歐姆定律。電阻元件通過電流就要發(fā)熱，消耗的能量為：,線性電阻

19、元件伏安特性,4、主要指標： 標稱阻值 承受功率 允許偏差 5、標志方法：色環(huán)法 色標符號 方法： 棕（偏差） 金（倍乘） 黃（第三位） 紫（第二位） 棕（第一位）,黑0棕1紅2橙3黃4綠5藍6紫7灰8白9銀10-2金10-1,1、部分電路歐姆定律 部分電路歐姆定律：（不含電源電路） 內(nèi)容：流過導體的電流與這段導體兩端電壓成正比，與導體的電阻成反比 I=U/R 式中R為電阻，單位為歐姆， 電阻一定時，電壓愈高電流愈大； 電壓一定，電阻愈大電流就愈小。,六、 歐姆定律,2、全電路歐姆定律 全電路歐姆定律（含源電路） 內(nèi)容：電路中電流與電源電動勢成正比，與內(nèi)外電阻之和成反比 /（+）,公式變形：E

20、=IR+Ir=I(R+r)=U=U0 分析：由U=E-Ur=E-Ir可知： 當電阻R為無窮大，I=0 U=E（最高） 當電阻R變小，I 增大 U減小 當電阻R變大，I 減小 U增大,七、 電路的連接,1、電路的串聯(lián) 串聯(lián)電路是把幾個電路或其他電路元件的收尾端順次連接起來，使電流只有一條通路的電路。在串聯(lián)電路中，電路的總電壓等于各元件上的電壓降之和。即 U=U1+U2 R=R1+ R2 U1/U2=R1/R2,電路串聯(lián)的特點： （1）電流相等 I I1=I2=In ； （2）總電壓等于各個電壓之和 U=U1+U2=IR1+IR2； （3）R=R1+R2-+Rn；總電阻等于各個電阻之和， （4）串

21、聯(lián)電阻有分壓作用。 分壓式：U1=R1U/R1+R2；U2=R2U/R1+R2 。,2、電路并聯(lián) 并聯(lián)電路是把電阻或其它元件的首端和尾端、尾端和首端相 互連接起來，使電流同時有幾條通路的電路。在并聯(lián)電路中， 各元件兩端的電壓為同一電壓。電路的總電流等于各支路 電路電流的之和。即 I=I1+I2 R=R1R2/R1+R2 I1/I2=R2/R1,電路并聯(lián)的特點： （1）電壓相同， U=U1=U2-=Un； （2）總電流等于各個電流之和， I=I1+I2-+In； （3）總電阻的倒數(shù)等于各個電阻倒數(shù)之和。 1/R=1/R1+1/R2-+1/Rn， 若只有兩個電阻并聯(lián)即R=R1并R2=R1R2/R1

22、+R2； （4）電阻并聯(lián)具有分流作用，分流式： I1=R2I/R1+R2 I2=R1I/R1+R2,八、 電功與電功率,1、電功 電能轉化為其他形式能的過程稱為電流做功，簡稱為電功 用字母W表示。 W=UIT 式中：W 電功 J；U 電壓 V；I 電流 A； t 時間 S W=I2Rt=U2t/R 實際中：電功的單位常用千瓦小時（KWh），俗稱“度” 常生活電能的計算：3.6106J=1KW.h=1度,電能的單位是J（焦或焦耳）。電能表示電氣設備在一般時間內(nèi)所轉換的能量，即 W=Pt 式中 W 電能，J; P 功率，W； t 持續(xù)時間，s。 實用中常用Kw.h作為電能的單位， 1KW.h=3.

23、6X106J.,【例】,有一個電飯鍋，額定功率為750W，每天使用2小時；一臺25吋 電視機，功率為150W，每天使用4小時；一臺電冰箱，輸入功 率為120W，電冰箱的壓縮機每天工作8小時。計算每月（30天） 耗電多少度？ 解：（0.75kW2 h0.15kW4h 0.12kW8h）30天 （1.5度 0.6度 0.96度）30 91.8度 答:每月耗電91.8度,3、電流的熱效應 電流通過導體時，使導體發(fā)熱的現(xiàn)象叫電流的熱效應。 焦耳楞定律 Q=I2Rt=U2t/R=Uit 單位：Q-J, I-A, R-, t-S。,九、 電容器,2、電功率 電功率用以表示電氣設備作功的能力，即電氣設備單位

24、時間內(nèi)所做的功。功率的符號是P,單位是（W）（瓦）、kW（千瓦）， 1kW=1000W. 電功率與電壓和電流的乘積成正比。在直流電路中，功率可以表示為： P=UI=I2R=U2/R（瓦）， P=W/t=IU=I2R=U2/R 式中：P 電功率 W； U 電壓 V； I 電流 A；,線性電容元件庫伏特性,對線性電容元件而言，任一瞬時，其電壓、電流的關系也是微分(或積分)的動態(tài)關系，即：,電容元件的工作方式就是充放電。,電容產(chǎn)品實物圖,電容元件圖符號,因此，只有電容元件的極間電壓發(fā)生變化時，電容支路才有電流通過。電容元件也是動態(tài)元件，其儲存的電場能量為：,電容的單位是：法拉（F） 其換算關系為：

25、1F=106F 1F=1012pF,4、電容器的串聯(lián)與并聯(lián),特點：、Q1=Q2=Q3=Qn 、U=U1+U2+U3+Un 、1/C=1/C1+1/C2+1/C3+/Cn C=C1C2/C1+C2 （兩個電容串聯(lián)） C=C0/n（容量相等的電容并聯(lián)）,特點：、 U=U1=U2=U3=Un 、 Q=Q1+Q2+Q3+Qn 、 C=C1+C2+C3+Cn,2. 電感元件,線性電感元件韋安特性,對線性電感元件而言，任一瞬時，其電壓和電流的關系為微分(或積分)的動態(tài)關系，即：,顯然，只有電感元件上的電流,電感產(chǎn)品實物圖,電感元件圖符號,發(fā)生變化時，電感兩端才有電壓。因此，我們把電感元件稱為動態(tài)元件。動態(tài)

26、元件可以儲能，儲存的磁能為：,4. 電源元件,任何電源都可以用兩種電源模型來表示，輸出電壓比較穩(wěn)定的，如發(fā)電機、干電池、蓄電池等通常用電壓源模型(理想電壓源和一個電阻元件相串聯(lián)的形式)表示；,柴油機組,汽油機組,蓄電池,各種形式的電源設備圖,輸出電流較穩(wěn)定的：如光電池或晶體管的輸出端等通常用電流源模型(理想電流源和一個內(nèi)阻相并聯(lián)的形式)表示。,半導體 半導體器件是電子技術的重要組成部分。半導體是指導電能力介于導體和絕緣體之間的材料。硅、鍺、硒及大多數(shù)金屬化物和硫化物屬于半導體材料。其中，硅和鍺是用得最多的半導體材料。,硅單晶中的共價健結構,1、 本征半導體,完全純凈的、具有晶體結構的半導體，稱

27、為本征半導體。,共價健,晶體中原子的排列方式,共價鍵中的兩個電子，稱為價電子。,這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。,溫度愈高，晶體中產(chǎn)生的自由電子便愈多。,本征半導體的導電機理,價電子,價電子在獲得一定能量（溫度升高或受光照）后，即可掙脫原子核的束縛，成為自由電子（帶負電），同時共價鍵中留下一個空位，稱為空穴（帶正電）。,空穴,自由電子,2、本征半導體的導電機理,自由電子和空穴都稱為載流子。 自由電子和空穴成對地產(chǎn)生的同時，又不斷復合。在一定溫度下，載流子的產(chǎn)生和復合達到動態(tài) 平衡，半導體中載流子便維持一定的數(shù)目。,當半導體兩端加上外電壓時，在半導體中將出現(xiàn)兩部分電流 (1)自由電子作定向運動 電子電流

28、(2)價電子遞補空穴 空穴電流,注意： (1) 本征半導體中載流子數(shù)目極少, 其導電性能很差； (2) 溫度愈高， 載流子的數(shù)目愈多,半導體的導電性能也就愈好。所以，溫度對半導體器件性能影響很大。,二、半導體二極管,1、 基本結構,(a) 點接觸型,(b)面接觸型,結面積大、正向電流大、結電容大，用于工頻大電流整流電路。,(c) 平面型 用于集成電路制作工藝中。PN結結面積可大可小，用于高頻整流和開關電路中。,結面積小、結電容小、正向電流小。用于檢波和變頻等高頻電路。,圖 1 12 半導體二極管的結構和符號,二極管的結構示意圖,2、 伏安特性,硅管0.5V,鍺管0.1V。,反向擊穿 電壓U(B

29、R),導通壓降,外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導通。,外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向導電性。,正向特性,反向特性,特點：非線性,硅0.60.8V鍺0.20.3V,死區(qū)電壓,反向電流 在一定電壓 范圍內(nèi)保持 常數(shù)。,3、 主要參數(shù),二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。,2. 反向工作峰值電壓URWM,是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向導電性被破壞，甚至過熱而燒壞。,3. 反向峰值電流IRM,指二極管加最高反向工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向導電性差，IRM受溫度的影響，溫度越高

30、反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。,二極管的單向導電性,2. 二極管加反向電壓（反向偏置，陽極接負、陰極接正 ）時， 二極管處于反向截止狀態(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。,3. 外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向導電性。,4. 二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。,1. 二極管加正向電壓（正向偏置，陽極接正、陰極接負 ）時， 二極管處于正向導通狀態(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。,極性判斷,負極極性標示色環(huán),負極極性標示色環(huán),二極管短腳負極，長腳正極,負極引腳,負極極性標示色環(huán),負極極性標示色環(huán),穩(wěn)壓二極管,整流二

31、極管,發(fā)光二極管,變?nèi)荻O管,用萬用表檢測二極管的正、反向電阻值，判別其質量的好壞。 （3）萬用表判別 使用萬用表R100或R1K擋；紅黑表筆同時接二極管的兩條引線，測出一組值；對調表筆重新測量，得出一組值；比較兩組值，值小的那次測量中，黑表筆二極管接正極，紅筆表接二極管負極。 （4）二極管的性能檢測 單向導電性能的檢測 檢測工具：萬用表 檢測標準：檢波二極管或小功率整流管 采用R100擋，其值為幾百歐（鍺）幾千歐（硅）大功率整流二極管 采用R1擋，其值為十幾或幾十歐 檢測反向電阻的標準：除大功率硅整流二極管，一般采用R1K擋，其值為幾百千歐或,二極管極性的判別,五、 半導體三極管,1 、 基

32、本結構,基極,發(fā)射極,集電極,NPN型,符號：,NPN型三極管,PNP型三極管,發(fā)射區(qū)：摻 雜濃度最高,基區(qū)：最薄， 摻雜濃度最低,發(fā)射結,結構特點：,集電區(qū)： 面積最大,晶體三極管,塑封小功率管,金封小功率管,片狀三極管,塑封大功率管,金封大功率管,2020/7/31,82,半導體三極管的主要特點：,三極管有三種工作狀態(tài)：即放大狀態(tài)、截止狀態(tài)、飽和狀態(tài)。 三極管的兩大應用場合：放大電路和開關電路。 使三極管處于放大狀態(tài)的原則是：發(fā)射結（e、b） 之間加正向電壓，集電結（c、b）之間加反向電壓。,2三極管極性的判別 用萬用表的R10k檔，一般正常的三極管有圖的檢測結果。 （1）確定基極和管型

33、由圖可知，與基極有關的測量中有兩次是阻值很小的，所以 在隨意的測量中，阻值很小的那一次中的兩個引腳必有一個是基 極，此時，記下這兩個引腳，然后假定其中一個是基極，保持接 此引腳的表筆不變，用另一只表筆接觸余下的第三只引腳，如果 仍是阻值很小，則假定正確。否則假定不正確，基極是另外一只 引腳。再根據(jù)兩次阻值很小時，表筆和引腳的連接關系即可判斷 出管型，即黑表筆接P，紅表筆接N時，阻值很小。如黑表筆接觸 其中一個引腳不動，紅表筆分別接觸另外兩只引腳時，所測得的 阻值均是很小，則是一“P”兩“N”，NPN型。,三極管的萬用表檢測,（2）確定發(fā)射極和集電極 基極確定后，測另兩只引腳對基極的反向電阻，即

34、將紅、黑表筆對調，阻值在十幾k到幾百k之間時即是發(fā)射極，剩余一只引腳為集電極?；蛘咴诨鶚O和管型確定后，直接測除基極外另兩只引腳的正反向電阻，當阻值在十幾k到幾百k之間時，黑表筆接的是的是NPN管的發(fā)射極，紅表筆接PNP管的發(fā)射極，余下的一只引腳即為集電極。 可按以下規(guī)律記憶： 在用萬用表R10k檔測三極管c、e間電阻時，如果阻值不是“”（十幾k到幾百k之間），則萬用表的“紅進黑出”（電流由紅表筆流入，黑表筆流出）方向與三極管表示發(fā)射極電流的箭頭方向相反。,四、 晶閘管是在晶體管基礎上發(fā)展起來的一種大功 率半導體器件。它的出現(xiàn)使半導體器件由弱電領域 擴展到強電領域。 晶閘管也像半導體二極管那樣具

35、有單向導電性，但它的導通時間是可控的，主要用于整流、逆變、調壓及開關等方面。,體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維修簡單、操作方便、壽命長、 容量大（正向平均電流達千安、正向耐壓達數(shù)千伏）。,(a) 外形,晶閘管是具有三個PN結的四層結構, 其外形、結構及符號如圖。,1、 基本結構,2020/7/31,89,半導體管的整流電路,將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程稱為整流。 實現(xiàn)整流過程的電路叫整流電路。 整流電路的形式有：單相半波、單相橋式、三相半波和三相橋式。 1）單相半波整流電路 Ud=0.45 U,2020/7/31,90,2)單相橋式 Ud=0.9 U,2020/7/31,91,3)三相橋式,波

36、形圖略,生產(chǎn)和生活中使用的交流電絕大部分是正弦交流電。其特點是電流、電壓的大小和方向都隨著時間按正弦函數(shù)的規(guī)律變化。,第三節(jié) 正弦交流電路,一、 正弦交流電的基本概念,如果在電路中電動勢的大小與方向均隨時間按正弦規(guī)律變化，由此產(chǎn)生的電流、電壓大小和方向也是正弦的，這樣的電路稱為正弦交流電路。,2、正弦交流電的產(chǎn)生,3、正弦交流電的三要素,交流電每一循壞所用的時間叫周期；每秒鐘交變的周期數(shù)叫做頻率；用字母f表示，單位：Hz；,每秒鐘交變的弧度數(shù)叫做角頻率。周期和頻率互為倒數(shù)。（ t+） 叫做相位，t=0時的相位叫做初相位。 因為最大值、角頻率和初相位 確定了正弦量的所有特征。所以稱之為正弦交流電

37、的三要素。通常用有效值來表征交流電的大小。有效值是與該交流電做功能力相同的直流電的有效值。最大值為有效值的 倍。,和,最大值電量名稱必須大寫,下標加 m。如：Um、Im,用小寫字母表示交流瞬時值，如u、i,（1）瞬時值、最大值、有效值,該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不能用。,（2）周期、頻率、角頻率,周期 T： 變化一周所需的時間 單位：秒，毫秒。,角頻率 ： 每秒變化的弧度 單位：弧度/秒。,頻率 f： 每秒變化的次數(shù) 單位：赫茲，千赫茲。,f=1/T =2/T=2f,t = 0 時的相位，稱為初相位或初相角（）。,（t+）正弦波的相位角或相位,兩個同頻率正弦量間的初相之差稱相位

38、差（2-1）,（3）正弦波的表示方法,二、 單相正弦交流電路,（1）電壓與電流的關系,電壓與電流最大值的關系： Im=URm/R,電壓與電流有效值的關系： I=UR/R 或 UR=IR,（2）電路的功率,瞬時功率：瞬時電壓與電流的乘積。 有功功率：瞬時功率的平均值。 P=URI=I2R=UR2/R,2.純電感電路,電感線圈中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的變化，故電流的 變化總是滯后電壓的變化。,電壓與電流的關系： I=UL/XL,（2）電路的功率和能量轉換,3.純電容電路,電容器不斷充電和放電，形成電流。,電壓與電流的關系： I=UC/XC,（2）電路的功率和能量轉換,三、 三相交流電路,三相交流

39、電的優(yōu)點： 輸電時節(jié)省電線；三相發(fā)電機體積小，質量輕，成本低；三相異步電動機結構簡單，性能可靠；,1、三相對稱電動勢的產(chǎn)生,2、三相電源的星形聯(lián)結,（2）三相四線制的線電壓與相電壓,相電壓：火線對零線間的電壓。 如：UU、UV、UW,（2）線電壓與相電壓的關系,他勵、異勵、串勵、復勵,電動機的分類,第五節(jié)：常用三相異步電動機,電動機有直流電動機和交流電動機兩大類，直流電動機不及交流電動機結構簡單、制造容易、維護方便、運行可靠。 常用的交流電動機有三相異步電動機（或稱感應電動機）和同步電動機。 異步電動機結構簡單，維護容易，運行可靠，價格便宜，具有較好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)特性，因此，他是工業(yè)中使用得最為廣泛的一種電動機。同步電機既可作發(fā)電機使用，也可作電動機使用。,一. 交流電動機,Y系列三相異步電機,三相永磁同步電機,1.三相異步電動機的基本結構,按結構分類： 籠式異步電動機：結構簡單，堅固，成本低。 繞線式異步電動機：通過外串電阻改善電機的起動，調速等性能。,異步電動機主要有以下幾部分組成:,1）定子 定子由鐵心、繞組與機座三部分組成。定子鐵心是電動機磁路的一部分，它是由0.5mm的硅鋼片