電工基礎(chǔ)

開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電工基礎(chǔ)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

第1篇

關(guān)鍵詞：電工實驗教學(xué)；半設(shè)計型實驗；改革

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.156

0 引言

高等教育當(dāng)中缺少不了實驗教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)需要通過實驗來進行鞏固，用實際操作來提高自己的動手能力，掌握理論知識運用到實際中的技巧。為了能夠順應(yīng)新時代下的教育，眾多高校都開始進行實驗教學(xué)，從傳統(tǒng)的單一型演示，到現(xiàn)在的演示、驗證以及綜合設(shè)計的結(jié)合，實驗效果大大增強好幾十倍。

1 電工基礎(chǔ)實驗教學(xué)條件的變化

對于電工類專業(yè)的學(xué)生而言，學(xué)生入門時學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課程就是電工基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)中學(xué)生的實驗技巧受到理論知識的限制性強，再加上之前對此類的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)內(nèi)容比較生疏，學(xué)習(xí)的積極性也受到很大的影響，但是基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)也是今后創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)條件，對于學(xué)生來說也是不可忽視的。近年來，我國的高校實驗條件、設(shè)備都在不斷變化，電工實驗教學(xué)也由此發(fā)生了巨大變化，主要表現(xiàn)在幾個方面：

1.1 實驗設(shè)備發(fā)生巨大改變

在前幾年，電工實驗教學(xué)中的設(shè)備都較為簡陋，儀表幾乎都使用指針式的，儀表也是采用模擬設(shè)備，在進行實驗時還需要學(xué)生動手自制來進行接線；現(xiàn)在的電工實驗教學(xué)，儀器儀表都采用數(shù)字化的智能設(shè)備，操作簡便讀書簡單，實驗設(shè)備都是非常完整的成套產(chǎn)品，學(xué)生幾乎不用考慮線路連接問題，實驗重點已經(jīng)從原來的動手操作轉(zhuǎn)化為動腦設(shè)計操作。

1.2 學(xué)生素質(zhì)發(fā)生巨大改變

隨著社會進步的節(jié)奏，學(xué)生的眼界也逐漸開闊起來，再加上教育的改革，學(xué)生的動手能力有了明顯的提高，思維更加活躍。很大部分的學(xué)生對于傳統(tǒng)的只需要將電路連接起來就能實現(xiàn)預(yù)期目的實驗操作失去了興趣，造成在課堂上動手操作不積極，馬馬虎虎應(yīng)付了事，降低了學(xué)生實驗的積極性，也影響了教學(xué)效果。

1.3 實驗人文環(huán)境發(fā)生巨大改變

國內(nèi)大學(xué)的大規(guī)模擴招使得大批青年教師都加入教學(xué)行列中。比起以往的實驗教師來看，新加入的教師不管是從思想、見識還是眼界上都有很大變化，給實驗教學(xué)帶來了更多新理念，教學(xué)方式以及實驗的內(nèi)容都往多樣化方向改變。

2 電工基礎(chǔ)實驗面臨的問題

實驗教學(xué)中的很多問題都通過實驗條件變化得到改善，同時教學(xué)質(zhì)量也得到很大提高，但是也會出現(xiàn)一些新問題，根據(jù)多年來的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)出了以下幾點：

（1）教學(xué)設(shè)備發(fā)生變化，使得從前的教學(xué)項目與內(nèi)容都不再匹配。（2）學(xué)生實驗積極性大大降低。在新時代中，學(xué)生更加喜歡那種有刺激有新鮮感的實驗，能夠激發(fā)其思考的實驗，傳統(tǒng)的實驗只是書本知識的概括，對他們來說并無新鮮感，容易產(chǎn)生厭倦之心。（3）要開發(fā)電工類的設(shè)計型實驗是相對較難的，特別是剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)生，理論知識掌握還不足，要掌握好設(shè)計型實驗的內(nèi)容是難上加難。簡單的實驗并不可能學(xué)到很多知識，復(fù)雜的實驗又讓學(xué)生無從下手，最終只會成為老師實驗，學(xué)生跟著依樣畫葫蘆。（4）原有的實驗內(nèi)容缺乏科學(xué)性，整體性，實驗的內(nèi)容依附理論知識較嚴重，忽視了學(xué)生綜合能力培訓(xùn)以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在科學(xué)不斷進步的時代，如果局限于傳統(tǒng)專業(yè)范疇已經(jīng)無法滿足社會對人才的需求。（5）實驗教學(xué)的效率低，教師評價不科學(xué)。教學(xué)雖然采用了大量精力去批改實驗結(jié)果，但抄襲實驗的報告現(xiàn)象還是屢屢出現(xiàn)。甚至經(jīng)常會出現(xiàn)學(xué)生的實驗?zāi)芰σ话?，但是實驗報告寫的非常好，在這種情況下得到了較好的成績。雖然教師在實驗過程中也會通過學(xué)生的實際操作情況進行評價，但是學(xué)生實驗過分依賴教材內(nèi)容，缺乏自主思考的能力，實驗的操作方式以及步驟與教材幾乎一樣，實驗成績并不能很好的反應(yīng)出學(xué)生的能力，對嚴謹教學(xué)的方式并無幫助，也不利于開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力。

3 新型實驗設(shè)計

在電工基礎(chǔ)實驗上，學(xué)生剛?cè)雽W(xué)不久剛開始基礎(chǔ)，就開始進行設(shè)計型實驗是看不到效果的。 針對這些問題，筆者進行半驗證性半設(shè)計型實驗的設(shè)計，設(shè)計實驗的前部分是采用普通的驗證性實驗方式，先讓學(xué)生對基礎(chǔ)電路，實驗方式有所了解，后面都在電路設(shè)計上，要求學(xué)生用課堂中學(xué)習(xí)的理論知識來驗證實驗。

用正弦穩(wěn)態(tài)電路中向量的研究案例來作為分析例子。如日光燈電路系統(tǒng)圖，電路總體是感性電路，功率的因數(shù)較小，實驗的前部分都是由講師來進行介紹電路原理以及測量方式，后期就是學(xué)生阿里動手完成該電路的測量，然后再要求學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)到的電路知識去修改電路，讓其功率能夠提高到0.95W以上。該實驗的難度不大，對于剛接觸電路的學(xué)生來說都可以順利完成，用思考與設(shè)計的方式取代了傳統(tǒng)的驗證性實驗，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及實驗積極性。

4 結(jié)語

實驗證明，在電工教育領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的驗證型實驗已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代教育方式的發(fā)展和學(xué)生對教育的需求。在教學(xué)過程中，逐漸用設(shè)計型實驗替代驗證型實驗是不可阻擋的趨勢，驗證型實驗不僅能適應(yīng)現(xiàn)在學(xué)生教育需求，還能提高學(xué)生的自主能動性，增加學(xué)習(xí)趣味，使學(xué)生勇于探索，勇于發(fā)現(xiàn)，更有利于現(xiàn)代人才的培養(yǎng)。筆者通過驗證型教學(xué)實驗在課堂中的應(yīng)用，初步探索了它的可行性，給現(xiàn)代電工教學(xué)提供了新的教學(xué)方法，促進了電工領(lǐng)域教學(xué)質(zhì)量的提高，對今后在此領(lǐng)域的探索具有一定意義。

參考文獻：

[1]張雅琴，曹志清.實踐教學(xué)內(nèi)容改革的實踐與思考[J].實驗技術(shù)與管理，2003（20）.

第2篇

本章學(xué)習(xí)要點：

1．熟悉電流、電壓、電阻、電功率、電功等常用的物理量；

2．了解常用電氣元件的電路符號，能夠看懂電路圖的連接關(guān)系；

3．熟練掌握歐姆定律的兩種形式，明確U，J，R，E，r之間的關(guān)系；

4．準(zhǔn)確辨識簡單電路電阻的串、并聯(lián)關(guān)系，掌握兩種連接形式中每個元件上電壓、電流與總電壓、總電流的關(guān)系。

現(xiàn)實生活中，我們經(jīng)常聽到或說起很多有關(guān)電方面的名詞、術(shù)語，也經(jīng)常有很多用電方面的困惑。這些名詞、術(shù)語究竟是怎樣定義的?它們之間有什么關(guān)系?是什么因素導(dǎo)致電壓的高低、電流的大小?為什么會發(fā)生由用電引發(fā)的火災(zāi)?為什么家里幾個月沒人住，還會產(chǎn)生電費?很多經(jīng)常聽到的，看似簡單，又不容易說清的問題，通過本章的學(xué)習(xí)都會有明確的答案。

§1—1 電學(xué)的基本物理量

一、電量

自然界中的一切物質(zhì)都是由分子組成的，分子又是由原子組成的，而原子是由帶正電荷的原子核和一定數(shù)量帶負電荷的電子組成的。在通常情況下，原子核所帶的正電荷數(shù)等于核外電子所帶的負電荷數(shù)，原子對外不顯電性。但是，用一些辦法，可使某種物體上的電子轉(zhuǎn)移到另外一種物體上。失去電子的物體帶正電荷，得到電子的物體帶負電荷。物體失去或得到的電子數(shù)量越多，則物體所帶的正、負電荷的數(shù)量也越多。

物體所帶電荷數(shù)量的多少用電量來表示。電量是一個物理量，它的單位是庫侖，用字母C表示。1C的電量相當(dāng)于物體失去或得到6.25×1018個電子所帶的電量。

二、電流

電荷的定向移動形成電流。電流有大小，有方向。

1．電流的方向

1、人們規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。金屬導(dǎo)體中，電流是電子在導(dǎo)體內(nèi)電場的作用下定向移動的結(jié)果，電子流的方向是負電荷的移動方向，與正電荷的移動方向相反，所以金屬導(dǎo)體中電流的方向與電子流的方向相反，如圖1—1所示。

2．電流的大小

電學(xué)中用電流強度來衡量電流的大小。電流強度就是l秒鐘通過導(dǎo)體截面的電量。電流強度用字母表示，計算公式如下：

式中 ——電流強度，單位安培(A)；

——在t秒時間內(nèi)，通過導(dǎo)體截面的電量數(shù)，單位庫侖(C)；

——時間，單位秒(s)。

實際使用時，人們把電流強度簡稱為電流。電流的單位是安培，簡稱安，用字母A表示。如果1秒內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量為1庫侖，則該電流的電流強度為1安培，習(xí)慣簡稱電流為1安。實際應(yīng)用中，除單位安培外，還有千安()、毫安()和微安()。它們之間的關(guān)系為：

三、電壓

為了弄清楚電荷在導(dǎo)體中定向移動而形成電流的原因，我們對照圖1—2a水流的形成來理解這個問題。

從圖1—2a可以看到外水由一A槽經(jīng)C管向8槽流去。水之所以能在C管中進行定向移動，是由于A槽水位高，B槽水位低所致：A，B兩槽之間的水位差即水壓，是實現(xiàn)水形成水流的原因。與此相似，當(dāng)圖1—2b中的開關(guān)S閉合后，電路里就有電流。這是因為電源的正極電位高，負極電位低。兩個極間電位差(電壓)使正電荷從正極出發(fā)，經(jīng)過負載R移向負極形成電流。所以，電壓是自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因。在電路中電場力把單位正電荷由高電位a點移向低電位b點所做的功稱為兩點間的電壓，用表示。所以電壓是a與b兩點間的電位差，它是衡量電場力做功本領(lǐng)大小的物理量。

電壓用字母U表示，單位為伏特，電場力將1庫侖電荷從a點移到b點所做的功為1焦耳，則ab間的電壓值就是1伏特，簡稱伏，用字母V表示。常用的電壓單位還有千伏(kV)，毫伏(mV)等。它們之間的關(guān)系為：

1 kV=V

l V=mV

電壓與電流相似，不但有大小，而且有方向。對于負載來說，電流流人端為正端，電流流出端為負端。電壓的方向是由正端指向負端，也就是說負載中電壓實際方向與電流方向一致。在電路圖中，用帶箭頭的細實線表示電壓的方向。

四、電動勢、電源

在圖1—2a中，為使水在C管中持續(xù)不斷地流動，必須用水泵把B槽中的水不斷地泵入A槽，以維持兩槽間的固定水位差，也就是要保證C管兩端有一定的水壓。在圖1—2b中，電源與水泵的作用相似，它把正電荷由電源的負極移到正極，以維持正、負極間的電位差，即電路中有一定的電壓使正電荷在電路中持續(xù)不斷地流動。

電源是利用非電力把正電荷由負極移到正極的，它在電路中將其他形式能轉(zhuǎn)換成電能。電動勢就是衡量電源能量轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的物理量，用字母E表示，它的單位也是伏特，簡稱伏，用字母V表示。

電源的電動勢只存在于電源內(nèi)部。人們規(guī)定電動勢的方向在電源內(nèi)部由負極指向正極。在電路中也用帶箭頭的細實線表示電動勢的方向，如圖1—2b所示。當(dāng)電源兩端不接負載時，電源的開路電壓等于電源的電動勢，但二者方向相反。

生活中用測量電源端電壓的辦法，來判斷電源的狀態(tài)。比如測得工作電路中兩節(jié)5號電池的端電壓為2.8 V，則說明電池電量比較充足。

五、電阻

一般來說，導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻，用字母R表示。電阻的單位為歐姆，簡稱歐，用字母表示。

如果導(dǎo)體兩端的電壓為1伏，通過的電流為1安，則該導(dǎo)體的電阻就是1歐。

常用的電阻單位還有千歐(k)、兆歐(M)。它們之間的關(guān)系為：

1 k=

1 M=k

應(yīng)當(dāng)強調(diào)指出：電阻是導(dǎo)體中客觀存在的，它與導(dǎo)體兩端電壓變化情況無關(guān)，即使沒有電壓，導(dǎo)體中仍然有電阻存在。實驗證明，當(dāng)溫度一定時，導(dǎo)體電阻只與材料及導(dǎo)體的幾何尺寸有關(guān)。對于二根材質(zhì)均勻、長度為L、截面積為S的導(dǎo)體而言，其電阻大小可用下式表示：

式中 ——導(dǎo)體電阻，單位為歐()；

——導(dǎo)體長度，單位為米(m)；

——導(dǎo)體截面積，單位為平方毫米()；

——電阻率，單位為歐·米(·m)。

式中電阻率是與材料性質(zhì)有關(guān)的物理量。電阻率的大小等于長度為1m，截面積為1的導(dǎo)體在一定溫度下的電阻值，其單位為歐米(：m)。例如，銅的電阻率為1.7×·m，就是指長為1m，截面積為1mmz的銅線的電阻是1.7×。幾種常用材料在20時的電阻率見表1—1。

從表中可知，銅和鋁的電阻率較小，是應(yīng)用極為廣泛的導(dǎo)電材料。以前，由于我國鋁的礦藏量豐富，價格低廉，常用鋁線作輸電線。由于銅線有更好的電氣特性，如強度高、電阻率小，現(xiàn)在銅制線材被更廣泛應(yīng)用。電動機、變壓器的繞組一般都用銅材。

表1—1  幾種常用材料在20℃時的電阻率

材料名稱電阻率(·m)

銀1.6×

銅1.7×

鋁2.9×

鎢5.3×

鐵1.0×

康銅5.0×

錳銅4.4×

鋁鉻鐵電阻絲1.2×

六、電功、電功率

電流通過用電器時，用電器就將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能，如熱能、光能和機械能等。我們把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能叫做電流做功，簡稱電功，用字母W表示。電流通過用電器所做的功與用電器的端電壓、流過的電流、所用的時間和電阻有以下的關(guān)系：

如果公式(1—3)中，電壓單位為伏，電流單位為安，電阻單位為歐，時間單位為秒，則電功單位就是焦耳，簡稱焦，用字母J表示。

電流在單位時間內(nèi)通過用電器所做的功稱為電功率，用字母P表示。其數(shù)學(xué)表達式為：

將公式(1—3)代入公式1—4后得到：

若在公式(1—4)中，電功單位為焦耳，時間單位為秒，則電功率的單位就是焦耳/秒。焦耳/秒又叫瓦特，簡稱瓦，用字母W表示。在實際工作中，常用的電功率單位還有千瓦(kW)、毫瓦(mW)等。它們之間的關(guān)系為：

1kW=W

1W=mW

從公式1—5中可以得出如下結(jié)論：

1．當(dāng)用電器的電阻一定時，電功率與電流平方或電壓平方成正比。若通過用電器的電流是原來電流的2倍，則電功率就是原功率的4倍；

若加在用電器兩端電壓是原電壓的2倍,則電功率就是原功率的4倍。

2．當(dāng)流過用電器的電流一定時，電功率與電阻值成正比。對于串聯(lián)電阻電路，流經(jīng)各個電阻的電流是相同的，則串聯(lián)電阻的總功率與各個電阻的電阻值的和成正比。

3．當(dāng)加在用電器兩端的電壓一定時，電功率與電阻值成反比。對于并聯(lián)電阻電路，各個電阻兩端電壓相等，則各個電阻的電功率與各電阻的阻值成反比。

在實際工作中，電功的單位常用千瓦小時(kW·h)，也叫“度”。1千瓦小時是1度，它表示功率為1千瓦的用電器1小時所消耗的電能，即：

1kW·h=1kW×1h=3.6×J

例題1 一臺42英寸(1英寸=2.54厘米)等離子電視機的功率約為300W，平均每天開機3小時，若每度電費為人民幣0.48元，問一年(以365天計算)要交納多少電費?

解：

電視機的功率P=300 W=0.3 kW

電視機一年開機的時間t=3×365=1 095 h

電視機一年消耗的電能W=Pt=0.3×1 095=328.5 kW·h

一年的電費為328.5×0.48=157.68元

想一想：現(xiàn)在的電氣在不工作時經(jīng)常是通電的，(待機狀態(tài))，此時的功耗很低，一般不超過10 W(計算時可以估算為5 W)，假定家中有空調(diào)、電視機、DVD播放器、家庭影院功放、計算機主機、計算機顯示器，如果這些電氣長期處在待機狀態(tài)，它們一年要消耗多少電費?有沒有其他問題?

七、電流的熱效應(yīng)

電流通過導(dǎo)體使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)換成熱能的效應(yīng)。

電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，用焦耳一楞次定律表示如下：

式中 ——熱量，單位焦耳(J)；

——通過導(dǎo)體的電流，單位安培(A)；

——導(dǎo)體電阻，一單位歐姆()；

——導(dǎo)體通過電流的時間，單位秒(S)

焦耳一楞次定律的物理意義是：電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量，與電流強度的平方、導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比。

在生產(chǎn)和生活中，應(yīng)用電流熱效應(yīng)制作各種電氣。如白熾燈、電烙鐵、電烤箱、熔斷器等在工廠中最為常見；

電吹風(fēng)、電褥子等常用于家庭中。但是電流的熱效應(yīng)也有其不利的一面，如電流的熱效應(yīng)能使電路中不需要發(fā)熱的地方(如導(dǎo)線)發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣材料老化，甚至燒毀設(shè)備，導(dǎo)致火災(zāi)，是一種不容忽視的潛在禍因。

例題2 已知當(dāng)一臺電烤箱的電阻絲流過5 A電流時，每分鐘可放出1.2×J的熱量，求這臺電烤箱的電功率及電阻絲工作時的電阻值。

解：

根據(jù)公式(1—4)，電烤箱的電功率為：

電阻絲工作時電阻值為：

§1—2 電 路

一、電路的組成和作用

電流所流過的路徑稱為電路。它是由電源、負載、開關(guān)和連接導(dǎo)線等4個基本部分組成的，如圖1—3所示。電源是把非電能轉(zhuǎn)換成電能并向外提供電能的裝置。常見的電源有干電池、蓄電池和發(fā)電機等。負載是電路中用電器的總稱，它將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能。如電燈把電能轉(zhuǎn)換成光能；

電烙鐵把電能轉(zhuǎn)換成熱能；

電動機把電能轉(zhuǎn)換成機械能。開關(guān)屬于控制電器，用于控制電路的接通或斷開。連接導(dǎo)線將電源和負載連接起來，擔(dān)負著電能的傳

輸和分配的任務(wù)。電路電流方向是由電源正極經(jīng)負載流到電源負極，在電源內(nèi)部，電流由負極流向正極，形成一個閉合通路。

二、電路圖

在設(shè)計、安裝或維修各種實際電路時，經(jīng)常要畫出表示電路連接情況的圖。如果是畫如圖1—3所示的實物連接圖，雖然直觀，但很麻煩。所以很少畫實物圖，而是畫電路圖。所謂電路圖就是用國家統(tǒng)一規(guī)定的符號，來表示電路連接情況的圖。表1—2是幾種常用的電工符號。圖1—4是圖1—3的電路圖。

表1—2  幾種常用的電工符號

名稱符號名稱符號

電池電流表

導(dǎo)線電壓表

開關(guān)熔斷器

電阻電容

照明燈接地

三、電路的三種狀態(tài)

電路有三種狀態(tài)：即通路、開路、短路。

通路是指電路處處接通。通路也稱為閉合電路，簡稱閉路。只有在通路的情況下，電路才有正常的工作電流開路是電路中某處斷開，沒有形成通路的電路。開路也稱為斷路，此時

電路中沒有電流；

短路是指電源或負載兩端被導(dǎo)線連接在一起，分別稱為電源短路或負載短路。電源短路時電源提供的電流要比通路時提供的電流大很多倍，通常是有害的，也是非常危險的，所以一般不允許電源短路。

§1—3 歐姆定律

一、一段電阻電路的歐姆定律

所謂一段電阻電路是指不包括電源在內(nèi)的外電路，如圖1—5所示。實驗證明，二段電阻電路歐姆定律的內(nèi)容是，流過導(dǎo)體的電流強度與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比；

與這殷導(dǎo)體的電阻成反比。其數(shù)學(xué)表達式為：

式中 ——導(dǎo)體中的電流，(A)；

——導(dǎo)體兩端的電壓，(V)；

——導(dǎo)體的電阻，()。

在公式（1—7)中，已知其中兩個量，就可以求出第三個未知量；

公式(1—7)又可寫成另外兩種形式：

1. 已知電流、電阻，求電壓：

2. 已知電壓、電流，求電阻：

例題3 一臺直流電動機勵磁繞組在220V電壓作用下，通過繞組的電流為0.427A，求繞組的電阻。

解：

已知電壓U=220 V，電流I=0.427 A，由公式(1—9)得：

二、全電路歐姆定律

全電路是指含有電源的閉合電路。全電路是由各段電路連接成的閉合電路。如圖1—6所示，電路包括電源內(nèi)部電路和電源外部電路，電源內(nèi)部電路簡稱內(nèi)電路，電源外部電路簡稱外電路。在全電路中，電源電動勢、電源內(nèi)電阻、外電路電阻和電路電流之商的關(guān)系為：

式中 ——電路中的電流，(A)；

——電源電動勢，(V)；

——外電路電阻，()；

——內(nèi)電路電阻，()。

公式(1—10)是全電路歐姆定律。定律說明電路中的電流強度與電源電動勢()成正比，與整個電路的電阻（）成反比。

將公式(1—10)變換后得到：

式中 ——外電路電壓；

——內(nèi)電路電壓。

外電路電壓是指電路接通時電源兩端的電壓，又叫做路端電壓，簡稱端電壓。這樣，公式(1—11)的含義又可敘述為：電源電動勢在數(shù)值上等于閉合回路的各部分電壓之和。根據(jù)全電路歐姆定律研究全電路處于三種狀態(tài)時，全電路中電壓與電流的關(guān)系是：

1．當(dāng)全電路處于通路狀態(tài)時，由公式(1—11)可以得出端電壓為：

由公式可知，隨著電流的增大，外電路電壓也隨之減小。電源內(nèi)阻越大，外電路電壓減小得越多。在直流負載時需要恒定電壓供電，所以總是希望電源內(nèi)阻越小越好。

2. 當(dāng)全電路處于斷路狀態(tài)時，相當(dāng)于外電路電阻值趨于無窮大，此時電路電流為零，開路內(nèi)電路電阻電壓為零，外電路電壓等于電源電動勢。

3．當(dāng)全電路處于短路狀態(tài)時，外電路電阻值趨近于零，此時電路電流叫短路電流。由于電源內(nèi)阻很小，所以短路電流很大。短路時外電路電壓為零，內(nèi)電路電阻電壓等于電源電動勢。

全電路處于三種狀態(tài)時，電路中電壓與電流的關(guān)系見表1—3。

表1—3    電路中電壓與電流的關(guān)系

電路狀態(tài)負載電阻電路電流外電路電壓

通路=常數(shù)

開路

短路0

通常電源電動勢和內(nèi)阻在短時間內(nèi)基本不變，且電源內(nèi)阻又非常小，所以可近似認為電源的端電壓等于電源電動勢。今后不特別指出電源內(nèi)阻時，就表示其阻值很小忽略不計。但對于電池來說，其內(nèi)阻隨電池使用時間延長而增大。如果電池內(nèi)阻增大到一定值時，電池的電動勢就不能使負載正常工作了。如舊電池開路時兩端的電壓并不低，但裝在收音機里，卻不能使收音機發(fā)聲，這是由于電池內(nèi)阻增大所致。

例題4如圖1一6所示的電路。電源電動勢=24 V，電源內(nèi)阻=-4，負載電阻=20 。求電路中的電流，電源的端電壓，負載電壓和電源內(nèi)阻電壓。

解：

根據(jù)公式(1—10)，電路中的電流：

由公式(1一11)，電路中電源的端電壓：

根據(jù)公式(1—8)，電路中的負載電壓：

根據(jù)公式(1一8)，電路中電源內(nèi)阻的電壓：

§1—4 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路

一、電阻的串聯(lián)電路

在一段電路上，將幾個電阻的首尾依次相連所構(gòu)成的一個沒有分支的電路，叫做電阻的串聯(lián)電路。如圖1—7a所示是電阻的串聯(lián)電路。圖1—7b是圖1—7a的等效電路。電阻的串聯(lián)電路有以下特點：

1．串聯(lián)電路中流過各個電阻的電流都相等，即：

2．串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和，即：

3．串聯(lián)電路的總電阻(即等效電阻)等于各串聯(lián)的電阻之和，即：

根據(jù)歐姆定律得出，，，…，可以得出：

或者

此公式表明，在串聯(lián)電路中，龜阻的阻值越大，這個電阻所分配到的電壓越大；

反之，電壓越小，即電阻上的電壓分配與電阻的阻值成正比。這個理論是電阻串聯(lián)電路中最重要的結(jié)論，用途極其廣泛。比如，用串聯(lián)電阻的辦法來擴大電壓表的量程：

在如圖1—7a所示的，電路中，將代人公式(1—14）式中

這兩個公式可以直接計算出每個電阻從總電壓中分得的電壓值，習(xí)慣上就把這兩個式子叫做分壓公式。

電阻串聯(lián)的應(yīng)用極為廣泛。例如：

(1)用幾個電阻串聯(lián)來獲得阻值較大的電阻。

(2)用串聯(lián)電阻組成分壓器，使用同一電源獲得幾種不同的電壓。如圖1—8所示，由

R1～R4組成串聯(lián)電路，使用同一電源，輸出4種不同數(shù)值的電壓。

(3)當(dāng)負載的額定電壓(標(biāo)準(zhǔn)工作電壓值)低于電源電壓時，采用電阻與負載串聯(lián)的方法，使電源的部分電壓分配到串聯(lián)電阻上，以滿足負載正確的使用電壓值。例如，一個指示燈額定電壓6 V，電阻6，若將它接在12 V電源上，必須串聯(lián)一個阻值為6的電阻，指示燈才能正常工作。

(4)用電阻串聯(lián)的方法來限制調(diào)節(jié)電路中的電流。在電工測量中普遍用串聯(lián)電阻法來擴大電壓表的量程。

二、電阻的并聯(lián)電路

將兩個或兩個以上的電阻兩端分別接在電路中相同的兩個節(jié)點之間，這種連接方式叫做電阻的并聯(lián)電路。如圖1—9a所示是電阻的并聯(lián)電路，圖1—9b是圖1—9a的等效電路。

電阻的并聯(lián)電路有如下特點：

1．并聯(lián)電路中各個支路兩端的電壓相等，即：

2．并聯(lián)電路中總的電流等于各支路中的電流之和，即：

3．并聯(lián)電路的總電阻(即等效電阻)的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即：

若是兩個電阻并聯(lián)，根據(jù)公式1—18可求并聯(lián)后的總電阻為：

根據(jù)公式(1—l6)及歐姆定律可以得出：

公式(1—20)表明，在并聯(lián)電路中，電阻的阻值越大，這個電阻所分配到的電流越小，反之越大，即電阻上的電流分配與電阻的阻值成反比。這個結(jié)論是電阻并聯(lián)電路特點的重要推論，用途極為廣泛，比如，用并聯(lián)電阻的辦法，擴大電流表的量程。

電阻并聯(lián)的應(yīng)用，同電阻串聯(lián)的應(yīng)用一樣，也很廣泛。例如：

(1)因為電阻并聯(lián)的總電阻小于并聯(lián)電路中的任意一個電阻，因此，可以用電阻并聯(lián)的方法來獲得阻值較小的電阻。

(2)由于并聯(lián)電阻各個支路兩端電壓相等，因此，工作電壓相同的負載，如電動機、電燈等都是并聯(lián)使用，任何一個負載的工作狀態(tài)既不受其他負載的影響，也不影響其他負載。在并聯(lián)電路中，負載個數(shù)增加，電路的總電阻減小，電流增大，負載從電源取用的電能多，負載變重；

負載數(shù)目減少，電路的總電阻增大，電流減小，負載從電源取用的龜能少，負載變輕。因此，人們可以根據(jù)工作需要啟動或停止并聯(lián)使用的負載。

(3)在電工測量中應(yīng)用電阻并聯(lián)方法組成分流器來擴大電流表的量程。

§1—5 電工測量基本知識

自然界中的物理量，都可以使用特定的工具來進行測量。測量各種電量的儀器儀表，統(tǒng)稱為電工測量儀表。電工測量儀表種類繁多，最常見的是測量基本電量的儀表。

電工儀表依據(jù)測量方法、儀表結(jié)構(gòu)、儀表用途來分，有很多種。概括來說，電工儀表用來測量電路中的電流、電壓、電功率、電功、功率因數(shù)、電量的頻率{電阻、絕緣狀況等物理量。由此就有用各種被測物理量冠名的儀表，如電流表、電壓表等。其中一些電量要在后續(xù)課程中介紹。本書簡單介紹電工應(yīng)用中最常用的儀表——萬用表。萬用表是一種便攜式儀表。由于其能夠測量交流、直流電壓或電流參數(shù)：以及電路中的電阻等；

被稱為萬用表。根據(jù)萬用表內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理的不同，可以把萬用表分為：機械指針式萬用表(簡稱機械表)籠和電子數(shù)顯式萬用表(簡稱電子表)兩類。本節(jié)重點介紹機械表。

一、萬用表的外形及基本組成

如圖1-10所示，是機械指針式萬用表的外形。

操作萬用表的主要部分有三個：擋位撥盤、表筆、讀數(shù)表頭。萬用表除了這幾部分外，最主要的是表內(nèi)電路和表頭機電基本體模塊部分。萬用表的表殼部分承擔(dān)著各部分的保護與承載的責(zé)任。由于萬用表是一種移動測量儀表，容易受到磕碰摔砸的損害，所以應(yīng)注意防護：

1. 擋位撥盤

如圖1—11所示，用于選擇測量哪種物理量，一般萬用表都至少設(shè)有如下四個擋位，每個擋位又分為幾個不同量限或不同倍率的擋位：

交流電壓擋：測量交流電壓，如圖1—11所示，又分為10 V，50 V，250 V，500 V，1 000 V五個子擋位。

直流電壓擋：測量直流電壓，如圖1—11所示，又分為0.25 V，2.5 V，10 V，50 V，250 V，500 V六個子擋位。

直流電流擋：用于測量直流電流值，如圖1—11所示，又分為1 mA，10 mA，100 mA，1 000 mA四個子擋位。

電阻擋：用于測量電器阻值，如圖1—11所示，又分為×1，×10，×l00，×1 k四個子擋位。

電壓、電流的每個擋位的數(shù)值表示的是量限(或量程)，待測的物理量值應(yīng)小于該值。在選擇擋位時，要選擇一個擋位量限大于被測量值，并且與被測量值最接近的一個量限的擋位。比如，要測一個直流電壓，估計其值約為190 V，則應(yīng)選擇直流250 V擋位。此時擋位值250 V大于被測量190 V，且250 V擋位比500 V，1 000 V兩個擋位更接近被測量值。這樣選擇既能保證萬用表的安全，又能保證測量精度。

機械表電阻擋的幾個擋位表示幾個不同的倍率。由于機械表的表頭指針在整個刻度的20％～80％之間，讀數(shù)比較準(zhǔn)確，尤其是電阻擋位對應(yīng)的表頭刻度的非均勻性，在這個范圍內(nèi)更利于讀取數(shù)值，所以，利用電阻擋的倍率選擇，可以使表頭指針落在該范圍內(nèi)。電子表電阻擋位的標(biāo)示數(shù)值與電流、電壓的數(shù)值一樣，表示量限，不是倍率。電子表的擋位選擇方法與電流、電壓擋位一樣。

2．表頭

如圖1—12所示為萬用表表頭。

機械表頭有若干條刻度線：刻度線1是電阻值讀取線，指針指向最右端，指示值為0；

指針指向最左端，指示值為。注意被測電阻的實際阻值是指示值與所選擋位的倍率的乘積。比如，在R×1 k擋，當(dāng)從刻度線上讀取35時，如圖1—13所示，電阻的測量阻值為35×1 k=35 k；

刻度線2是均勻刻度線，用于

讀取電壓、電流的指示值。被測對象的測量值也經(jīng)常需要從讀取值換算而得到。比如使用直流電壓500 V擋，按50刻度線讀數(shù)，如果讀取值為43，如圖1一14所示，則被測電壓的測量值為43×(500+50)=430 V；

如果按250刻度線讀數(shù)，見刻度線，讀數(shù)應(yīng)為215，則被測電壓的測量值為215×(500÷250)=430 V，即從同二類的刻度線讀數(shù)，經(jīng)過換算，得到的測量值是一樣的。機械表頭經(jīng)常還有其他一些刻度線，請參照有關(guān)書籍。

電子表頭的讀數(shù)比較簡單，可直接讀數(shù)，然后冠以所選擋位的單位，即是被測對象的測量值。比如使用電流20 mA擋，讀數(shù)值為15.5，則測量值為l5.5 mA。

3．表筆

萬用表的兩表筆一般使用紅黑兩種顏色，紅表筆一般插在標(biāo)有“十”的插孔內(nèi)，黑表筆一般插在標(biāo)有“一”的插孔內(nèi)。測量電壓時，紅、黑表筆分別接在高、低電位端；

測量電流時，紅、黑表筆分別接在電流的流入端和流出端。否則表針會反向打針，對萬用表不利。

二、萬用表的使用步驟

1．確認萬用表的狀態(tài)，保證各部分的功能正常可靠。

2. 明確要測量的物理量。一般包括交流電壓、直流電壓、直流電流和電阻器阻傅。

3．選擇合適的擋位，如前所述。

4．適當(dāng)接人被測對象。測量電壓時，直接將紅、黑表筆并接在被測元件的高、低電位兩端或電路中的高、低電位點上。測量電流時，須斷開被測電路，將紅、黑表筆接八電路的電流流出、流入端，使電流經(jīng)紅表筆流入表內(nèi)，從黑表筆流出時測量電阻器阻值時，電阻器須脫離電路，然后將表筆兩端接在電阻器兩端測量即可。

5．獲取測量值。讀取刻度值，并進行必要的換算及冠以單位，如前所述。

6．測量值的分析。對測得值要進行確認，是否合理，是否具備科學(xué)性。

三、萬用表的使用注意事項

1．萬用表是便攜式儀表，本身精度不高，可能有5％以內(nèi)的誤差。

2．測量電阻時，首先要進行電阻值調(diào)零，方法是將表筆短接，使用萬用表面板上的調(diào)零鈕進行調(diào)整。

3．注意檢查萬用表內(nèi)的電池，當(dāng)電量不足時，會影響電阻的測量。

4．萬用表最容易發(fā)生的損壞是，當(dāng)萬用表處在電流擋時，測量電壓，此時極易永久性損壞內(nèi)部電路及表頭。避免的辦法是，每次用完萬用表，都將擋位置于交流電壓最高擋(一般為1 000 V)。

習(xí) 題

1．電流是用來表示_________的物理量，常用的單位是_________。

2．電阻是用來表示_________的物理量，常用的單位是_________。

3．電壓是用來表示_________的物理量，常用的單位是_________。

4．分別用公式來表示下面各組量之間的關(guān)系：

(1) 電量、電流、時間

(2) 電流、電壓、電阻

(3) 電功、電功率、時間

5．電流通過導(dǎo)體的發(fā)熱現(xiàn)象叫__________，發(fā)熱的多少與_________的平方成正比，與電阻的阻值成_________，與時間成正比，這個關(guān)系寫成公式是__________。

6．導(dǎo)體中電流的方向規(guī)定是__________的方向。電流方向與電子流方向___________。

7．簡單描述電路各組成部分的作用。

8．畫圖表示電路的3種狀態(tài)。

9．鎳鉻電爐絲的電阻率是1.1×·m，爐絲截面積0.6。如果將電爐接在220 V的電源上，使?fàn)t絲通過3 A的電流，應(yīng)選用多長的電爐絲?

10．有兩只燈泡，一只110 V 110 W，另一只110 V 60 W，試問哪只燈泡的電阻大?若將兩只燈泡串聯(lián)接在220 V的線路中，是否可以正常使用，通電后有什么現(xiàn)象。

11．有3個電阻=5 ， =3 ，=2 ，串聯(lián)后接在12 V的電源上，求電路中的電流，各電阻上的電壓。

12．有兩只220 V的燈泡，一只15 W，另一只25 W，并聯(lián)接在220 V電源上。求電路的等效電阻、總電流和各燈泡流過的電流。

13．有60 W，40 W，20 W三只220 V的燈泡，要接在220 V電源上正常使用，應(yīng)采取哪種連接方式?畫出電路圖。

14．將兩只220 V 60 W的燈泡串聯(lián)接入220 V電路中，每只燈泡實際消耗的電功率是多少?燈泡的壽命有何變化? 這種情況是否可以應(yīng)用到實際生活中(舉例說明)?

15．簡單敘述電工技術(shù)中廣泛使用銅材料的原因。

16．列舉幾項節(jié)電方法。

17．萬用表一般有__________和__________兩種類型，一般萬用表可用來測量__________、__________和__________三種物理量。

18．萬用表最容易發(fā)生的永久損壞是當(dāng)萬用表處于__________擋位時，被用來測量

19．用萬用表測量電阻時，要先對萬用表進行__________操作。

20．使用萬用表測量交、直流電壓、電流。

第二章 電磁的基本知識

本章學(xué)習(xí)要點：

1．熟悉磁的特性及磁的表示方法，熟悉磁通、磁感應(yīng)強度、磁導(dǎo)率的概念以及鐵磁材料的特點。

2．熟悉電生磁、-磁生電及磁對電流的力的作用的三個現(xiàn)象，了解三個現(xiàn)象方向判定關(guān)系，定性掌握磁場對電流的力的作用規(guī)律。

3。熟悉自感、互感現(xiàn)象，了解典型應(yīng)用和避害知識。

人們的生活因為有了電而便捷、精彩、時尚。人們總愛假想“如果有一天，這個世界突然沒了電……”，可是，如果這個世界沒有了磁，會怎樣呢?

實際上電與磁有著密不可分的關(guān)系。正因為有了這個關(guān)系，我們才有了電、電燈、電視、電話、計算機、電動機……，同時一也因為這個關(guān)系，導(dǎo)致了我們的電氣壽命的短暫，突發(fā)故障的不約而至。你想知道這是什么原因嗎?

§2—1 磁的基本知識

一、磁現(xiàn)象

早在2 000多年前，我們的祖先就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦石具有吸引鐵的性質(zhì)。人們把物體能夠吸引鐵、鉆、鎳及其合金的性質(zhì)稱為磁性，把具有磁性的物體叫做磁體。磁體上磁性最強的位置稱為磁極，磁體有兩個磁極：即南極和北極，通常用字母S表示南極(常涂紅色)，用字母N表示北極(常涂綠色或白色)。條形、蹄形、針形磁鐵的磁極位于它們的兩端。值得注意的是任何一個磁體的磁極總是成對出現(xiàn)的。若把一個條形磁鐵分割成若干段，則每段都會同時出現(xiàn)南極、北極。這叫做磁極的不可分割性。磁極與磁極之間存在的相互作用力稱為磁力：?其作用規(guī)律是同性磁極相斥，異性磁極相吸。一根沒有磁性的鐵棒，在其他磁鐵的作用下獲得磁性的過程叫磁化。如果把磁鐵拿走，鐵棒仍有的磁性則稱為剩磁。

二、磁場、磁感應(yīng)線

磁體周圍存在磁力作用的空間稱為磁場。我們經(jīng)常看見兩個互不接觸的磁體之間具有相互作用力，它們是通過磁場這一特殊物質(zhì)進行傳遞的。磁場之所以是一種特殊物質(zhì)，是因為它不是由分子和原子等粒子組成的。雖然磁場是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，但通過實驗可以證明它的存在。例如，在一塊玻璃板上均勻地撒些鐵粉，在玻璃板下面放置一個條形磁鐵。鐵粉在磁場的作用下排列成規(guī)則線條，如圖2—1所示。這些線條都是從磁鐵的。N極到S極的光滑曲線，如圖2一1b所示。我們把這些曲線稱為磁感應(yīng)線，用它能形象描述磁場的性質(zhì)。

實驗證明磁感應(yīng)線具有下列特點：

1．磁感應(yīng)線是閉合曲線

在磁體外部，磁感應(yīng)線從N極出發(fā)，然后回到S極，在磁體內(nèi)部，是從S極到N極，這叫做磁感應(yīng)線的不可中斷性，如圖2—2所示。

2. 磁感應(yīng)線互不相交

這是因為磁場中任何一點磁場方向只有一個。

3．磁感應(yīng)線的疏密程度與磁場強弱有關(guān)。

磁感應(yīng)線稠密表示磁場強，-磁感應(yīng)線稀疏表示磁場弱。

三、磁通、磁感應(yīng)強度

為了描述磁場在上定面積上的分布情況而引入了磁通這一物理量。

在磁場中，把通過與磁場方向垂直的某一面積的磁感應(yīng)線的總數(shù)目，叫做通過該面積的磁通，用字母表示。磁通的單位是韋伯“簡稱韋，用Wb表示。

磁感應(yīng)強度是用來表示磁場中各點磁場強弱和方向的物理量，用字母B表示。

垂直通過單位面積的磁感應(yīng)線的數(shù)目叫做該點的磁感應(yīng)強度。它既有大小，又有方向。在磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向，就是位于該點磁針北極所指的方向，它的大小在均勻磁場中可表示為：

式中 —一磁感應(yīng)強度 (T)；

——磁通(Wb)；

——垂直于磁感應(yīng)線方向通過磁感應(yīng)線的面積()。

公式(2—1)說明磁感應(yīng)強度的大小等于單位面積的磁通。如果通過單位面積的磁通越多，則磁感應(yīng)線越密，磁場也越強，反之磁場越弱。

磁感應(yīng)強度的單位是韋/米，稱為特斯拉，簡稱特，用字母T表示。

四、磁導(dǎo)率

實驗證明，鐵、鉆、鎳及其合金對磁場影響強烈，具有明顯的導(dǎo)磁作用。但是自然界絕大多數(shù)物質(zhì)對磁場影響甚微，導(dǎo)磁作用很差。為了衡量各種物質(zhì)導(dǎo)磁的性能，引入磁導(dǎo)率這一物理量，用字母表示。磁導(dǎo)率的單位為亨利/米(H/m)。不同物質(zhì)有不同的磁導(dǎo)率。在其他條件相同的情況下，某些物質(zhì)的磁導(dǎo)率比真空中的強，另一些物質(zhì)的磁導(dǎo)率比真空中的弱。

經(jīng)實驗測得真空的磁導(dǎo)率為，且是常數(shù)。

為了便于比較各種物質(zhì)的導(dǎo)磁性能，把各種性質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空中的磁導(dǎo)率進行比較，引人相對磁導(dǎo)率這一物理量。任何一種物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空的磁導(dǎo)率的比值叫做相對磁導(dǎo)率，用以表示。即：

相對磁導(dǎo)率沒有單位，只是說明在其他條件相同的情況下，物質(zhì)的磁導(dǎo)率是真空磁導(dǎo)率的多少倍。

根據(jù)各種物質(zhì)的磁導(dǎo)率的大小，可將物質(zhì)分成三類。

>1的物質(zhì)叫做順磁物質(zhì)，如空氣、鋁等；

>>1的物質(zhì)叫做鐵磁物質(zhì)，如鐵、鈷、鎳及其合金等。

由于鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率很高，所以鐵磁物質(zhì)被廣泛地應(yīng)用于電工技術(shù)方面(如制作變壓器、電磁鐵。電動機的鐵心等)。

表2—1中列出了幾種鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率，供參考。

表2—1  幾種鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率

鐵磁物質(zhì)名稱相對磁導(dǎo)率

鈷174

鎳1 120

退火的鐵7 000

軟鋼2 180

硅鋼片7 500

鎳鐵合金60 000

坡莫合金115 000

§2—2 電流的磁場

一、通電直導(dǎo)線的磁場

磁鐵周圍有磁場，通電直導(dǎo)線的周圍也有磁場。例如，一根直導(dǎo)線垂直穿過水平放置的紙板，在紙板上均勻地撒些鐵粉。當(dāng)直導(dǎo)線通電時，鐵粉以導(dǎo)線為中心形成許多同心圓，如圖2—3所示：鐵粉的分布情況表示磁感應(yīng)線分布情況。若直導(dǎo)線中電流消失，則紙板上的鐵粉又呈均勻分布。從而證明了“動電生磁”，即磁場是伴隨電流而存在的，而電流永遠被磁場所包圍。經(jīng)實驗證明，磁場方向與電流方向有關(guān)。若直導(dǎo)線垂直紙面，電流向著讀者而來，則磁場方向是逆時針方向；

若直導(dǎo)線上的電流是離開讀者而丟，則磁場方向為順時針方向，如圖2—4a

所示：為了討論問題方便起見；

規(guī)定用符號，分別表示電流或磁感應(yīng)線垂直進人和流出紙面的方向。

通電直導(dǎo)線周圍磁場方向與導(dǎo)線中的電流方向之間的關(guān)系可用安培定則(又稱右手螺旋定則)進行判定。其具體內(nèi)容是：右手拇指指向電流方向，貼在導(dǎo)線上，其余四指彎曲握住直導(dǎo)線，則彎曲四指的方向就是磁感應(yīng)線的環(huán)繞方向；

如圖2—4b所示。

實驗證明，通電直導(dǎo)線四周的磁感應(yīng)線距直導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)線越密，磁感應(yīng)強度越大，反之，磁感應(yīng)線越疏k磁感應(yīng)強度越小。導(dǎo)線中通過電流越大，靠近直導(dǎo)線的磁感應(yīng)線越密集，磁感應(yīng)強度越大；

反之，導(dǎo)線中通過電流越小，靠近直導(dǎo)線的磁感應(yīng)線越稀疏，磁感應(yīng)強度越小。

二、通電螺線管的磁場

已經(jīng)知道通電直導(dǎo)線周圍有磁場存在。若將通電直導(dǎo)線繞成多匝螺線管后，在它的周圍還有磁場存在嗎?為證實這個問題。將磁針放在螺線管附近科當(dāng)螺線管不通電時，磁針沒有偏轉(zhuǎn)。當(dāng)通電時，磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這就說明通電螺線管周圍有磁場存在。對于一個確定的螺線管，磁場的強弱與螺線管中所通過的電流大小成正比。

通電螺線管磁場方向，與螺線管中通過的電流方向的關(guān)系，用右手螺旋定則進行判定，如圖2—5所示。

右手螺旋定則的內(nèi)容是：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與螺線管中流過的電流方向一致，那么拇指所指的那一端就是螺線管的N極。由圖2—5可知，通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似。因此，一個通電螺線管相當(dāng)于一塊條形磁鐵。

總之，凡是通電的導(dǎo)線，在其周圍必定會產(chǎn)生磁場，從而說明電流與磁場之間有著不可分割的聯(lián)系。電流產(chǎn)生磁場的這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。

想一想：如果將一個鐵磁性材料插入到線圈中，對線圈的磁場有什么影響?這一點會有什冬應(yīng)用?

三、磁場對載流直導(dǎo)線的作用

通過前面學(xué)習(xí)已經(jīng)知道，兩塊磁鐵之間有力的作用一載流直導(dǎo)線周圍也存在磁場，若將其放入磁場中，兩者之間也會產(chǎn)生力，現(xiàn)在用如圖2—6所示的實驗來證實這一問題。

在圖2—6a中，U形磁鐵中水平放置一根直導(dǎo)線，它與磁感應(yīng)線垂直。當(dāng)導(dǎo)線上沒有電流通過時，導(dǎo)線在磁場里靜止不動。當(dāng)導(dǎo)線上有電流通過，且背離讀者而去，則導(dǎo)線因受磁場作用而向左運動。若改變導(dǎo)線中的電流方向(見圖2—6b)，即電流方向指向讀者，則導(dǎo)線受磁場作用向右運動。上述實驗說明載流直導(dǎo)線在磁場的作用下而產(chǎn)生運動。在磁極固定時，運動方向與電流方向有關(guān)；

若導(dǎo)線中電流方向不變，只改變磁極方向，則導(dǎo)線的運動方向也發(fā)生改變。電動機就是利用載流導(dǎo)線在磁場中產(chǎn)生運動的原理制成的。

載流直導(dǎo)線在磁場作用下產(chǎn)生運動，而運動是在力的作用下產(chǎn)生的。載流直導(dǎo)線在磁場中所受到的力稱為電磁作用力，簡稱電磁力，用字母F表示。電磁力既有大小，也有方向。

電磁力方向(即導(dǎo)線運動方向)、電流方向和磁場方向三者相互垂直。因為電磁力的方向與磁場方向及電流方向有關(guān)。所以，用左手定則(又稱電動機定則)來判定蘭者之間的關(guān)系。

左手定則的內(nèi)容是：伸平左手，使大拇指與其余四指垂直，手心對著N極，讓磁感應(yīng)線垂直穿過手心，四指的指向代表電流方向，則大拇指所示的方向就是磁場對載流直導(dǎo)線的作用力方向，如圖2—7所示。

實驗證明，在勻強磁場中，當(dāng)載流直導(dǎo)線與磁場方向垂直時，磁場對載流直導(dǎo)線作用力的大小，與導(dǎo)線所處的磁感應(yīng)強度、通過直導(dǎo)線的電流以及導(dǎo)線在磁場中的長度的乘積成正比。即：

式中 ——磁感應(yīng)強度(Wb/)；

——直導(dǎo)線中通過的電流(A)；

——直導(dǎo)線在磁場中的長度(m)；

——直導(dǎo)線受到的電場力(N)。

四、磁場對通電線圈的作用

由于磁場對通電導(dǎo)線有作用力，因此，磁場對通電線圈也有力的作用。在均勻磁場中放置一個矩形通電線圈abcd，如圖2—8所示。

當(dāng)線圈平面與磁感應(yīng)線平行時，因為ab和dc邊與磁感應(yīng)線平行，不受磁場作用，沒有電磁力，ad和bc邊與磁感應(yīng)線

垂直，受磁場作用而有電磁力。根據(jù)左手定則，ad邊的受力方向是垂直向上，而bc邊的受力方向是垂直向下。因為，ad=bc，根據(jù)公式(2—3)，可知，ad和bc邊所受的電磁力大小相等。由于這一對電磁力大小相等，方向相反，所以構(gòu)成一對力偶。故線圈在力偶的作用下，圍繞軸線做順時針旋轉(zhuǎn)。如圖2—8所示是一個單匝線圈的直流電動機的工作原理圖。

§2—3 電磁感應(yīng)

電和磁是可以互相轉(zhuǎn)化的。在一定條件下，電流能夠產(chǎn)生磁場；

同樣，磁場也能使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流。：磁轉(zhuǎn)化為電的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。

一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

為了研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，先做兩個實驗。

實驗一：將直導(dǎo)線AB放在磁場中，它的兩端與檢流計連接構(gòu)成閉合回路，如圖2—6所示。當(dāng)導(dǎo)線向右移動垂直切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針偏轉(zhuǎn)，如圖2—9a所示，表示導(dǎo)線中有電流產(chǎn)生；

導(dǎo)線向左方垂直移動切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但方向與前面的相反；

如圖2—9b所示。

導(dǎo)體不動，沒有切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針無偏轉(zhuǎn)，說明導(dǎo)線中沒有電流。通過實驗可以看到，導(dǎo)線的移動速度越快，檢流計指針偏轉(zhuǎn)越大，即電流越大。

實驗二：將線圈的兩端與一個檢流計連接而構(gòu)成閉合回路，如圖2—10所示。

當(dāng)條形磁鐵插入線圈瞬間，線圈中的磁通量增加，檢流計指針向右偏轉(zhuǎn)。如圖2—10a所示，說明線圈中磁通發(fā)生變化，線圈中有電流出現(xiàn)。若把條形磁鐵從線圈中拔出，在拔出瞬間，檢流計指針向相反方向偏轉(zhuǎn)，說明線圈中磁通也發(fā)生變化，線圈中也有電流出現(xiàn)，如圖2—10b所示。當(dāng)條形磁鐵在線圈中停止運動時，檢流計指針無偏轉(zhuǎn)，線圈中磁通沒有變化，線圈中也沒有電流。如果條形磁鐵插人或拔出的速度越快，即磁通量變化得越快，則檢流計指針偏轉(zhuǎn)越大，反之，檢流計指針偏轉(zhuǎn)越小。

上述兩個實驗說明，無論是直導(dǎo)線在磁場中作切割磁感應(yīng)線運動，還是磁鐵對線圈作相對運動，都是由于運動使得穿過(直導(dǎo)線或線圈組成的)閉合回路中的磁通量發(fā)生了改變，因而在直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢。若直導(dǎo)線或線圈構(gòu)成回路，則直導(dǎo)線或線圈中將有電流出現(xiàn)?；芈分写磐康淖兓菍?dǎo)致直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢的根本原因，即“動磁生電”。磁通量的變化越大，產(chǎn)生的電動勢越大。

因磁通變化而在直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象，叫做電磁感應(yīng)。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢叫做感應(yīng)電動勢。由感應(yīng)電動勢在閉合電路形成的電流，叫做感應(yīng)電流。

二、法拉第定律

從如圖2—10所示的實驗中可知，感應(yīng)電動勢的大小，取決于條形磁鐵插入或拔出的快慢，即取決于磁通變化的快慢。磁通變化越快，感應(yīng)電動勢就越大；

反之就越小。磁通變化的快慢，用磁通變化率來表示。例如，有一單匝線圈，在時刻穿過線圈的磁通為，在此后的某二時刻，穿過線圈的磁通為，那么在這段時間內(nèi)，穿過線圈的磁通變化量為：

因此，單位時間內(nèi)的磁通變化量，即磁通變化率是：

在單匝線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小是：

式中的絕對值符號，表示只考慮感應(yīng)電動勢的大小，不考慮方向。

對手多匝線圈來說，因為通過各匝線圈的磁通變化率是相同的，所以每匝線圈感應(yīng)電動勢大小相等。因此，多匝線圈感應(yīng)電

動勢是單匝線圈感應(yīng)電動勢的N倍，即：

式中 ——在時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值(V)；

——線圈匝數(shù)；

/——磁通變化率；

——線圈中磁通變化量 (Wb)；

——磁通變化所用的時間(s)。

公式(2—5)說明，當(dāng)穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈兩端的感應(yīng)電動勢的大小只與磁通變化率成正比。這就是法拉第定律。

想一想：上述規(guī)律可以用幾件簡單的元件、儀表進行驗證。

三、楞次定律

法拉第電磁感應(yīng)定律，只解決了感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通變化率，但無法說明感應(yīng)電動勢的方向與磁通量變化之間的關(guān)系。為了找出它們之間的規(guī)律，必須對前面的實驗再作進一步研究。

從圖2—10實驗中可以看到穿過線圈的原磁通的方向是向下的。

如圖2—11a所示，當(dāng)磁鐵插入線圈時，線圈中的原磁通量增加，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電流由檢流計的正端流人。此時，感應(yīng)電流在線圈中產(chǎn)生一個新的磁通。根據(jù)安培定則可以判定，新磁通與原磁通的方向相反，也就是說，新磁通阻礙原有磁通增加。

如圖2—1lb所示，當(dāng)磁鐵由線圈中拔出時，線圈中的原有磁通減少，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流由檢流計的負端流人。此時，感應(yīng)電流在線圈中產(chǎn)生一個新的磁通，根據(jù)安培定則判定，新磁通與原有磁通的方向是相同的，也就是說，新磁通阻礙原有磁通的減少。

經(jīng)過上面的討論得出一個規(guī)律：線圈中磁通變化時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向是使它形成的感應(yīng)電流產(chǎn)生新磁通來阻礙原有磁通的變化。也就是說，感應(yīng)電流的新磁通總是阻礙原有磁通的變化。這個規(guī)律被稱為楞次定律。

應(yīng)用楞決定律來判定線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方向或感應(yīng)電流的方向，具體方法步驟如下：

1．首先明確原磁通的方向和原磁通的變化(增加或減少)的情況。

2．根據(jù)楞次定律判定感應(yīng)電流產(chǎn)生新磁通的方向。

3．根據(jù)新磁通的方向，應(yīng)用安培定則(右手螺旋定則)判定出感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向。

例如，在圖2—11中，線圈固定不動，條形磁鐵向下、向上運動時，判斷線圈a、b兩端感應(yīng)電動勢的方向。

當(dāng)磁鐵向下運動時，原磁通西增加，且方向向下，由楞次定律可知新磁通西7的方向向上。根據(jù)安培定則可判斷出，大拇指的指向是新磁通的方向，其余四指的指向就是感應(yīng)電動勢的方向，即由b到a，如圖2—11a所示。

當(dāng)磁鐵向上運動時，原磁通減少，且方向向下，由楞次定律可知新磁通的方向向下，阻礙原磁通的減少，根據(jù)安培定則可判斷出，感應(yīng)電動勢的方向是由a到b，如圖2—11b所示。

對于直導(dǎo)線切割磁感應(yīng)線向產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方向，用右手定則進行判定。右手定則內(nèi)容是：伸開右手，使大拇指與其余四指垂直并且與手掌在同一平面內(nèi)，手心對著磁極的N極，讓磁感應(yīng)線垂直穿過手心，大拇指指向?qū)w的運動方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電動勢的方向，如圖2—12所示。右手定則又叫發(fā)電機定則。

四、電磁感應(yīng)定律

為了使法拉第定律不僅能表示出感應(yīng)電動勢的大小，同時也能表示出它的方向。把法拉第定律與楞次定律結(jié)合起來就是電磁感應(yīng)定律。電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是：感應(yīng)電動勢的大小與磁通變化率成正比，感應(yīng)電流的方向總是阻礙原磁通變化。

§2—4 自感、互感

一、自感

自感是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象；

下面通過實驗說明什么是自感。在圖2—13a中，有兩個相同的燈泡。合上開關(guān)后，燈泡HL1立刻正常發(fā)光。燈泡HL2慢慢變亮。其原因是在開關(guān)S閉合的瞬間，線圈L中的電流是從無到有，線圈中這個電流所產(chǎn)生的磁通也隨之增加，于是在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。根據(jù)楞次定律，由感應(yīng)電動勢所形成的感應(yīng)電流產(chǎn)生的新磁通，要阻礙原磁通的增加；

感應(yīng)電動勢的方向與線圈中原來電流的方向相反，使電流不能很快地上升，所以燈泡HL2只能慢慢變亮。

在圖2—13b中，當(dāng)開關(guān)S斷開時，HL燈泡不會立即熄滅，而是突然一亮然后熄滅。其原因是在開關(guān)S斷開的瞬間，線圈中電流要減小到零，線圈中磁通也隨之減小。由于磁通變化在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。根據(jù)楞次定律；

感應(yīng)電動勢所形成的感應(yīng)電流產(chǎn)生的新磁通，阻礙原磁通的減少，感應(yīng)電動勢方向與線圈中原來的電流方向一致，阻止電流減少，即感應(yīng)電動勢維持電感中的電流慢慢減小。所以燈泡HL不會立刻熄滅。

想一想：為什么燈泡的亮度會有變化?開卷閉合的時候，HL中的電流由誰決定?開關(guān)斷開時，HL中的電流由誰決定?

通過兩個實驗可以看到，由于線圈自身電流的變化，線圈中也要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。把由于線圈自身電流變化而引起的電磁感應(yīng)叫做自感應(yīng)，簡稱自感。由自感現(xiàn)象產(chǎn)生的電動勢叫做自感電動勢。

為了表示自感電動勢的大小，引入一個新的物理量，叫自感系數(shù)。當(dāng)一個線圈通過變化電流后，單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)，稱為自感系數(shù)，也稱電感量，簡稱電感，用字母L表示。電感是測量線圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量。如果一個線圈中流過1安電流，能產(chǎn)生1韋的自感磁通，則該線圈的電感就是1亨利，簡稱亨，用字母H表示。在實際使用中，有時用亨利單位太大，常采用較小的單位毫亨(mH)、微亨(pH)。它們之間的關(guān)系為：

電感L是線圈的固有參數(shù)，它取決于線圈的幾何尺寸以及線圈中介質(zhì)的磁導(dǎo)率。如果介質(zhì)磁導(dǎo)率恒為常數(shù)，這樣的電感叫線性電感，如空心線圈的電感L為常數(shù)；

反之，則稱為非線性電感，如有鐵心的線圈的電感L不是常數(shù)。

自感在電工技術(shù)中，既有利又有弊。如日光燈是利用鎮(zhèn)流器(鐵心線圈)產(chǎn)生自感電動勢提高電壓來點亮燈管的，同時也利用它來限制燈管電流。但是，在有較大電感元件的電路被切斷瞬間，電感兩端的自感電動勢很高，在開關(guān)刀口斷開處產(chǎn)生電弧，燒毀刀口，影響設(shè)備的使用壽命；

在電子設(shè)備中，這個感應(yīng)電動勢極易損壞設(shè)備的元器件，必須采取相應(yīng)措施，予以避免。

二、互感

互感也是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象。圖2—14中有兩個互相靠近的線圈。當(dāng)原線圈電路的開關(guān)S閉合時，原線圈中的電流增大，磁通也增加，副線圈中磁通也隨之增加而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，檢流計指針偏轉(zhuǎn)，說明副線圈中也有電流。當(dāng)原線圈電路開關(guān)S斷開時，原線圈中的電流減小，磁通也減小，這個變化的磁通使副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，檢流計指針向相反方向偏轉(zhuǎn)。

這種由于—個線圈電流變化，引起另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象，簡稱互感。由互感產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為互感電動勢。

人們利用互感現(xiàn)象，制成了電工領(lǐng)域中偉大的電器——變壓器。

習(xí)  題

1. 人們把具有__________的特性叫磁性，把具有__________特性的物體叫磁體。

2．每個磁體都有__________個磁極，即__________極和__________極。

3．自然界有一些物質(zhì)，如__________，它們受到磁場作用后會帶有磁性，這種現(xiàn)象叫__________。

4．磁鐵之間存在力的作用，兩個磁鐵的__________性磁極相互排斥，__________性磁極相互吸引。

5．磁感應(yīng)線是一些__________曲線。在磁體外部磁感應(yīng)線是從__________極出發(fā)到__________極終止；

在磁體內(nèi)部是從__________極出發(fā)到__________極終止。

6．磁通是描述__________的物理量，單位是__________。

7．磁感應(yīng)強度是描述__________的物理量，單位是__________。

8．感應(yīng)電動；

勢是指__________產(chǎn)生的電動勢,一般可以用__________判定它的方向。

9．通電直導(dǎo)線感應(yīng)電動勢的大小與__________、__________和__________有關(guān),線圈的感應(yīng)電動勢大小與__________有關(guān)。

10．電磁鐵是利用____________________原理做成的，發(fā)電機是利用______________________原理做成的，而電動機是利用____________________原理制成的。

11．工業(yè)應(yīng)用的磁鐵，都是通電線圈使鐵心磁化現(xiàn)象的具體應(yīng)用。試應(yīng)用安培定則判定習(xí)題圖2—1中線圈通電后磁極的極性，或根據(jù)磁極的極性判定電源的極性。

12．應(yīng)用右手定則，判定習(xí)題圖2—2的感應(yīng)電動勢方向、導(dǎo)線運動方向、磁場方向。

13．根據(jù)楞次定律和安培定則，判定線圈中感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向，見習(xí)題圖2—3。

14．自感是在__________中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象，互感是在__________中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象。

15．說說在日常生活中，應(yīng)用最多的自感是什么?

16．自盛電動勢的威力巨大，你能有什么辦法降低它產(chǎn)生的電壓嗎?

17．設(shè)計一個試驗，測一測一群人中誰的反應(yīng)最快?

第三章 正弦交流電路

本章學(xué)習(xí)要點：

1．明確交流電、正弦交流電的概念及其三要素；

2．了解正弦交流電的表示法；

3．熟悉單相交流電路中R，L，C元件的歐姆定律形式，了解R，L，C電路中三元件兩端電壓、電流的相位關(guān)系特點；

4．掌握三相電路的連接形式及特點；

5．熟悉照明電路的連接要點及常用照明元件的特點。

18世紀中葉，有個叫歐拉的瑞士數(shù)學(xué)家。他在前人研究的基礎(chǔ)上，取得了非常多的研究成就，共寫下了886本書籍和論文，其中分析、代數(shù)、數(shù)論占。40％，幾何占18％，物理和力學(xué)占28％，天文學(xué)占11％，彈道學(xué)、航海學(xué)、建筑學(xué)等占3％。在他之后的數(shù)學(xué)家拉格朗日、拉普拉斯，都把歐拉當(dāng)導(dǎo)師。在數(shù)學(xué)中，歐拉首次提出很多現(xiàn)在還在使用的基本概念，如sin，cos，tan，， ()。

歐拉提出的正弦函數(shù)在當(dāng)今的電氣技術(shù)中，有很大的應(yīng)用。因為現(xiàn)在我們這個世界上，幾乎找不到與正弦方式輸送無關(guān)的電能，幾乎到處都能找到以正弦方式使用的電能。

實踐證明，使用正弦規(guī)律是最聰明、最科學(xué)的。

§3—1 正弦交流電的產(chǎn)生

一、正弦交流電的特點種

第一章直流電路中所討論的直流電；

其電流(及電壓、電磁勢)的大小和方向是不隨時間變化的。但是在生產(chǎn)實際中，除了應(yīng)用直流電外，還廣泛地應(yīng)用交流電。所謂交流電是指電流(及電壓、電動勢)的大小和方向隨時間的變化而變化。交變電流、交變電壓和交變電動勢統(tǒng)稱為交流電。通常將交流電分為正弦交流電和非正弦交流電兩大類。正弦交流電是指其交流量隨時間按正弦規(guī)律變化。

人們經(jīng)常用圖形表示電流(及電壓、電動勢)隨時間變化的規(guī)律，這種圖形稱為波形圖，如圖3—1所示。

圖中橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示不同時刻的交流量(電流、電壓、電動勢)值。從如圖3—1b所示的波形圖中可以看到，正弦交流電(如無特別說明都簡稱交流電)的特點是：

1．變化的瞬時性

正弦交流電的大小和方向時時刻刻都在變化。

2. 變化的周期性

正弦交流電每隔一定時間又作重復(fù)的變化。

3．變化的規(guī)律性

正弦交流電是隨著時間按正弦規(guī)律變化的。

正弦交流電在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中應(yīng)用廣泛，是由于它具有便于遠距離傳輸和分配，交流發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維修方便、節(jié)省材料、具有更低的電磁干擾等優(yōu)點。

二、正弦交流電的產(chǎn)生

正弦交流電是由交流發(fā)電機產(chǎn)生的。如圖3—2a所示是最簡單的交流發(fā)電機示意圖j它由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子有N，S兩個固定磁極。轉(zhuǎn)子是一個可以轉(zhuǎn)動的鋼質(zhì)圓柱體，其上緊繞著一匝導(dǎo)線。導(dǎo)線兩端分別接到兩個相互絕緣的銅環(huán)上，銅環(huán)與連接外電路的電刷相接觸。

當(dāng)用原動機(如水輪機或汽輪機)拖動電樞轉(zhuǎn)動時，由于運動導(dǎo)線切割磁感應(yīng)線而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。為了得到正弦波形的感應(yīng)電動勢，應(yīng)采用特定形式的磁極，使磁極與電樞之間的空隙中的磁感應(yīng)強度按下列規(guī)律分布：

第一，磁感應(yīng)線垂直于電樞表面。

第二，磁感應(yīng)強度B在電樞表面按正弦規(guī)律分布。

如圖3—2b所示。在磁極中心位置處的磁感應(yīng)強度最大，用表示；

在磁性分界面處的磁感應(yīng)強度為零。磁感應(yīng)強度等于零的平面叫做中性面，如圖3—2b所示的水平面。如線圈所在位置的平面與中性面成a角，此處電樞表面的磁感應(yīng)強度為：

當(dāng)電樞在磁場中從中性面開始，以勻角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，單匝線圈的a、b邊在磁場內(nèi)切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。單匝線圈中產(chǎn)生的磁感應(yīng)電動勢為：

如果線圈有N匝，則總的感應(yīng)電動勢為：

當(dāng)=90及=270時，感應(yīng)電動勢具有最大值，即：

式中  ——感應(yīng)電動勢最大值 (V)；

——線圈的匝數(shù)；

——最大磁感應(yīng)強度(Wb/)；

——線圈的有效長度（m）

——導(dǎo)線運動速度（m/s）

將公式(3—3)代人公式(3—2)后，得：

因為電樞在磁場中以角速度作勻速轉(zhuǎn)動，在任意時刻線圈平面與中性面的夾角等于角速度與時間的乘積，即：

因此，感應(yīng)電動勢的數(shù)學(xué)式又可以寫成：

這樣就把感應(yīng)電動勢隨角度變化轉(zhuǎn)為隨時間變化。為今后研究交流電正弦量提供了方便。同理，交流電壓、交流電流可表示為：

§3—2 正弦交流電的三要素

一、周期、頻率、角頻率

由如圖3—1所示中的正弦交流電流波形圖可以看出，它從零開始隨時間延長而增至最大值，然后逐漸減到零；

以后由零開始反向增至最大值，然后再回到零。這樣，交流電流就變化一次。交流電就按照這樣的規(guī)律做周而復(fù)始的變化，變化一次叫做一周。交流電變化一周所需要的時間叫做周期，用字母T表示，單位是秒(s)，較小的單位有毫秒(ms)和微秒()。它們之間的關(guān)系為：

周期的長短表示交流電變化的快慢l周期越小，說明交流電變化一周所需的時間越短，交流電的變化越快；

反之，交流電的變化越慢。

頻率是指在一秒鐘內(nèi)交流電變化的次數(shù)，用字母表示，單位為赫茲；

簡稱赫，用Hz表示。當(dāng)頻率很高時，可以使用千赫(kHz)、一兆赫(MHz)、吉赫(GHz)：等。它們之間的關(guān)系為：

頻率和周期一樣，是反映交流電變化快慢的物理量。它們之間的關(guān)系為：

   

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中使用的交流電標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz。通常把50Hz，的交流電稱為工頻交流電。

交流電變化的快慢除了用周期和頻率表示外，還可以用角頻率表示。所謂角頻率就是交流電每秒鐘變化的角度，用字母表示，單位是rad/s(弧度/秒)。

周期、頻率和角頻率的關(guān)系是：

二、瞬時值、最大值、有效值

正弦交流電(簡稱交流電)的電動勢、電壓、電流，在任袁

瞬間的數(shù)值叫交流電的瞬時值，用小寫字母，，表示。

瞬時值中最大的值稱為最大值。最大值也稱為振幅或峰值。在波形圖生，曲線的最高點對應(yīng)的縱軸值，即表示最大值。用，，分別表示電動勢、電壓、電流的最太值。它們之間的關(guān)系為：

由公式(3—9)可知，交流電的大小和方向是隨時間變化的，瞬時值在零值與最大值之間變化，沒有固定的數(shù)值。因此，不能隨意用一個瞬時值來反映交流電的做功能力。如果選用最大值，就夸大了交流電的做功能力，因為交流電在絕大部分時間內(nèi)都比最大值要小。這就需要選用一個數(shù)值，能等效地反映交流電做功的能力。為此，引人了交流電的有效值這一概念。

正弦交流電的有效值是這樣定義的：如果一個交流電通過一個電阻，在一個周期內(nèi)所產(chǎn)生的熱量，和某一直流電流在相同時間內(nèi)通過同一電阻產(chǎn)生的熱量相等，那么，這個直流電的電流值就稱為交流電的有效值。正弦交流電的電動勢。電壓、電流的有效值分別用字母，，表示。通常所說的交流電的電動勢、電壓、電流的大小都是指它的有效值，交流電氣設(shè)備銘牌上標(biāo)注的額定值、交流電儀表所指示的數(shù)值也都是有效值。今后在談到交流電的數(shù)值時，如無特殊注明，都是指有效值。

理論計算和實驗測試都可以證明，它們之間的關(guān)系為：

三、相位、初相和相位差

在如圖3—3所示中，兩個相同的線圈固定在同一個旋轉(zhuǎn)軸上，它們相互垂直，以角速度叫逆時針旋轉(zhuǎn)。在AX和BY線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為和，如圖3—4所示。

當(dāng)t=0時，AX線圈平面與中性面之間的夾角=0，BY

線圈平面與中性面之間的夾角=90。在任意時刻兩個線圈的感應(yīng)電動勢分別為：

公式中，和是表示交流電變化進程的一個角度，稱為交流電的相位或相角，它決定了交流電在某一瞬時所處的狀態(tài)。=0時的相位叫初相位或初相。它是交流電在計時起始時刻的電角度，反映了交流電的初始值。例如，AX，BY線圈的初相分別是=0，=90。在=0時，兩個線圈的電動勢分別為=0，。兩個頻率相同的交流電的相位之差叫相位差。令上述的初相位=0，的初相位=90，則兩個電動勢的相位差為：

可見，相位差就是兩個電動勢的初相差。

從如圖3—5所示可以看到，初相分別為和的頻率相同的兩個電動勢的同向最大值，不能在同一時刻出現(xiàn)。就是說比超前角度達到最大值，或者說比滯后角度達到最大值。

綜上所述，一個交流電變化的快慢用頻率表示；

其變化的幅度，用最大值表示；

其變化的起點用初相表示。

如果交流電的頻率、最大值、初相確定后，就可以準(zhǔn)確確定交流電隨時間變化的情況。因此，頻率、最大值和初相稱為交流電的三要素。

例題1 已知兩正弦電=1OOsin(10060)V，=65sin(10030) V，求各電動勢的最大值、頻率、周期、相位、初相及相位差。

解：

（1）振幅

（2）頻率

（3）周期

（4）相位

（5）初相

（6）相位差

§3—3 正弦交流電的表示法

正弦交流電的表示方法有三角函數(shù)式法和正弦曲線法兩種。它們能真實地反映正弦交流電的瞬時值隨時間的變化規(guī)律，同時也能完整地反映出交流電的三要素。

一、三角函數(shù)式法

正弦交流電的電動勢、電壓、電流的三角函數(shù)式為：

若知道了交流電的頻率、最大值和初相，就能寫出三角函數(shù)式，用它可以求出任一時刻的瞬時值。

例題2 已知正弦交流電的頻率=50 Hz，最大值=310 V，初相=。求=1/300 S時的電壓瞬時值。

解：

電壓的三角函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)式為：

則其電壓瞬時值表達式為：

將t=0.01 s代人上式

二、正弦曲線法-波形法

正弦曲線法就是利用三角函數(shù)式相對應(yīng)的正弦曲線，來表示正弦交流電的方法。

在如圖3—6所示中，橫坐標(biāo)表示時間或者角度，縱坐標(biāo)表示隨時間變化的電動勢瞬時值。圖中正弦曲線反映出正弦交流電的初相=0。最大值，周期T以及任一時刻的電動勢瞬時值。這種圖也叫做波形圖。

§3—4 單相交流電路

在直流電路中，電路的參數(shù)只有電阻R。而在交流電路中，電路的參數(shù)除了電阻R以外，還有電感L和電容C。它們不僅對電流有影響，而且還影響了電壓與電流的相位關(guān)系。因此，研究交流電路時，在確定電路中數(shù)量關(guān)系的同時，必須考慮電流與電壓的相位關(guān)系，這是交流電路與直流電路的主要區(qū)別。本節(jié)只簡單介紹純電阻、純電感、純電容電路。

一、純電阻電路

純電阻電路是只有電阻而沒有電感、電容的交流電路。如白熾燈、電烙鐵、電阻爐組成的交流電路都可以近似看成是純電阻電路，如圖3—7所示。在這種電路中對電流起阻礙作用的主要是負載電阻。

加在電阻兩端的正弦交流電壓為，在電路中產(chǎn)生了交流電流，在純電阻電路中，龜壓和電流瞬時值之間的關(guān)系，符合歐姆定律，即：

由于電阻值不隨時間變化，則電流與電壓的變化是一致的。就是說，電壓為最大值時，電流也同時達到最大值；

電壓變化到零時，電流也變化到零。如圖3—8所示。純電阻電路中，電流與電壓的這種關(guān)系稱為“同相”。

通過電阻的電流有效值為：

公式3—14是純電阻電路的有效值。在純電阻電路中，電流通過電阻所做的功與直流電路的計算方法相同，即：

二、純電感電路

純電感電路是只有電感而沒有電阻和電容的電路。如由電匪很小的電感線圈組成的交流電路，都可近似看成是純電感電路，如圖3—9所示。

在如圖3—9所示的純電感電路中；

如果線圈兩端加上正弦交流電壓，則通過線圈的電流也要按正弦規(guī)律變化。由于線圈中電流發(fā)生變化，在線圈中就產(chǎn)生自感電動勢，它必然阻礙線圈電流變化。經(jīng)過理論分析證明，由于線圈中自感電動勢的存在，使電流達到最大值的時間，要比電壓滯后90，即四分之一周期。也就是說，在純電感電路中，雖然電壓和電流都按正弦規(guī)律變化，但兩者不是同相的，如圖3—10所示，正弦電流比線圈兩端正弦電壓滯后90，或者說，電壓超前電流90。

理論證明，純電感電路中線圈端電壓的有效值，與線圈通過電流的有效值之間的關(guān)系是：

是電感線圈對角頻率為叫的交流電所呈現(xiàn)的阻力，稱為感抗，用表示，即：

式中 ——感抗()；

——頻率(Hz)；

——電感(H)。

感抗是用來表示電感線圈對交流電阻礙作用的物理量。感抗的大小，取決于通過線圈電流的頻率和線圈的電感量。對于具有某一電感量的線圈而言，頻率越高，感抗越大，通過的電流越??；

反之，感抗越小，通過的電流越大。收音機中的高頻扼流圈不讓高頻電流通過，只讓低頻電流通過，就是這個道理。在直流電路中，由于頻率為零，故線圈的感抗也為零，線圈的電阻很小，可以把線圈看成是短路的。

例題3有一電感為0.1 mH的線圈，分別接在電壓=0.1 V，頻率為=1 000 Hz，=1 MHz的兩個交流電源上。求兩種情況下通過線圈的電流。

解：

當(dāng)=1 000 Hz時，感抗為：

當(dāng)=1 MHz時，感抗為：

結(jié)論：同一個電源電壓、同一個電感，交流電頻率差1 000倍，差1 000倍，電流差1 000倍!

三、純電容電路

電容器是由兩個金屬板中間隔著不同的介質(zhì)(云母、絕緣紙等)組成的。它是存放電荷的容器。電容器中的兩個金屬板叫電

容器兩個極板。如果把電容器的兩個極板分別與直流電路兩端連接，如圖3—11所示，則兩極板間有電壓，在極板間建立了電場。在電場力作用下，驅(qū)使自由電子運動，使兩個極板分別帶上數(shù)量相等符號相反的電荷。與電源正極相連的極板帶正電荷，與電源負極相連的極板帶負電荷。實驗證明，極板上存有電荷越多，則極板間的電壓越高，二者成正比。因此，將電容器的電量與極板間電壓的比值叫做電容器的電容量，簡稱電容，用字母表示，即：

式中  ——下任意極板上的電量 (C)；

——兩極板間的電壓(V)；

——電容量(F)

當(dāng)電容器極板間電壓為l伏，極板上電量為1庫侖，則電容器的電容量為1法拉，簡稱法，用字母F表示。在實際應(yīng)用中，由于法拉單位過大，所以經(jīng)常使用微法()和皮法()為電容的單位，它們之間的關(guān)系為：

常用的電容器符號如圖3—12所示。

電容器在電工和電子技術(shù)中應(yīng)用廣泛。如在電力系統(tǒng)中用它改善系統(tǒng)的功率因數(shù)，在電子技術(shù)中用它進行濾波、耦合、隔直、旁路、選頻等。在這里只簡單介紹電容在交流電路的作用。

純電容電路是只有電容而沒有電阻、電感的電路。如電介質(zhì)損耗很小，絕緣電阻很大的電容器組成的交流電路。可近似看成純電容電路。

在如圖3—13所示的純電容電路中，電容器接上交流電源。在電壓升高的過程中，電容器充電，在電壓降低的過程中，電容器放電。由于電容器端電壓按正弦規(guī)律變化，致使電容器不斷地進行充電、放電。于是在電路中形成按正弦規(guī)律變化的電流。理論分析證明：電路中電流達到同方向最大值的時間，比電容器的端電壓超前90，即提前四分之一周期。也就是說在純電容電路中，雖然電流與電壓都按正弦規(guī)律變化；

但兩者的相位不同，如圖3—14所示，純電容電路中的電流超前電壓90。

理論證明：在純電容電路中，電容兩端電壓的有效值與電路電流有效值之間的關(guān)系是：

1/是電容對角頻率為的交流電所呈現(xiàn)的阻力，稱為容抗，用表示，即：

容抗是用來表示電容器對電流阻礙作用大小的一個物理量，單位是歐，用表示。容抗的大小與頻率及電容量成反比。當(dāng)電容器的容量一定時，頻率越高，容抗越小，電流越大；

反之，頻率越低，容抗越大電流越小。在直流電路中，由于電流電頻率為零，因此，容抗為無限大。這表明，電容器在直流電路中相當(dāng)于開路。但在交流電路中，隨著電流頻率的增加，容抗逐漸減小。因此，電容器在交流電路中相當(dāng)于通路。這就是電容器隔斷直流，通過交流的原理。

例題4 有一個電容器的電容C=0.159，試求它在頻率為50 Hz和1 MHz時的容抗。如果電源電壓為100 V，求在頻率為50 Hz和1 MHz時的電流。

解：

當(dāng)=50 Hz時

當(dāng)=1 MHz時

§3—5 三相交流電路

在單相交流電路的電源電路上有兩根輸出線，而且電源只有—個交變電動勢。如果在交流電路中三個電動勢同時作用，每個電動勢大小相等，頻率相同，但初相不同，則稱這種電路為三相制交流電路。其中，每個電路稱為三相制電路的一相。

三相制電路應(yīng)用廣泛，其電源是三相發(fā)電機。和單相交流電相比；

三相交流電具有以下優(yōu)點：

1．三相發(fā)電機比尺寸相同的單相發(fā)電機輸出的功率大。

2．三相發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和制造與單相發(fā)電機相比，并不復(fù)雜，使用方便，維修簡單，運轉(zhuǎn)時振動也很小。

3. 在條件相同、輸送功率相同的情況下，三相輸電線比單相輸電線可節(jié)約25％左右的線材。

一、三相電動勢的產(chǎn)生

三相交流電是由三相發(fā)電機產(chǎn)生的，如圖3—15所示是三相發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。它由定子和轉(zhuǎn)子組成。在定子上嵌入三個繞組，每個繞組叫一相，合稱三相繞組。繞組的一端分別用U1，V1，W1表示，叫做繞組的始端，另一端分別用U2，V2，W2表示，叫繞組的末端。三相繞組始端或末端之間的空間角為120。轉(zhuǎn)子為電磁鐵，磁感應(yīng)強度沿轉(zhuǎn)子表面按正弦規(guī)律分布。

當(dāng)轉(zhuǎn)子以勻角速度逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，在三相繞組中分別感應(yīng)出振幅相等，頻率相同，相位互差120的三個感應(yīng)電動勢，這三相電動勢稱為對稱三相電動勢。三個繞組中的電動勢分別為：

顯而易見，相繞組的比相繞組的落后120，相繞組的比V相繞組的落后120。

  

如圖3—16所示是三相電動勢波形圖。由圖可見三相電動勢的最大值。角頻率相等，相位差120。電動勢的方向是從末端指向始端，即U2到U1，V2到V1，W2到W1。

在實際工作中經(jīng)常提到三相交流電的相序問題，所謂相序就是指三相電動勢達到同向最大值的先后順序。在圖中，最先達到最大值的是，其次是，最后是；

它們的相序是U一V一W，該相序稱為正相序，反之是負序或逆序，即W—V一U。通常三相對稱電動勢的相序都是指正相序，用黃、綠、紅三種顏色分別表示U，V，W三相。

二、三相電源繞組的聯(lián)結(jié)

三相發(fā)電機的每相繞組都是獨立的電源，均可以采用如圖3—17所示的方式向負載供電。這是三個獨立的單相電路，構(gòu)成三相六線制，有六根輸電線，既不經(jīng)濟又沒有實用價值。在現(xiàn)代供電系統(tǒng)中，發(fā)電機三相繞組通常用星形聯(lián)結(jié)或三角形聯(lián)結(jié)兩種方式。但是，發(fā)電機繞組一般不采用三角形接法而采用星形接法。因此，這里只介紹星形接法。

將發(fā)電機三相繞組的末端U2，V2，W2連在一起，成為一個公共點，再將三相繞組的始端U1，V1，W1引出，接負載的三根輸電線。這種接法稱為星形接法或Y形接法，如圖3—18所示。公共點稱作電源中點，用字母N表示。從始端引出的三根輸電線叫做相線或端線，俗稱火線。從電源中點N引出的線叫做中線。中線通常與大地相連接，因此，把接地的中點叫零點，把接地的中線叫零線。

如果從電源引出四根導(dǎo)線，這種供電方式叫星接三相四線制；

如果不從電源中點引出中線，這種供電方式叫星接三相三線制。

電源相線與中線之間的電壓叫做相電壓，在如圖3—18所示中用，，表示，電壓方向是由始端指向中點。

電源相線之間的電壓叫做線電壓，分別用，， 表示。電壓的正方向分別是從端點U1到V1，V1到W1，W1到U1。

三相對稱電源的相電壓相等，線電壓也相等，則相電壓與線電壓之間的關(guān)系為：

公式(3一21)表明三相對稱電源星形聯(lián)結(jié)時，線電壓的有效值等于相電壓有效值的1.7倍。

三、三相交流電路負載的聯(lián)結(jié)

在三相交流電路中，負載由三部分組成，其中，每二部分稱為一相負載。如果各相負載相同，則叫做對稱三相負載；

如果各相負載不同，則叫做不對稱三相負載。例如，三相電動機是對稱三相負載，日常照明電路是不對稱三相負載。根據(jù)實際需要，三相負載有兩種連接方式，星形(Y形)聯(lián)結(jié)和三角形(形)聯(lián)結(jié)。

1．負載的星形聯(lián)結(jié)

設(shè)有三組負載，，，若將每組負載的一端分別接在電源三根相線上，另一端都接在電源的中線上，如圖3—19，所示，這種連接方式叫做三相負載的星形聯(lián)結(jié)。圖中，，為各相負載的阻抗，N為負載的中性點：

由圖可見，負載兩端的電壓稱為相電壓。如果忽略輸電線上的壓降，則負載的相電壓等于電源的相電壓；

三相負載的線電壓就是電源的線電壓。負載相電壓與線電壓間的關(guān)系為：

星接三相負載接上電源后，就有電流流過相線、負載和中線。流過相線的電流，，叫做線電流，統(tǒng)一用表示。流過每相負載的電流，，叫做相電流，統(tǒng)一用表示。流過中線的電流叫做中線電流。

如果圖3—19所示中的三相負載各不相同(負載不對稱)時，中線電流不為零，應(yīng)當(dāng)采取三相四線制。如果三相負載相同(負載對稱)時，流過中線的電流等于零，此時可以省略中線。如圖3—20所示是三相對稱負載星形聯(lián)結(jié)的電路圖。可見去掉中線后，電源只需三根相線就能完成電能輸送，這就是三相三線制。

三相對稱負載呈星形聯(lián)結(jié)時，線電流等于相電流，即：

在工業(yè)上，三相三線制和三相四線制應(yīng)用廣泛。對于三相對稱負載(如三相異步電動機)應(yīng)采用三相三線制，對于三相不列稱的負載，如圖3—21所示的照明線路，應(yīng)采用三相四線制。

值得注意的是，采用三相四線制時，中線的作用是使各相的相電壓保持對稱。因此，在中線上不允許接熔斷器t更不能拆除中線。

想一想：有四根三相四線制的線，哪一根是中線?

答：細的那一根是。因為中線的電流小。

2．負載的三角形聯(lián)結(jié)

設(shè)有三相對稱負載，；

，將它們分別接在三相電源兩相線之間，如圖3—22所示，這種連接方式叫做負載的三角形聯(lián)結(jié)。

負載呈三角形聯(lián)結(jié)時，負載的相電壓就是電源的線電壓，即：

當(dāng)對稱負載呈三角形聯(lián)結(jié)時，電源線上的線電流有效值與負載上相電流有效值有如下的關(guān)系：

分析了三相負載的兩種聯(lián)結(jié)方式后，可以知道，負載呈三角形聯(lián)結(jié)時的相電壓是其呈星形聯(lián)結(jié)時的相電壓的1.7倍。因此，當(dāng)三相負載接到電源時，究竟是采用星形連接還是三角形聯(lián)結(jié)，應(yīng)根據(jù)三相負載的額定電壓而定。

§3—6 常用電氣照明電路

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中使用廣泛的照明燈具，有白熾燈、節(jié)能燈、日光燈、碘鎢燈、高壓汞燈和高壓鈉燈等。本節(jié)只簡單介紹白熾燈、節(jié)能燈和日光燈等照明電路。

一、白熾燈照明電路

白熾燈一般是真空玻璃泡內(nèi)包含燈絲的結(jié)構(gòu)，因此白熾燈有時也稱為燈泡。白熾燈要通過燈口與電路相接。歷史上曾經(jīng)有兩種燈口形式：螺口式和卡口式。相對應(yīng)的燈泡也有兩種接口形式：螺口式和卡口式。由于卡口式的安全缺陷，國家標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)禁止生產(chǎn)和使用卡口式燈具。螺口式燈具如圖3—23所示。燈絲是由高熔點鎢絲繞制的。當(dāng)燈絲流過電流時，根據(jù)電流熱效應(yīng)，使其發(fā)熱到白熾程度而發(fā)光。

如圖3—24所示是白熾燈照明電路。由圖可知，只要將白熾燈和開關(guān)串接后再并接到電源上，就組成了照明電路。

應(yīng)當(dāng)指出，白熾燈安裝時要注意下列事項：

1．應(yīng)檢查燈泡額定電壓與供電電壓是否一致。否則，燈泡不能正常工作。

2．安裝螺口燈泡時，必須將火線經(jīng)開關(guān)接到螺口燈頭底座的中心接線端上，以防觸電。

3．白熾燈與開關(guān)串接后再并接到電源上，火線應(yīng)當(dāng)進入開關(guān)，既能控制燈，又能保證安全。

4．白熾燈的安裝應(yīng)遠離易燃易爆物質(zhì)。

在安裝白熾燈時，通常使用驗電筆來判定電源火線。驗電筆的構(gòu)造如圖3—25所示。驗電時手要接觸筆尾的金屬體，筆尖接觸電線或與之相連的插座、導(dǎo)體等，如圖3—26所示。當(dāng)筆中的氖管發(fā)光時，筆尖接觸的就是火線。

二、節(jié)能燈照明電路

節(jié)能燈作為一種新型燈具，經(jīng)過近十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)業(yè)規(guī)模，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，原來白熾燈應(yīng)用空間的60％已經(jīng)被節(jié)能燈具占有。之所以形成這種局面，是由于節(jié)能燈使用壽命長、耗電低的特性，一只5 W的節(jié)能燈可以達到25 W的白熾燈的照度，其平均使用壽命是白熾燈使用壽命的8倍。

節(jié)能燈的接口部分與白熾燈標(biāo)準(zhǔn)相同，可以互換使用。

節(jié)能燈的結(jié)構(gòu)和工作原理與白熾燈有很大的不同。白熾燈是一種簡單的電加熱高溫致光原理，而節(jié)能燈是借助電子技術(shù)，產(chǎn)生高頻高壓，進而使特種氣體啟輝發(fā)光。結(jié)構(gòu)、原理的不同，導(dǎo)致性能的差異，也導(dǎo)致價格的不同，所以節(jié)能燈要貴一些。

節(jié)能燈與白熾燈安裝注意事項一樣，特殊提示一點，盡管節(jié)能燈有快速啟輝的特點，但節(jié)能燈不適合在頻繁開關(guān)的場合使用，否則會影響其使用壽命。在有調(diào)光要求的場合使用節(jié)能燈，會導(dǎo)致調(diào)光的不連續(xù)。

三、日光燈照明電路

日光燈照明電路由目光燈管、鎮(zhèn)流器、．啟輝器和燈腳架組成。如圖3—27所示是日光燈電路。

日光燈管是一抽成真空后再充入少量氬氣的玻璃管，在管子兩端各裝有一個通電時發(fā)射大量電子的燈絲。管內(nèi)壁涂有熒光粉，管內(nèi)還放有微量水銀。

鎮(zhèn)流器是一個鐵心線圈。它有兩個作用，一是產(chǎn)生較高的電壓來點燃燈管，二是目光燈管點燃后用它來限制燈管電流。

啟輝器的結(jié)構(gòu)如圖3—28所示，充有氖氣的玻璃泡中封裝有動觸片與靜觸片，其中動觸片是雙金屬片，受熱時伸展與靜觸片相接觸，冷卻后恢復(fù)原狀又與靜觸片分離。在動、靜觸片的引出端上并接一個容量較小的紙介質(zhì)電容器。玻璃泡和電容器被封裝在一個圓柱形的鋁殼中。

日光燈不工作時，燈管的燈絲、鎮(zhèn)流器、啟輝器和開關(guān)是串聯(lián)在一起的，如圖3—27所示。當(dāng)合上開關(guān)S后，220 V交流電壓全部加在啟輝器的動、靜觸片間而使之產(chǎn)生輝光(紅色)放電。放電所產(chǎn)生的熱量使雙金屬片伸展與靜觸片相接觸，則此刻整個電路構(gòu)成通路：就在電路被接通的瞬間，燈絲因流過電流而發(fā)射大量電子。同時，動靜觸片接觸時，輝光消失。雙金屬片

因失去熱源恢復(fù)原狀與靜觸片脫離。此時，鎮(zhèn)流器(鐵心線圈)因突然斷電而產(chǎn)生自感電動勢，其方向與電源電壓方向相同，自感電動勢與電源電動勢一起加在燈管兩端。燈絲附近的電子在高壓下加速運動，使管內(nèi)的氬氣電離而導(dǎo)電；

進而使管內(nèi)水銀變?yōu)檎魵?，水銀蒸氣也因被電離而導(dǎo)電，輻射出紫外線激勵管內(nèi)壁熒光粉發(fā)光。

習(xí)   題

1．直流電(電壓或電流)的__________和_________都不隨時間變化，交流電是指電流(或電壓)的__________和__________都隨時間變化。

2．正弦交流電是指電壓或電流按__________規(guī)律變化的交流電。

3．正弦交流電可以由__________產(chǎn)生。

4．正弦交流電可以用__________、_________和__________三個量值準(zhǔn)確表示，這三個量一般被稱作正弦交流電的__________。

5．正弦交流電的頻率廠是指__________，與周期T的關(guān)系是__________。

6．正弦交流電的瞬時值是指___________________，最大值是指__________，有效值是指__________，最大值是有效值的__________倍。

7．日常生活中所用的動力電、照明電都是近似的__________。經(jīng)常提到的220 V指的是__________值是220 V，工頻指的是它的頻率為__________Hz。

8．在比較兩個同頻率的正弦交流電時，不僅可以比較其大小，還可以比較其__________，這個量表示兩個正弦交流電變化的步調(diào)。

9．當(dāng)正弦交流電流過_只電阻器時，電阻器兩端的電壓與流過電阻器的電流的相位是__________。

10．當(dāng)正弦交流電流過一只電感器時，電感器兩端的電壓比流過電感器的電流的相位__________。

11．當(dāng)正弦交流電流過一只電容器時，電容器兩端的電壓比流過電容器的電流的相位__________。

12．電阻器、電感器、電容器對電流都有阻礙作用，阻礙作用的大小分別用__________、__________和__________表示。

13. 當(dāng)交流電的頻率增高時，電阻器的電阻值__________，電感器感抗值__________，電容器的容抗值__________。

14．衡量電容器容量大小的物理量叫__________，簡稱為__________，用__________表示。電容器可以存儲__________，用__________表示。當(dāng)電容器存儲電荷，它的兩端就有電壓U。三者的關(guān)系是__________。

15. 大型電力電容器存有一定數(shù)量的電荷時，它兩端的__________很高，可能導(dǎo)致人身__________事故，這種電容器保存時，一般都用導(dǎo)線將__________短路連接，使它充分放電。

16．三相正弦交流電的三相一般用__________、__________和__________標(biāo)志，三相的關(guān)系是有效值__________，頻率__________，相位__________。

17．三相四線是指____________________，相對應(yīng)的另一種接法是__________。

18．三相負載的連接方式有__________和__________。

19．三相負載在星形接時，=__________，=__________；

三相負載在三角形接時，=__________，=__________。

20．畫圖說明哪條線是中線? 它有什么作用?

21．已知一正弦交流電，在O.05 s內(nèi)變化50個周期(簡稱50周)。求它的周期和頻率。

22．已知工頻電流的頻率為50 Hz，求它的周期和角頻。

23．指出習(xí)題圖3—1中四組負載的連接種類。

第四章  變壓器與三相異步電動機

本章學(xué)習(xí)要點：

1．熟悉變壓器的用途、結(jié)構(gòu)、電路符號，了解其工作原理、主要技術(shù)參數(shù)，應(yīng)用中基本的保護知識；

2．熟悉三相異步電動機的用途特點、結(jié)構(gòu)關(guān)系。電路符號，了解其工作原理、主要銘牌參數(shù)、應(yīng)用中基本的保護知識；

3．熟悉單相異步電動機的使用特點，了解運轉(zhuǎn)原理、應(yīng)用中基本的保護知識。

變壓器和交流電動機是比較耐用的電器，但這兩種電器在具體的應(yīng)用環(huán)境中，處于“頂天立地”的特殊地位。前者一般要給所有的設(shè)備供電，后者一般是最終的執(zhí)行設(shè)備。特殊的地位，特殊的作用，往往受到特殊的關(guān)照。一個變壓器出現(xiàn)問題，可能影響一家工廠的生產(chǎn)，一個社區(qū)的供電。作為使用者，應(yīng)了解它們的特性，給予它們恰當(dāng)?shù)木S護，使它們始終處于正常的工作狀態(tài)。

§4—1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

變壓器是一種能改變交流電壓而保持交流電頻率不變的靜止的電器設(shè)備。

在電力系統(tǒng)的送變電過程中，變壓器是一種重要的電器設(shè)備。送電時，通常使用變壓器把發(fā)電機的端電壓升高。對于輸送一定功率的電能，電壓越高，電流就越小，輸送導(dǎo)線上的電能損耗越小。由于電流小，則可以選用截面積小的輸電導(dǎo)線，能節(jié)約大量的金屬材料。用電時，又利用變壓器將輸電導(dǎo)線土的高電壓降低，以保證人身安全和減少用電器絕緣材料的消耗。

通常超高壓輸電線上的電壓可達500 kV(即50萬伏)。但是，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中需要各種不同等級的交流電壓。例如，應(yīng)用廣泛的三相異步電動機的額定電壓為380 V或220 V，一般照明電壓為220 1V，機床局部照明的額定電壓為36 V、24 V或者更低，許多設(shè)備經(jīng)常要求多種電壓供電。所以在實際工作中，采用各種規(guī)格的變壓器來滿足不同的需要。變壓器除了能改變交變電壓外，還具有改變交流電流(如電流互感器)，變換阻抗(如電子電路中的輸入，輸出變壓器)以及改變相位等作用。所以，變壓器是輸配電、電工測量和電子技術(shù)等方面不可缺少的電器設(shè)備。

一、變壓器的基本結(jié)構(gòu)

雖然變壓器種類繁多，用途各異，電壓等級和容量不同，但變壓器的基本結(jié)構(gòu)大致相同。最簡單的變壓器是由一個閉合的軟磁鐵心和兩個套在鐵心上又相互絕緣的繞組所構(gòu)成，如圖4—1所示。

繞組又稱線圈，是變壓器的電路部分。與交流電源相接的繞組叫做一次繞組，簡稱一次；

與負載相接的繞組叫做二次繞組，簡稱二次，如圖4-2所示。

鐵心是變壓器的磁路部分，

用厚度為0.35～0.5 mm時硅鋼片疊戲。根據(jù)變壓器鐵心構(gòu)造及繞組配置情況，變壓器有芯式和殼式兩種。如圖4—3a所示是單相芯式變壓器，采用口形鐵心。一、二次繞組分別套在鐵心上。如圖4—3b所示是單相殼式變壓器，常用的有山字形（E1）F形、日字形等鐵心，如圖4—4既示。

二、變壓器的工作原理

如圖4—5所示是單相變壓器工作原理示意圖。為了分析問題方便。規(guī)定：凡與一次有關(guān)的各量，在其符號右下角標(biāo)以“1”，而與二次有關(guān)的各量，在其符號右下角標(biāo)以“2”。如一、二次電壓：電流、匝數(shù)及電動勢分別用、，、，、，、表示。

當(dāng)變壓器一次接人交流電源以后，在一次繞組中就有交流電流流過，于是在鐵心中產(chǎn)生交變磁通，稱為主磁通。它隨著電源頻率而變化，主磁通集中在鐵心內(nèi)；

極少一部分在繞組外閉合，稱為漏磁通，它一般很小，可忽略不計。所以L可以認為一、二次繞組同時受主磁通作用。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，一、二次繞組都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果二次接有負載構(gòu)成閉合回路，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。變壓器通過一、二次繞組的磁耦合把電源的能量傳送給負載。

1．變壓器變壓原理

設(shè)一、二次的匝數(shù)分別為和，忽略漏磁通和一、二次直流電阻的影響。由于一、二次繞組同時受主磁通的作用，在兩個繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和的頻率與電源的頻率相同。若主磁通隨時間的變化率為/，則由電磁感應(yīng)定律可得一、二次繞組的感應(yīng)電動勢為：

變壓器一、二次的端電壓與感應(yīng)電動勢在數(shù)值上是近似相等的，所以在考慮了上面兩個式子，以及不考慮相位關(guān)系，只考慮它們的大小，則可以得到一、二次電壓有效值之間如下關(guān)系：

式中 ——一次交流電壓的有效值(V)；

——二次交流電壓的有效值 (V)；

——一次繞組的匝數(shù)；

—一二次繞組的匝數(shù)；

——一、二次的電壓比，或稱匝數(shù)比。

公式(4—1)表明變壓器一、二次繞組的電壓比等于它們的匝數(shù)出。當(dāng)>1時，>，則>，這種變壓器是降壓變壓器；

當(dāng)

例題1 一臺變壓器的一次繞組接在10 kV的高壓輸電線上，要求二次繞組輸出400 V電壓，如果二次繞組的匝數(shù)為800匝。求變壓器的電壓比和二次繞組的匝數(shù)。

解：

根據(jù)公式(4—1)電壓比為：

則

2．變壓器變換電流原理

任何一種變壓器在變壓過程中只起能量傳遞作用，無論變換后的電壓是升高還是降低，電能都不會增加，也不能減少。根據(jù)能量守恒定律；

在忽略損耗時，變壓器輸出的功率應(yīng)與變壓器從電源獲得的功率相等，即：

或

由此則有：

公式(4—2)是變壓器變換電流公式。此式說明變壓器工作時，一、二次繞組的電流大小與一、二次韻電壓或匝數(shù)成反比，或者為變壓器電壓比的倒數(shù)。實際上，變壓器在改變電壓的同時也改變了電流。電流互感器就是根據(jù)這二原理制成的。

例題2 在3 300 V的交流電路中接入一臺變壓器，若把電壓降至為220 V，已知一次繞組的匝數(shù)是2 100匝，二次繞組接入的負載為10。求二次繞組的匝數(shù)和一、二次繞組中的電流?

解：

根據(jù)公式(4—1)得出變壓器的電壓比為：

根據(jù)歐姆定律得出二次繞組的電流為：

由公式(4—2)可得出一次繞組中電流為：

三、幾種常見變壓器

1．單相照明變壓器

如圖4—6 所示是一種常見的單相照明變壓器：它由鐵心和兩個相互絕緣的線圈組成，一般為殼式。這種變壓器的一次額定電壓有220 V和880 V兩種，二次電壓多為36 V。在特殊危險場合使用時，二次電壓為24 V或12 V。有的變壓器二次電壓為6 V，專供指示燈用。單相照明變壓器經(jīng)常為工廠內(nèi)部的局部照

明燈具提供安全電壓，以確保人身安全。

2．三相變壓器

在工業(yè)生產(chǎn)中三相變壓器應(yīng)用較為廣泛。所謂三相變壓器實質(zhì)上是三個容量相同的單相變壓器組成的。如圖4—7所示是三相變壓器的示意圖。在每個鐵心柱上都繞著同一相的一次(即高壓)繞組和二次 (即低壓)繞組。

根據(jù)三相電源和負載的不同情況，

變壓器一、二次繞組都可作Y形或形聯(lián)結(jié)。如圖4—8所示是三相變壓器的標(biāo)準(zhǔn)接線圖。對于大容量的三相變壓器多采用Y/聯(lián)結(jié)，即高壓繞組為Y形聯(lián)結(jié)，低壓繞組為形聯(lián)結(jié)。這是因為Y形聯(lián)結(jié)的相電壓是線電壓的1/，有利于線圈絕緣；

而低壓繞組呈形聯(lián)結(jié)，可使導(dǎo)線截面比Y形聯(lián)結(jié)的小。對于容量不大且需要中線的變壓器，多采用Y/聯(lián)結(jié)，即高壓繞組為Y形聯(lián)結(jié)。表示低壓繞組是Y形聯(lián)結(jié)并接有中線。這種連接可使用戶獲得線電壓和相電壓兩種電壓，特別適用于動力和照明混合性質(zhì)的負載。

3．自耦變壓器

如圖4—9所示是自耦變壓器示意圖。自耦變壓器有一個環(huán)形鐵心，線圈繞在鐵心上，即只有一個繞組。一、二次繞組有一部分是公用的，也就是說高壓繞組的一部分兼作低壓繞組。它與一般變壓器一樣，一、二次的電壓比等于一、二次的匝數(shù)比。二次電壓的引出點是一個能沿著線圈的裸露表面自由滑動的電刷觸頭；

改變觸頭的位置，就能得到需要的輸出電壓。

自耦變壓器常用于實驗室和交流異步電動機的降壓啟動設(shè)備中，它的最大特點是可以通過“調(diào)壓”來獲得所需要的電壓。

四、變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)

變壓器的規(guī)格型號及其主要技術(shù)數(shù)據(jù)都標(biāo)在它的銘牌上，作為使用變壓器的重要依據(jù)。變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)包括：額定電壓、額定電流、額定容量和溫升等。

1．額定電壓

變壓器一次的額定電壓，是指變壓器所用絕緣材料的絕緣強度所規(guī)定的電壓值，二次額定電壓是變壓器空載時，一次加上額定電壓后，二次兩端的電壓值。兩個額定電壓分別用，表示。單相變壓器，是指一、二次交流電壓的有效值，三相變壓器，是指一、二次線電壓的有效值。

2．額定電流

指變壓器在允許溫升的條件下，所規(guī)定的一、二次繞組中允許流過的最大電流，變壓器飛二次電流分別用和表示。單相變壓器和是指電流的有效值，三相變壓器是指線電流的有效值。

3．額定容量

表示變壓器工作時所允許傳遞的最大功率。單相變壓器的額定容量是二次額定電壓和額定電流之積；

三相變壓器的額定容量也是二次額定電壓和額定電流之積(應(yīng)為三相之和)。額定容量用字母S表示，單位是伏安(V·A)。

4．溫升

溫升是指變壓器在額定工作時；

允許超出周圍環(huán)境溫度的數(shù)值。它取決于變壓器絕緣材料的耐熱等級，見表4—1。

表4—1    絕緣材料耐熱等級

絕緣等級YAEBFHC

最高工作溫度()90105120130155180>180

五、變壓器的使用要點

電工應(yīng)用環(huán)境中的變壓器，一般用于電能的高、低電壓的變換。一臺變壓器往往為一個社區(qū)、一個工廠、一個車間、一套設(shè)備轉(zhuǎn)換能源。它工作的自然環(huán)境、自身品質(zhì)、所帶負載的變化、保養(yǎng)的狀況都可能影響其工作。變壓器如出現(xiàn)小事故則影響工作，并可能報廢設(shè)備。大型變壓器出現(xiàn)事故，嚴重時可能發(fā)生爆炸，危及人身安全。

大型專用變壓器都有專人進行維護、監(jiān)管。一般相關(guān)人員只要注意變壓器的外在特征變化，及時報告有關(guān)人員，履行告知即可。

正常工作的變壓器，一般都有一些輕微的振動聲音，有一定溫升，沒有氣味。一旦振動聲音明顯增加，出現(xiàn)怪味、打火等特殊現(xiàn)象時，就必須及時報告并遠離。

§4—2 三相異步電動機的用途和結(jié)構(gòu)

一、電動機概述

電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能，并輸出機械轉(zhuǎn)矩的動力設(shè)備?，F(xiàn)代各種機械廣泛應(yīng)用電動機來驅(qū)動。

一般電動機可分為直流電動機和交流電動機兩大類。交流電動機按使用電源相數(shù)可分為單相電動機和三相電動機兩種，而三相電動機又分同步式和異步式兩種，異步電動機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同又分成籠式和繞線式兩種。

三相異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、運行可靠，與相同容量的其他電動機相比具有質(zhì)量輕、成本低、價格便宜等優(yōu)點。因此，被廣泛用來做中、小型軋鋼機、各種機床以及輕工機械和鼓風(fēng)機的拖動部分。根據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)有90％左右的電力拖動機械使用異步電動機，其中，小型異步電動機占70％以上。在電網(wǎng)的總負載中異步電動機的用電量占60％以上。

二、三相籠式異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

三相籠式異步電動機主要是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，如圖4—10所示。

三相異步電動機的定子部分包括機座、定子鐵心和定子繞組。機座用鑄鐵或鑄鋼制成。它支承著定子鐵心。定子鐵心由互相絕緣的硅鋼片疊制而成，內(nèi)圓有槽孔，定子繞組嵌在槽內(nèi)，如圖4—11所示。

定子繞組是定子的電路部分，由三相對稱繞組組成。三相繞組的各相彼此獨立，按互差120的電角度嵌放在定子槽內(nèi)，并與定子鐵心絕緣。定子繞組的首端分別用U1，V1，W1表示，而繞組的末端分別用U2，V2，W2表示。

轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部分組成。轉(zhuǎn)子鐵心是由外圓有槽孔的硅鋼片疊制而成，槽內(nèi)放置銅條(或鑄鋁)。鐵心兩端分別用導(dǎo)電的端環(huán)將槽內(nèi)的銅條連接起來，形成短接回路；

如果去掉轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)與籠子相似，如圖4—12所示。

繞線式異步電動機只是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同，它的轉(zhuǎn)子是由繞組組成的，與定子繞組一樣也是三相的。

§4—3 三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理

一、演示實驗

為子說明三相異步電動機的轉(zhuǎn)子是怎樣旋轉(zhuǎn)起來的，先做二個演示實驗。

如圖4—13所示中有一個裝有手柄的馬蹄形磁鐵，在磁極中間放置一個可以自由轉(zhuǎn)動的導(dǎo)電的鼠籠轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與磁極之間沒有機械聯(lián)系。當(dāng)搖動手柄使馬蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)時，就會看到鼠籠轉(zhuǎn)子跟著磁鐵旋轉(zhuǎn)。手柄搖得越快，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)得越快，若是改變磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向，鼠籠轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變。

由上述實驗可知，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的首要條件是要有一個旋轉(zhuǎn)磁場。

二、定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生

實際的籠式異步電動機中，旋轉(zhuǎn)磁場是由定子繞組中的三相交流電產(chǎn)生的。

如果三相異步電動機的定子鐵心中放有三相對稱繞組U1一U2，V1一V2，W1一W2，并呈星形(Y)聯(lián)結(jié)，接人三相對稱電源時，三相對稱繞組中有電流通過，即：

三相對稱電流的波形圖如圖4—14所示。規(guī)定交流電正半周時，電流從繞組首端流人，尾端流出；

負半周時，電流從繞組末端流入，首端流出。流人以符號表示，流出以符號 表示；

當(dāng)交流電流過三相繞組時，每相繞組都將產(chǎn)生一個按正弦規(guī)律變化的磁場，三相繞組的合成磁場隨著時間的推移而不斷改變方向形成旋轉(zhuǎn)磁場，如圖4—15所示。

當(dāng)=0時，U相繞組電流=0；

V相繞組電流為負半周，按規(guī)定電流是從末端V2流入，從首端V1流出；

W相繞組電流為正半周，電流是從繞組首端W1流人，從末端W2流出。根據(jù)右手螺旋定則可以判定，互相電流的合成磁場的N極在正上方，S極在正下方，如圖4—15a所示。

當(dāng)=90時，為正半周；

電流從繞組首端U1流人，由末端U2流出；

V相和W相電流和都是負半周，電流分別從繞組末端V2和W2流人，從首端V1和W1流出。三相電流的合成磁場如圖4—15b所示，可以看出合成磁場的軸線沿順時針方向轉(zhuǎn)了90。此刻，磁場的N極在右方，S極在左方。

當(dāng)=180時，U相繞組電流=0；

V相繞組電流為正半周，按規(guī)定電流是從首端V1流入，從末端V2流出；

W相繞組電流為負半周，電流是從繞組末端W2流入，從首端W1流出?？梢耘卸?，量相電流的合成磁場的N極在正下方，S極在正上方，如圖4—15c所示。三相電流的合成磁場的軸線又沿順時針方向轉(zhuǎn)了90。

從上面分析可知，當(dāng)異步電動機定子繞組分別通人對稱三相交流電后，在定子空間能產(chǎn)生一個隨時間延續(xù)的旋轉(zhuǎn)磁場。

在如圖4—15所示中，每相定子繞組只有二個線圈，三相繞組的首端之間空間角相差120。合成磁場有兩個磁極，也稱一對磁極。對一對磁極來說，在三相交流電流變化一周時，磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周。當(dāng)交流電流的頻率為2 Hz，磁場轉(zhuǎn)速為2 r/s；

當(dāng)交流電流頻率為3 Hz時，磁場轉(zhuǎn)速為3 r/s；

以此類推，當(dāng)交流電流的頻率為Hz時，則磁場的轉(zhuǎn)速為r/s。通常旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速都折合成每分鐘多少轉(zhuǎn)，這樣一對磁極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(r/min)是：

如果每相繞組由兩個線圈串聯(lián)組成，則每相繞組的首端之間相差60空間角。如圖4—16所示，磁場有4個磁極，即有兩對磁極。可以看到，交流電流變化一周只轉(zhuǎn)過180。

以此類推，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場具有任意磁極對數(shù)時，交流電流變化一周，旋轉(zhuǎn)磁場在空間只能轉(zhuǎn)過1/周，字母表示旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)。因此，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速咒，與交流電頻率、磁極對數(shù)之間的關(guān)系為：

式中  ——旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(也叫做同步轉(zhuǎn)速)，r/min；

——三相交流電源的頻率，Hz；

旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)。

公式(4—3)表明旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速隨磁極對數(shù)增加而降低。表4—2是電源頻率為50 Hz時，相對應(yīng)磁極對數(shù)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速。

表4—2 電源頻率為50 Hz時磁極對數(shù)與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的關(guān)系

磁極對數(shù)123456

旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速(r/min)3 0001 5001 000750600500

三、旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的作用

定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場將切割轉(zhuǎn)子銅條，此時可以把磁場看成不動，而認為：轉(zhuǎn)子相對于磁場運動。假設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場是順時針方向旋轉(zhuǎn)，那么轉(zhuǎn)子相對于磁場，可看成是作逆時針方向轉(zhuǎn)動，如圖4一17所示。在轉(zhuǎn)子銅條中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，可用右手定則確定其方向。在轉(zhuǎn)子上半部的銅條中，感應(yīng)電流的方向指向讀者，在轉(zhuǎn)子下半部銅條中感應(yīng)電流的方向背離讀者。

轉(zhuǎn)子中載有感應(yīng)電流的銅條與旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生電磁力。根據(jù)左手定則判定：轉(zhuǎn)子上頂部銅條所受的力是指向右方，下底部銅條所受的力是指向左方。這兩個力大小相等，方向相反，構(gòu)成電磁轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)子就跟隨旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動起來，這就是三相籠式異步電動機的轉(zhuǎn)動原理。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必定小于同步轉(zhuǎn)速。如果，，則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間沒有相對運動，轉(zhuǎn)子上的鎘條不能切割磁感應(yīng)線，就不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，也就不能形成電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子不能以同步轉(zhuǎn)速運行。實際上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是小于同步轉(zhuǎn)速，即。也就是說，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速不同步，而是異步的，這就是異步電動機名稱的由來。

正常運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速稱為至相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速。比如有一種一對磁極的三相異步電動機，同步轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，正常運行時的額定轉(zhuǎn)速為2 906 r/min。

轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向是一致的。如果把按順時針方向旋轉(zhuǎn)叫做電動機的正轉(zhuǎn)，那么就把按逆時針方向旋轉(zhuǎn)叫做電動機的反轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向與通人定子繞組的三相交流電流的相序有關(guān)。如果把三相電源接到定子繞組首端的三根導(dǎo)線中的任意兩相對調(diào)位置，旋轉(zhuǎn)磁場則反轉(zhuǎn)，電動機也就跟著改變轉(zhuǎn)動方向。

§4—3 三相異步電動機的使用

一、啟動

電動機接通電源后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從零達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程，叫做啟動。

啟動時若加在電動機定子繞組上的電壓是電動機工作時的額定電壓，就稱為全壓啟動，如圖4—18所示。

在剛啟動時，轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動，但旋轉(zhuǎn)磁場已經(jīng)產(chǎn)生。磁場以最大相對速度切割轉(zhuǎn)子銅條，在銅條中產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流。與變壓器的原理相似，定子繞組相當(dāng)于變壓器的一次，轉(zhuǎn)子的銅條相當(dāng)于變壓器的二次。所以，在電動機啟動瞬間，定子繞組中要出現(xiàn)很大的啟動電流，一般全壓啟動時的啟動電流是額定電流的4～7倍。電動機在不頻繁啟動時，啟動時間很短；

(只有1～3 s)，雖然電流很大，但對電動機影響不大。如果電動機啟動頻繁，由于熱量積累，可使電動機過熱，容易造成絕緣材料老化，縮短電動機的使用壽命。電動機啟動電流過大；

還會在短時間內(nèi)造成供電線路電壓降增大，使負載兩端電壓短時間下降。這樣小但使電動機本身啟動轉(zhuǎn)矩減小，以至于啟動不起來，還會影響同一供電線路上其他負載正常運行。若是三相電動機，由于電壓下降，使轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)矩減小，以至于帶不動負載，而產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

在實際工作中要盡量避免電動機的頻繁啟動。如車削加工時，使用摩擦離合器或電磁離合器將主軸與電動機轉(zhuǎn)軸分離，從而減少電動機的啟動和停車，避免啟動電流過大，影響電動機的使用壽命。

一般說來，籠式異步電動機額定功率小于7.5 kW，或者額定功率大于7.5 kW且小于供電電源容量的20％，都可以采用全壓啟動。

如果線路不允許電動機全壓啟動，則采用降壓啟動的方式來限制啟動電流。降壓啟動是利用啟動設(shè)備將電壓適當(dāng)降低后，加到電動機定子繞組上進行啟動，待電動機啟動以后，再使電壓恢復(fù)到額定值。降壓啟動適用于空載或輕載下啟動。

常見的降壓啟動方法有4種：-在定子繞組中串聯(lián)電阻(或電抗器)的降壓啟動、自耦變壓器降壓啟動、延邊三角形降壓啟動、星形(Y)一三角形()變換降壓啟動。

二、反轉(zhuǎn)

在生產(chǎn)上常需要電動機反轉(zhuǎn)，如圖4—19所示。當(dāng)開關(guān)向上合時，電動機正轉(zhuǎn)。當(dāng)開關(guān)向下合時，把接在電動機上的三相電源的U相和V相進行對調(diào)，改變定子繞組中三相交流電流的相序，因此，旋轉(zhuǎn)磁場改變了轉(zhuǎn)向≯電動機即可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

三、制動

制動就是在電動機切斷電源后，給它一個與轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，使它很快地減速或停車。如起重機的吊鉤需要立即減速或停車以達到準(zhǔn)確定位，萬能銑床主軸迅速停轉(zhuǎn)等，都需要制動。

制動的方法一般有機械制動和電力制動兩大類。

機械制動是利用機械裝置，使電動機在切斷電源后，達到迅速停轉(zhuǎn)的方法。使用較普遍的有電磁抱閘，如圖4—20所示。

電磁抱閘的工作原理如下：當(dāng)接通電源后，電磁抱閘的線圈得電而吸引銜鐵，克服了彈簧的拉力，迫使杠桿向上移動，使閘瓦和閘輪分開，此時電動機啟動，正常運轉(zhuǎn)。一旦電動機的電源被切斷，-電磁抱閘的線圈也同時失電。于是銜鐵被釋放，在彈簧拉力的作用下，閘瓦緊緊抱住閘輪，電動機被迅速制動而停車。

電磁抱閘方法在起重機械中被廣泛采用，這種制動方法不但可以準(zhǔn)確定位，而且在電動機突然斷電時，還可以避免重物自行掉落而產(chǎn)生事故。

電力制動常用的方法有反接制動和能耗制動。

反接制動是依靠改變輸入電動機的電源相序，使定子繞組產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場，從而使轉(zhuǎn)子受到與原來轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)矩，而迅速停轉(zhuǎn)。采用反接制動必須注意，當(dāng)制動到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近零時，應(yīng)及時切斷電源，否則電動機將反向運行。

能耗制動是電動機脫離電源后，立即向它的定子繞組通人直流電流，就能使電動機制動，這種方法制動平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確。

四、三相籠式異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)

目前我國已經(jīng)推廣使用Y系列三相異步電動機。現(xiàn)在以Y132M2—4為例，介紹銘牌數(shù)據(jù)。

1．型號

Y系列電動機型號由4部分組成，第二部分漢語拼音字母Y表示異步電動機，第二部分數(shù)字表示中心高(轉(zhuǎn)軸中心至安裝平臺表面的高度)；

第三部分英文字母為機座長度代號(S表示短機座、M表示中機座，L表示長機座)，字母后的數(shù)字為鐵心長度代號(1一短鐵心，2一長鐵心)，橫線后的數(shù)字為電動機的極數(shù)；

第四部分為特殊環(huán)境代號，沒標(biāo)符號者表示電動機只適用于普通環(huán)境，W表示用于戶外環(huán)境，F(xiàn)表示用于化工防腐環(huán)境。

2．功率

銘牌上所標(biāo)出的功率是在額定運行情況下，電動機轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率，又叫容量，通常用或表示，單位是瓦(W)或千瓦(kW)。

3．額定頻率

指電動機在額定運行時的電頻率，我國規(guī)定工頻為50 Hz。

4．額定電壓

指電動機額定運行時加在定子繞組上的線電壓值，單位是伏(V)

5．額定電流

指電動機在額定運行時定子繞組的電流值，單位是安(A)。

6．額定轉(zhuǎn)速

指電動機在額定運行時電動機的轉(zhuǎn)速，單位是r/min。

7．工作方式：

也稱為定額，是指電動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)H分連續(xù)、短時、斷續(xù)等三種?！斑B續(xù)”是指電動機在額定運行情況下長期連續(xù)使用，用表示；

“短時”是指電動機在限定時間內(nèi)短期運行，用表示，“續(xù)”是指電動機以間歇方式運行，用表示。

8．接線

指定子繞組的連接方式，有星形接法和三角形接法兩種。使用時根據(jù)銘牌標(biāo)志正確連接。如圖4—21所示，籠式三相異步電動機的接線盒有6根引出線，標(biāo)有U1，V1，W1，U2，V2，W2，其中，U1，U2是第一相繞組的兩端，V1，V2是第二相繞組的兩端，W1，W2是第三相繞組的兩端。

9．絕緣等級

指絕緣材料的耐熱等級，通常為7個等級。

此外，三相異步電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)還有功率因數(shù)、效率、啟動電流、啟動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩等，但不在銘牌上標(biāo)出，可從產(chǎn)品目錄中查得。

五、三相異步電動機使用要點

三相異步電動機是一種比較耐用的電動機種類，但由于它是機電一體的設(shè)備，以及由于使用頻度、工作環(huán)境、保養(yǎng)程度的原因，故障比較多發(fā)。作為直接的使用者，要熟悉使用要點，及時告知有關(guān)人員設(shè)備狀況，保證設(shè)備安全、正常工作。

1．過于頻繁的啟、停，正、反轉(zhuǎn)，會影響使用壽命及導(dǎo)致過載。

2．電動機內(nèi)部不正常的聲音，都是故障的表現(xiàn)，處理不及時，都會導(dǎo)致電動機的災(zāi)難。電動機缺相運行、連續(xù)過載、軸承等機械故障，都會伴有不正常聲音，應(yīng)及時采取相應(yīng)措施。

3．當(dāng)電動機發(fā)出怪味時，應(yīng)及時檢查，防止故障擴大。

§4—5單相異步電動機

單相異步電動機被廣泛用于工業(yè)設(shè)備和日常生活上。例如，民用電風(fēng)扇、洗衣機、脫水機、電冰箱、家用空調(diào)器等，都是用單相異步電動機作動力。單相異步電動機的功率較小，一般為幾瓦至幾百瓦。

單相異步電動機的定子繞組是單相的，轉(zhuǎn)子通常是籠式。當(dāng)交流電流通過定子繞組時，電動機內(nèi)產(chǎn)生交變磁通，該磁通的方向是時而垂直向上，時而垂直向下，是一個脈動磁場。也就是說，單相定子繞組產(chǎn)生的磁場不是旋轉(zhuǎn)磁場，因而轉(zhuǎn)子不能自行轉(zhuǎn)動起來。

為了使它能自行轉(zhuǎn)動，通常在電動機的定子鐵心上，再裝一個啟動繞組。如圖4—22所示是單相電容式異步電動機原理圖。它的定子繞組有兩個，一個是工作繞組A1A2(又叫主繞組或運行繞組)，一個是啟動繞組B1B2 （又叫副繞組)。A1A2與BlB2在空間互成90，在啟動繞組中串接一個適當(dāng)?shù)碾娙萜鳌?/p>

當(dāng)電動機與電源接通后，各繞組就分別通入交流電流，A1A2繞組中電流。要滯后電源電壓，而B1B2繞組串有電容器，電流要超前電源電壓。如果電容器的容量選擇適當(dāng)，可使電流與之間具有90的相位差，如圖4—23a所示。此時，電動機定子繞組就產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，如圖4—23 b所示?；\式轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，就隨著旋轉(zhuǎn)磁場而轉(zhuǎn)動起來。

實際使用時，注意電容器是一個故障多發(fā)元件。更換時，應(yīng)選用與原電容器容量相同、耐壓等級不低于原件的電容器。

習(xí) 題

1．變壓器是利用__________原理制成的。

2．變壓器除了能改變__________外， 還具有__________、__________和__________等作用。

3. 變壓器的電壓比由__________決定，變壓器的一、二次電壓之比等于變壓器的__________。

4．當(dāng)需要獲得連續(xù)變化的交流電壓時，可以選用__________。

5. 通常大型動力變壓器一般都是__________相結(jié)構(gòu)，小功率的電源變壓器、照明變壓器一般是___________相結(jié)構(gòu)。

6. 與其他種類的電動機相比，三相異步電動機具有__________、__________和_________等優(yōu)點，使用極為廣泛。

7．作為一般使用人員，應(yīng)注意大型動力變壓器的__________，如變壓器的__________、__________和__________等。一旦有明顯的變化，應(yīng)履行__________義務(wù)。

8．電動機外殼的鐵肋是用于__________，使用時應(yīng)注意保持__________。

9. 三相異步電動機正常使用時，它的轉(zhuǎn)速主要由電動機的__________決定，受負載變化的影響不大。

10．電動機的啟動是指——的過程。全壓啟動是指____________________的啟動方式。三相異步電動機全壓啟動時的啟動電流會很高，可能達額定電流的__________倍，為了避免這種沖擊電流導(dǎo)致的不良影響，必要時須采用___________。

11．降壓啟動是指__________的啟動方式。適用于__________場舍，常用的降壓啟動方式主要有__________、___________和__________四種。

12．三相異步電動機的反轉(zhuǎn)可以通過改變____________的方法實現(xiàn)。

13．電動機的制動是指____________________的過程。常用的方法有__________、__________和__________等。

14．單相交流電動機一般都有__________套繞組，用于__________和__________。

15．畫出三相異步電動機的接線端子圖，并分別表示出電動機接成星形和三角形的聯(lián)結(jié)方法。

16．三相異步電動機的使用者，應(yīng)注意什么事項?

17．變壓器一次接在=220 V的電源上，已知二次電壓=20 V，如果二次匝數(shù)=120匝，問一次匝數(shù)是多少?

18．有-單相變壓器，一次電壓為3 300 V，二次電流為60 A，變壓比為15。求二次電壓和一次電流各為多少?

19．有一變壓器一次電壓為6 600 V，二次電壓為220 V。如果在二次接一電阻爐，其額定電壓為220 V，功率為40 kW。問該變壓器的一、二次電流各為多少?

第五章 簡單機床電路

本章學(xué)習(xí)要點：

1．熟悉刀開關(guān)、組合開關(guān)：鐵殼開關(guān)、接觸器、熱繼電器、熔斷器的用途、工作機理、電路連接特點、常見的故障現(xiàn)象；

2．熟悉繼電接觸器控制電路的展開法連接關(guān)系(主要是

接觸器)；

能夠分析電路的工作過程(啟動、停止)，能夠解釋電路每個符號對應(yīng)的電氣作用。

很多人習(xí)慣說，做電工的人，做得時間越長越膽小。為什么呢?原因可能是與電的特點有關(guān)。電看不見，卻摸得著，不小心就可能觸電。電路檢修以后，首次通斷電都是由電工完成。正常則可，不正常時，即使有二次在他的臉邊手下，“嘭”的一個大火球，不受傷，也夠記一輩子的。直接操縱大電流的通斷是有危險的。

但是現(xiàn)在有很多技術(shù)，讓電工及設(shè)備操作員，擺脫了直接在手底下操作大電流的通、斷。這種技術(shù)可以用小至幾個微安的電流，控制數(shù)千安培電流的通、斷。采用這種技術(shù)后，即使有短路等故障，操作者也不必冒著被電弧燒傷的危險：

這種技術(shù)可以是復(fù)雜的電力電子技術(shù)，但更常見的是繼電接觸器控制技術(shù)。繼電接觸器控制技術(shù)是使用極為廣泛的以弱控強、遠距離(遙)控制的技術(shù)，它使操作者安全、輕松、快速、可靠地控制電路的通斷：本章將介紹繼電接觸控制的最基本原理與應(yīng)用。

§5—1 常用低壓電器

低壓電器一般指工作電壓低于1 000 V的電器。

機床常用低壓電器在機床控制電路中主要起通斷、控制、保護、調(diào)節(jié)等作用。

低壓電器分為手動電器和自動電器兩類。手動電器是由工作人員手動操作的，這類電器包括刀開關(guān)、組合開關(guān)、鐵殼開關(guān)和按鈕等。自動電器是按照指令、信號或某個物理量的變化而自或動作的。這類電器有各種繼電器、接觸器等，還有起保護作用能電器，如熔斷器等。

一、開關(guān)

開關(guān)通常是指用手操縱，對電路進行接通或斷開的一種控制電器。

1．刀開關(guān)

它是一種應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單的手動電器。刀極數(shù)目有二極和三極兩種，如圖5—1a所示是二極刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖及符號。在瓷質(zhì)底座上裝有靜插座，安裝熔絲的接頭和帶瓷質(zhì)手柄的閘刀等。膠蓋罩住刀片和靜插座，當(dāng)電源被切斷時，它能熄滅刀片和靜插座之間產(chǎn)生的電弧，防止電弧燒傷操作人員。

安裝刀開關(guān)時應(yīng)將電源線接在靜插座上，將用電器接在刀開關(guān)的出線端。這樣在分閘時，刀片和熔絲不會帶電，以保證裝換熔絲和維修用電器的人員安全。

刀開關(guān)主要用于接通和切斷電路或隔離電源。常用的刀開關(guān)有，系列膠蓋瓷底刀開關(guān)，它們的額定電壓為交流380 V，額定電流有15 A，30 A和60 A三種。

長期使用的刀開關(guān)，刀口部分易被電弧灼傷，嚴重灼傷的刀開關(guān)應(yīng)及時更換。應(yīng)正確使用熔斷器(見后面單元)，如果出現(xiàn)熔斷器連接部分、導(dǎo)線連接部分氧化、燒黑的部分，要進行清理，必要時進行更換。

嚴禁在沒有蓋好開關(guān)蓋的情況下，接通或斷開有負載電路。操作刀開關(guān)時不能動作遲緩，猶豫不決。動作越慢，越容易出電弧，影響開關(guān)使用壽命，容易出危險。

2．鐵殼開關(guān)

鐵殼開關(guān)又叫負荷開關(guān)。如圖5—2所示，鐵殼開關(guān)主要由動閘刀、速斷彈簧、刀座、操作手柄、熔斷器等組成。將這些元件裝在一個鐵殼內(nèi)，所以稱為鐵殼開關(guān)。速斷彈簧能迅速將動閘刀從刀座拉開，使電弧迅速拉長而熄滅。在操作手柄一側(cè)的鐵殼邊上有一凸肋，它的作用是當(dāng)開關(guān)接通時，鐵殼蓋不能打開；

而鐵殼蓋打開時，開關(guān)不能合閘，以保證安全。安裝時，鐵殼應(yīng)可靠接地對以防意外漏電引起操作者觸電。長期使用的鐵殼開關(guān)應(yīng)注意觸頭的使用狀況，觸頭狀況不佳，可能導(dǎo)致被控電動機缺相運行，燒壞電動機：

鐵殼開關(guān)實質(zhì)上也是刀開關(guān)，它可以用28 kW以下的電動機直接啟動控制，也可用作電源隔離開關(guān)或負荷開關(guān)。常用的鐵殼開關(guān)有HH3系列，額定電壓為交流440 V，額定電流有15 A，30 A，60 A，100 A和200 A等幾種。

3．組合開關(guān)

組合開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)緊湊的手動開關(guān)，又叫手動轉(zhuǎn)換開關(guān)。它的種類很多，如圖5—3所示是HZ10—25/3型三級組合開關(guān)。三極組合開關(guān)共有6個靜觸頭和3個動觸頭；

靜觸頭的一端固定在膠木邊框內(nèi)，另一端伸出盒外，并附有接線螺釘，以便和電源及用電器相連接。從如圖5—3b，c所示可見三個動觸片裝在絕緣墊板上，并套在方軸上，通過手柄可使方軸作90正反向轉(zhuǎn)動，從而使動觸片與靜觸片保持接通。

組合開關(guān)在機床控制電路中，經(jīng)常作電源引人開關(guān)。它可以用于直接啟動5.5 kW以下的小功率籠式電動機，或用作正、反轉(zhuǎn)換開關(guān)等，也可以控制局部照明線路；

常用的HZ10系列普通類型組合開關(guān)的額定電壓為交流380 V，額定電流有10 A，25 A，60 A，100 A四種，極數(shù)有1～4極4種。

4．按鈕

按鈕也是一種手動開關(guān)，用于控制電動機或機床控制電路的接通或斷開。

按照按鈕的用途和觸頭配置，可把按鈕分為常開的啟動按鈕、常閉的停止按鈕和復(fù)合按鈕三種，如圖5—4所示。按鈕在松手停按后，一般都自動復(fù)位。

復(fù)合按鈕有兩對觸頭，橋式動觸頭和上部兩個靜觸頭組成一對常閉觸頭，又和下部兩個靜觸頭組成一對常開觸頭。按下按鈕時，橋式動觸頭向雨移動，先斷開常閉觸頭，然后閉合常開觸頭，停按后，在彈簧作用下自動復(fù)位。復(fù)合按鈕如果只使用其中一對觸頭，即成為常開的啟動按鈕或常閉的停止按鈕。常用按鈕為LAl9和LA-10系列，除單只按鈕外，還有雙連和三連按鈕。按鈕的額定電壓為交流380 V，觸頭額定電流為5 A。LA19一11型按鈕帽中還裝有指示燈，可以用燈亮與不亮來表示電路某種工作狀態(tài)。

按鈕一般通過按鈕帽螺釘，固定在操作面板上，使用時注意螺釘一旦松動，及時擰緊，防止按鈕被按人面板內(nèi)，導(dǎo)致失控及內(nèi)部短路。

二、接觸器

接觸器是一種自動的電磁式開關(guān)。它通過電磁力作用下的吸合和反向彈簧力作用下的釋放，使觸頭閉合和分斷，導(dǎo)致電路的接通和斷開。接觸器是電力拖動中最主要的控制電器之一。接觸器分為直流和交流兩大類，結(jié)構(gòu)大致相同。這里只簡單介紹交流接觸器。

如圖5—5a所示是交流接觸器的結(jié)構(gòu)圖。它主要由電磁鐵和觸頭兩部分組成。電磁鐵包括靜鐵心、線圈和動鐵心等，其中靜鐵心與線圈固定不動，動鐵心又稱銜鐵，可以移動。觸頭由橋式動觸頭和靜觸頭組成，橋式動觸頭和電磁系統(tǒng)的動鐵心通過絕緣支架固定在一起。

如圖5—5b所示是交流接觸器的工作原理圖。當(dāng)按下按鈕時線圈得電，靜鐵心產(chǎn)生電磁力，將動鐵心吸合，帶動橋式動觸頭向下移動，使之與靜觸頭接觸。這時電動機與電源接通，電動機啟動運轉(zhuǎn)。當(dāng)松開按鈕時線圈斷電，I電磁力消失，在反向彈簧力作用下，動、靜觸頭分離，自動切斷電動機的電源，電動機停轉(zhuǎn)。因此，只要控制線圈的通、斷電，就可以使接觸器的觸頭開閉，從而達到控制主電路的接通或切斷。

接觸器的觸頭有主觸頭和輔助觸頭兩種。通常主觸頭有三對，它的接觸面積較大；

并有滅弧裝置，能通過較大的電流。主觸頭在電路中，控制用電器的啟動與停止。

接觸器的常態(tài)是線圈沒有通電時觸頭的工作狀態(tài)。此時，處于斷開的觸頭稱為常開觸頭，處于閉合的觸頭稱常閉觸頭。常態(tài)時，主觸頭是常開的，輔助觸頭有常開與常閉兩種形式。

接觸器的符號。(見圖5—5c)。主觸頭、輔助觸頭和線圈接在不同電路中，所以在電路圖經(jīng)常分開畫出。輔助觸頭符號用一段的常開觸頭和常閉觸頭符號表示，如圖5—5c右側(cè)所示。主觸頭符號由一般常開觸頭符號加接觸器功能符號組成，如圖5—5c左側(cè)所示。圖5—5c中間是表示線圈的符號。

如圖5—5d所示是交流接觸器的剖面圖。

接觸器一般直接控制電動機等設(shè)備的動力電源電路。主觸頭受電弧影響，使用壽命較短，應(yīng)定期檢查監(jiān)視觸頭使用情況。避免由于觸頭問題，導(dǎo)致不能停車、缺相不能啟動、電動機缺相運行等。禁止接觸器在沒有滅弧罩的情況下負載工作。正常工作的接觸器有輕微的振動聲，一旦發(fā)出連續(xù)的較強的振動聲，應(yīng)及時通知專業(yè)人員。

三、熱繼電器

電動機在運行過程中，由于長期負荷過大，頻繁啟動或者缺相運行等，都可能使電動機定子繞組的電流超過額定值，這種現(xiàn)象叫做過載。此時，熔斷器并不熔斷，定子繞組將發(fā)熱，溫度升高，使繞組的絕緣材料損壞，嚴重時燒毀電動機。熱繼電器就是用來作過載保護的電器。

熱繼電器是利用電流熱效應(yīng)而制作的繼電器。使用熱繼電器時，應(yīng)將熱元件的電阻絲串接在主電路中，將常閉觸頭串接在有接觸器線圈的控制電路中。如圖5—6所示是熱繼電器的工作原理圖。熱元件是一段電阻不大的電阻絲，串接在主電路中。雙金屬片2由膨脹系數(shù)不同的兩種金屬輾壓而成，上層金屬的膨脹系數(shù)小，下層金屬的膨脹系數(shù)大。當(dāng)負載電流超過額定值時，雙金屬片2受熱產(chǎn)生足夠的膨脹，向上彎曲，使扣板3脫扣，彈簧4拉下扣板，使常閉觸頭5斷開。觸頭5與接觸器線圈串聯(lián)，所以線圈斷電，主觸頭斷開，負載停止工作。

由于雙金屬片有熱慣性，因而熱繼電器不能做短路保護。當(dāng)出現(xiàn)短路事故時，要求電路立即斷開，而熱繼電器卻不能馬上動作。但是，熱繼電器的熱慣性；

也有一定好處。例如，電動機啟動或者短時過載，熱繼電器不會立即動作，這樣就避免了電動機不必要的停車。熱繼電器復(fù)位時，按下復(fù)位鍵6即可。

四、熔斷器

熔斷器是一種簡單而有效的保護電器，主要用于保護電源免受短路的損害。熔斷器串聯(lián)在被保護的電路中，在正常情況下相當(dāng)于一根導(dǎo)線。當(dāng)發(fā)生短路或嚴重過載時，電路電流超過額定值，熔絲或熔片因過熱而熔斷，自動切斷電路。

熔體是熔斷器的主要元件，一般用低熔點鉛錫合金做成熔絲，大電流電路中使用的熔體是用銅銀制成的薄片。在熔體熔斷時將會產(chǎn)生強烈的電弧，熔化金屬飛濺，會燒傷人身或引起電路事故。因此，熔體要裝在外殼里面組成熔斷器。

常用的熔斷器為螺旋式，它的形狀與結(jié)構(gòu)如圖5—7 a，b所示。熔斷器的表示符號

如圖5—7c所示。

系列螺旋式熔斷器的額定電壓為500 V，額定電流為2 A，4 A，6 A，…，200 A等。熔絲額定電流、熔斷電流與線徑有關(guān)，具體數(shù)值見表5—1。

表5—1 部分鉛錫合金(鉛95％，錫5％)熔絲的額定電流和熔斷電流

直徑(mm)額定電流(A)熔斷電流(A)

0.50823

0.5592.33.5

0.612.64

0.713.35

0.8134.16

0.9154.87

1.22710

1.631116

1.831319

2.O31522

2.341827

2.652232

2.952637

3.263044

選擇熔斷器的容量時，應(yīng)根據(jù)電路的工作情況而定。對于工作電流穩(wěn)定的電路，如照明、電熱等電路，熔體額定電流應(yīng)等于或稍大于負載工作電流。在異步電動機直接啟動電路中，啟動電流可達到額定電流的4～7倍，此時熔體額定電流應(yīng)是電動機額定電流的2.5～4倍。

熔斷器發(fā)生熔斷時，尤其是熔絲爆斷時，切忌不加分析直接更換熔絲，或更換更大容量的熔絲，馬上投入使用。熔絲的熔斷主要是電路的故障導(dǎo)致的，應(yīng)確認排除故障，才可通電繼續(xù)工作。

§5—2 機床的幾種控制線路

一、點動控制線路

如圖5—8所示是接觸器點動控制線路。這種控制線路的特點是按下按鈕，電動機就轉(zhuǎn)動，松開按鈕，電動機就停轉(zhuǎn)，所以叫做點動控制線路。電動葫蘆的起重電動機控制，車床拖板箱快速移動的電動機控制等，都采用點動控制線路。

如圖5—8所示的電氣線路可分為兩部分，一是由三相電源L1，L2和L3經(jīng)熔斷器FU1和接觸器的三對主觸頭KM到三相異步電動機電路，是動力電路又稱主電路。二是由熔斷器FU2、按鈕SB和接觸器線圈KM組成的控制電路，又稱輔助電路。該線路的工作原理如下：

1．準(zhǔn)備使用時先合上開關(guān)S。

2．啟動與運行

按下SB線圈KM得電三對主觸頭KM閉合(電源與負載接通)電動機M啟動、運行。

3．停止

松開SB線圈KM失電三對主觸頭KM斷開(電源與負載斷開)電動機M停轉(zhuǎn)。

二、看懂機床控制線路的基本要領(lǐng)

為了便于掌握機床控制線路，下面介紹一些識圖的基本要求。

1．電氣原理圖

用以表達機床控制線路工作原理的是電氣原理圖。電氣原理圖是根據(jù)電氣作用原理用展開法繪制的，不考慮電氣設(shè)備和電氣元件的實際結(jié)構(gòu)及安裝情況，只作研究電氣原理與分析故障用。它能清楚地指出電流的路徑、控制電器與用電器的相互關(guān)系和線路的工作原理。

所謂展開法，就是把某個電氣設(shè)備的一條或數(shù)條電路按水平或垂直位置畫出，按照電路的先后工作順序一一排列起來，然后接到電源上。一般將主電路畫在圖樣左邊或上部，把控制電路畫在圖樣的右邊或下部。這種畫法可把同一電氣的部件分開，分別畫在主電路和控制電路的相應(yīng)部位，但要用同一符號表示。如圖5—8所示，接觸器的主觸頭在主電路中，而接觸器的線圈在控制電路中，但是都用KM符號表示，說明它們是同一電氣的部件。這樣使得主電路與控制電路容易區(qū)別，便于單獨對主電路與控制電路的各自工作過程，及它們的相互聯(lián)系進行分析。各電氣觸頭的位置是電路沒有通電或電氣未受外力的常態(tài)位置，分析控制線路工作時應(yīng)從觸頭的常態(tài)位置進行。

2．看圖的基本原則

看圖時，先分析主電路，然后研究控制電路，以及控制電路對主電路的控制作用。

主電路在電氣原理圖的左邊或上部，表示該電路通過電流較大，是給負載供電的電路，并受控制電路的控制。

控制電路在電氣原理圖的右邊或下部，表示該電路通過的電流較弱。控制電路是給控制電器供電的電路，又是控制主電路動作的電路。

(1)分析主電路。分析主電路應(yīng)注意如下內(nèi)容。

1)要搞清楚主電路的負載是什么，有幾個。知道負載的特點、用途、接法方式和具體要求。

2)要知道用電器是用什么電氣控制的，這樣才能更好地了解用電器的工作過程。

3)了解主電路中的保護元件和電氣。

4)最后要看電源是380 V，還是220 V，以及供電設(shè)備等。

(2)分析控制電路。分析控制電路應(yīng)注意如下內(nèi)容。

1)看電源是交流電源還是直流電源，是從什么地方接來的，電壓等級是什么。一般從主電路的一根相線和中線接來的是單相220 V，從兩根相線接過來的是單相380 V。若是從控制變壓器上接來的，目前常用的電壓值有l(wèi)27 V，36 V，6.3 V等：有時也采用直流電源。

2)看清楚控制電路的結(jié)構(gòu)是由什么電氣元件組成，根據(jù)控制電路分析主電路的動作情況。

3)知道各電氣元件之問的相互聯(lián)系。電路中所有的電氣元件都不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。在電路中有時是用甲電氣去控制乙電氣，再用乙電氣去控制丙電氣。所以要了解它們的相互聯(lián)系，知道動作的次序，才能清楚控制電路的控制作用。

最后還要看看是否還有其他電路，如機床照明電路等。

三、接觸器自鎖控制線路

在點動控制線路中，電動機運行時操作人員的手必須始終按下按鈕，否則電動機就要停轉(zhuǎn)。若要求電動機長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)，是不適宜的。可采用如圖5—9所示的接觸器自鎖控制線路。這種線路的主電路與如圖5—8所示的點動控制線路相同，不再重述。但在控制電路中增加一個常閉停止按鈕SB1，在常開啟動按鈕SB2的兩端，并聯(lián)了接觸器的一對常開輔助觸頭KM。

接觸器自鎖控制線路的工作原理如下：

1．準(zhǔn)備

使用時先合上開關(guān)S。

2．啟動

按下SB2使其常開觸頭閉合線圈KM得電

電動機M啟動運行

當(dāng)松開SB2，其常開觸頭恢復(fù)分斷后，因為接觸器的常開輔助觸頭KM仍然閉合，將SB2短接，控制電路仍保持接通狀態(tài)，所以接觸器線圈KM繼續(xù)得電，電動機能持續(xù)運轉(zhuǎn)。

這種松開啟動按鈕后，接觸器能夠自己保持得電的作用叫做自鎖，與啟動按鈕并聯(lián)的接觸器一、對常開輔助觸頭叫做自鎖觸頭。

3. 停止

按下SB1使其常閉觸頭立即分斷線圈KM失電

電動機M斷電停轉(zhuǎn)

當(dāng)松開SB1；

其常閉觸頭恢復(fù)閉合后，因接觸器的自鎖觸頭KM在切斷控制電路時已經(jīng)分斷，停止了自鎖，這時接觸器線圈KM不可能得電。要使電動機重新運行，必須進行重新啟動。

接觸器自鎖控制線路另一個重要特點是具有欠壓和失壓保護作用。當(dāng)電源電壓低于額定電壓85％時，稱為欠壓，由于某種原因突然斷電，稱為失壓。在工作過程中，出現(xiàn)欠壓或失壓時，接觸器電磁鐵的吸力將減弱或消失，接觸器的觸頭將恢復(fù)常態(tài)，電動機停轉(zhuǎn)，同時機床的運動部件也停止運行：車削刀具被卡在工件上，若沒有自鎖保護時，一旦恢復(fù)正常供電，電動機自行啟動，將會造成設(shè)備損壞和人身傷害事故。

采用這種接觸器自鎖控制線路，由于自鎖觸頭與主觸頭在欠壓或失壓時同時斷開。即使供電恢復(fù)正常，控制電路也不能接通，電動機不會自行啟動。操作人員可以從容地將卡住的刀具退出，重新啟動機床。

四、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路

大多數(shù)生產(chǎn)機械的運動部件，往往要求正反兩個方向運動。如銑床主軸正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，起重機的提升或下降，磨床砂輪架的起落等，都需要電動機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。要想改變異步電動機的轉(zhuǎn)向，必須將接在定子繞組三相電源的任意兩根相線對調(diào)。

如圖5—10所示是接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。使用了兩個接觸器KM1、KM2，分別控制電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。從主電路可以看出，兩個接觸器主觸頭所接通的電源相序不同，KM1按L1—L2一L3接線；

KM2按L3一L2一L1接線，所以能改變電動機的轉(zhuǎn)向。相應(yīng)地有兩個控制電路，由按鈕SB2和線圈KM1等組成正轉(zhuǎn)控制電路；

由按鈕SB3和線圈KM2組成反轉(zhuǎn)控制電路。

該控制線路的工作原理如下：

1．準(zhǔn)備

使用時先合上開關(guān)S。

2．正轉(zhuǎn)控制

按下SB2線圈KM1得電

3. 停車

按SB1

4. 反轉(zhuǎn)控制

按SB3線圈KM2得電

從上面分析可以看到，當(dāng)正轉(zhuǎn)控制電器工作時，反轉(zhuǎn)控制電路中串接的常閉輔助觸頭KM1是分斷的，使接觸器KM2不能得電，電動機不能反轉(zhuǎn)。同樣，在反轉(zhuǎn)控制電路工作時，正轉(zhuǎn)控制電路中串接的常閉輔助觸頭KM2，是分斷的，使接觸器KM1不能得電，電動機也不能正轉(zhuǎn)。就是說，正轉(zhuǎn)控制電路與反轉(zhuǎn)控制電路不能同時得電，主觸頭KM1和KM2不能同時閉合，否則將造成電源兩相短路事故。盡有接觸器KM1失電復(fù)位后，接觸器KM2才能得電；

同樣，只有接觸器KM2失電復(fù)位后，接觸器KM1才能得電。這種相互制約的作用稱為聯(lián)鎖(或互鎖)，所有的常閉輔助觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭(或互鎖觸頭)。由于聯(lián)鎖雙方是接觸器，所以把這種控制方式叫做接觸器聯(lián)鎖。

該控制線路還采用熱繼電器作過載保護，其熱元件FR串聯(lián)在主電路電。當(dāng)主電路電流超過額定值時：熱元件FR發(fā)熱使雙金屬片彎曲，將扣板脫扣，把控制電路中熱繼電器常閉觸頭FR分斷，控制電路失電，線圈KM1或KM2失電，主觸頭分斷，電動機停轉(zhuǎn)，這樣就起到了過載保護作用。若重新啟動，應(yīng)按下熱繼電器復(fù)位鍵，使常閉觸頭FR復(fù)位；

以保證控制電路的接通。

如圖5一10所示控制線路不足之處是改變電動機的轉(zhuǎn)向時，必須先停車，再啟動，對操作者不夠方便。

為了解決這個問題，可增設(shè)按鈕聯(lián)鎖。如圖5—11所示為雙重聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路。它采用復(fù)合按鈕，將正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2的常閉觸頭串接在反轉(zhuǎn)控制電路中，同樣將反轉(zhuǎn)控制電路中的啟動按鈕SB3的常閉觸頭串接在正轉(zhuǎn)控制電路中。圖中虛線相連的為同一按鈕的另外一對觸頭。這樣便可以保證正、反轉(zhuǎn)兩條控制電路不會同時被接通。

如圖5一11所示。在按下SB2時，其常閉觸頭先行分斷，斷開反轉(zhuǎn)控制電路，使接觸器KM2失電釋放，電動機停轉(zhuǎn)。與此同時SB2常開觸頭閉合，接通正轉(zhuǎn)控制電路，使接觸器KM1得電動作，電動機正轉(zhuǎn)。同樣，按SB3時，先行斷開正轉(zhuǎn)控制電路，使電動機停轉(zhuǎn)，與此同時，接通反轉(zhuǎn)控制電路，使電動機反轉(zhuǎn)。這種線路兼有接觸器聯(lián)鎖和按鈕聯(lián)鎖的優(yōu)點，操作方便，安全可靠且反轉(zhuǎn)迅速，因此，應(yīng)用廣泛。

五、C620—1型車床控制線路

如圖5—12所示是C620一1型車床控制線路。動力電路由電源開關(guān)S1、主軸電動機電路和冷卻液泵電動機電路組成?？刂齐娐酚芍鬏S電動機控制電路、冷卻液泵電動機控制電路、照明電路等部分組成。

動力電路有兩臺三相異步電動機，M1是車床主軸電動機，M2是冷卻液泵電動機，由接觸器KM控制，它們都接在主觸頭KM的一側(cè)。冷卻液開關(guān)S2，通常放在常開的位置。M1與M2分別接有熱繼電器FR1和FR2，經(jīng)過熔斷器FUZ接至開關(guān)S1。

車床主軸控制電路由三相電源L1和L2相供電。由串聯(lián)的熱繼電器FR1和FR2的常閉觸頭，與接觸器線圈KM相聯(lián)，再接啟動按鈕SB2及并聯(lián)的自鎖觸頭KM、停止按鈕SB1。

冷卻液泵電動機由負荷開關(guān)S2控制。

機床照明電路中，EL是車床照明燈，S3是照明燈開關(guān)，TR是380 V/36 V變壓器，照明燈由變壓器副邊供給36 V安全電壓。

該線路的衛(wèi)作原理如下：

1．準(zhǔn)備

工作時先合上開關(guān)S1。

2．啟動

按下SB2線圈KM得電

3．停止

按下SB1線圈KM失電

4．照明

由S3控制EL燈的工作。

電路中各保護作用部分不再重述，請自己分析。

工作結(jié)束時，應(yīng)依次拉開S2，S3，S1等開關(guān)。

習(xí)  題

1. 繼電接觸器控制技術(shù)是使用極為廣泛的__________、__________的技術(shù)。

2．低壓電器一般指工作電壓低于__________的電器。

3．機床常用低壓電器在機床控制電路中主要起____________________等作用。

4．使用刀開關(guān)時，嚴禁在__________的情況下接通或斷開有負載電路。操作刀開關(guān)時要__________，不能動作遲緩，猶豫不決。動作越慢，越容易__________，越影響開關(guān)使用壽命，越容易出危險。

5．按鈕一般通過__________固定在操作面板上，使用時注意一旦松動，要及時加固，防止按鈕被按入面板內(nèi)，導(dǎo)致__________。

6．接觸器主觸頭受__________影響，使用壽命較短，應(yīng)定期檢查監(jiān)視觸頭使用情況。

7．接觸器主觸頭出現(xiàn)問題，可能導(dǎo)致__________、__________和__________等問題。

8．禁止接觸器在__________情況下控制負載工作。

9．正常工作的接觸器有輕微的振動聲，一旦__________，應(yīng)及時通知專業(yè)人員。

10．電動機在運行過程中，由于長期負荷過大、頻繁啟動、缺相運行等原因，都可能使電動機定子繞組的電流超過額定值，這種現(xiàn)象叫做__________。

11．熱繼電器是用于保護____________________的，熔斷器用于保護__________。

12．什么生產(chǎn)機械常采用點動控制線路?這種控制線路的特點是什么?

13．結(jié)合圖5—9簡述自鎖作用。

14．三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制線路是根據(jù)__________原理設(shè)計的?

15．結(jié)合圖5—10，說明聯(lián)鎖的使用目盼。

16．結(jié)合圖5—11，說明雙重聯(lián)鎖好處。

17. 畫圖說明自鎖觸頭和互鎖觸頭在控制線路中各是怎樣連接的?

18．?dāng)⑹鯟620一1型車床控制線路的啟動、停止工作過程。

第六章 安全用電

本章學(xué)習(xí)要點：

1．明確可能發(fā)生觸電的情況、觸電可能的危害。

2．熟悉安全用電措施，熟悉接地保護措施。

3．能夠準(zhǔn)確描述觸電急救的方法、電火警的應(yīng)急處理方法。熟悉對所用設(shè)備的聽、看、聞、摸的要領(lǐng)。熟悉防雷擊的要點。

安全問題無小事。安全用電是用電環(huán)境中永恒的話題，永遠的任務(wù)。掌握必要的安全用電知識，可以使自己避免觸電的危險，關(guān)鍵時還可以幫助別人，保護財產(chǎn)。

§6—1 觸 電

一、觸電事故

機床是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的生產(chǎn)設(shè)備。機床配電線路與機床緊密相連，裝配時電氣應(yīng)具有良好的絕緣設(shè)置，但長期工作的絕緣材料容易發(fā)生老化或破損，造成漏電。人體不慎接觸或接近帶電體會發(fā)生觸電。

人體接觸或接近帶電體，而引起局部受傷或死亡的現(xiàn)象稱為觸電。

按人體受傷害的程度，觸電可分為電傷和電擊兩種。電傷是

指人體外部受傷，如電弧灼傷，與帶電體接觸后的皮膚紅腫，大電流下熔化金屬飛濺燒傷皮膚等。電擊則是指人體內(nèi)部器官受損傷的現(xiàn)象。電擊是電流流過人體而引起的，人體常因電擊而死亡，所以它是最危險的觸電事故。電擊傷人的程度，與流過人體電流的頻率、大小、途徑、持續(xù)時間長短以及觸電者本身的情況有關(guān)。實踐證明，頻率為25～300 Hz的電流最危險，隨著頻率的增加，危險勝減小。人體通過1 mA的工頻電流，就有麻木的感覺，電流大于50 mA，就會有生命危險，100 mA的工頻電流則足以致人死亡。電流通過心臟和大腦易發(fā)生死亡事故，所以頭部觸電或左手到右腳觸電最危險。另外，人體通電時間越長，危險性越大。

通過人體的電流大小與觸及的電壓、人體的電阻有關(guān)。人體電阻與觸電部位皮膚表面的干濕情況，接觸面積的大小及身體素質(zhì)有關(guān)。人體電阻各不相同，通常人體電阻約800歐至幾萬歐。若人體電阻為1 k，觸及50 V工頻電源，流過人體電流為50 mA，就有生命危險。所以國家規(guī)定安全電壓額定值等級為42 V，36 V，24 V，12 V，6 V。但必須注意，42 V或36 V并非絕對安全，在充滿導(dǎo)電粉末、相對濕度較高或酸堿蒸氣濃度大等情況下，可能發(fā)生觸及36V電壓而死亡的事故。在上述情況下，必須使用24V或更低等級的電壓。

除上述兩種觸電情況外，還有高壓電弧觸電和跨步電壓觸電。高壓電弧觸電是人體接近高壓帶電體時，由于兩者電位差很大而引起電弧，使人觸電傷亡。

當(dāng)高壓線破斷落地時，以高壓線為中心在其周圍形成一個強電場，如圖6一1所示。當(dāng)人或牲畜走入斷線點8 m以內(nèi)的電場時，由于前后腳之間有較高的電壓引起觸電，這種觸電稱為跨步觸電。

二、觸電原因及方式

常見的觸電原因有三個方面：一是缺乏電氣知識，如用潮濕的手去開關(guān)電燈。接觸電氣，或者發(fā)現(xiàn)有人觸電時，不去迅速拉斷電源，直接去拉觸電者而造成觸電；

二是違章操作，明知不準(zhǔn)帶電操作，而冒險進行，結(jié)果觸電受傷或死亡；

三是輸電線或電氣設(shè)備的絕緣老化或破損，造成漏電，人體觸碰時造成觸電事故。觸電方式有兩種，一是人體直接與正常帶電體接觸。如圖6—2a所示，在三相四線制配電中，人的手觸及一根相線時稱為單相觸電。這時人體處在相電壓下，電流從人手經(jīng)過全身，由腳經(jīng)地回到電源中線，這是十分危險的。如果腳與地面橡膠絕緣，則回路電阻增加，電流減小，危險性會大大減小。若身體出汗或赤腳著地，回路電阻減小，危險性增加。

在三相三線制的配電線路中，沒有中線，但輸電線與大地之間存在電容，交流電也能形成通路。二只手觸及任一相線時，能形成單相觸電，如圖6—2所示。

在三相電路中若人體與兩根相線接觸，如圖6一3所示為兩

相觸電。此時，人體在線電壓作用下，危險性變大。

另一種觸電方式是與正常工作的不應(yīng)帶電的金屬部分接觸而觸電。例如，電動機金屬外殼。由于定子繞組絕緣損壞，漏電繞組與外殼相碰，人體觸及電機金屬外殼時，會使人體觸電，如圖6—4所示。

§6—2 安全用電措施

一、常用安全用電措施

安全用電的基本原則是不接觸低壓帶電體，不靠近高壓帶電體。常用的安全用電措施如下：

1．火線必須進開關(guān)

在開關(guān)處于分斷狀態(tài)時，用電器就不帶電，有利于維修和避免觸電。

2．合理選擇照明電壓

一般工廠和家庭照明選用220 V電壓供電。機床照明決不允許選用220 V電壓供電：而應(yīng)選36 V以下電壓供電。

3．合理選擇導(dǎo)線和熔絲

導(dǎo)線通過電流時，不允許過熱，所以導(dǎo)線的額定電流應(yīng)比實際電流大些。而熔絲在電路中起保護作用，要求電路短路時熔絲能迅速熔斷，應(yīng)選比額定電流稍大的熔絲來保護較大電流的電路。

4．電氣設(shè)備應(yīng)有一定的絕緣電阻

電氣設(shè)備金屬外殼與通電線圈之間必須有一定的絕緣電阻，否則當(dāng)人體觸及正在工作的電氣設(shè)備。(如電動機、電風(fēng)扇)的金屬外殼時，就會觸電。通常要求固定電氣設(shè)備的絕緣電阻不應(yīng)低于1 M，可移動的電氣設(shè)備絕緣電阻應(yīng)大于1 M。

5．電氣設(shè)備的安裝要正確

電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)安裝說明書進行安裝。帶電部分應(yīng)加防護罩，高壓帶電體更應(yīng)注意有效防護，使一般人無法靠近高壓帶電體。必要時應(yīng)加聯(lián)鎖裝置以防觸電。

6．采用各種保護用具

如絕緣手套、絕緣鞋、絕緣鉗、棒、墊等，以保證工作人員安全操作。在家庭中可使用干燥的木質(zhì)桌凳、玻璃、橡皮等做保護用具，保證人身安全。

7．正確使用移動電具

使用手電鉆等移動電具必須戴絕緣手套，調(diào)換鉆頭時應(yīng)切斷電源。

8．嚴禁違章冒險

一般不允許帶電操作，緊急情況急需處理帶電電氣時要用右手，將左手放在口袋中，以減少電傷害程度。

9．正確使用、遵守安全標(biāo)志要求

現(xiàn)在企業(yè)用電比較規(guī)范，重要場合都有明顯的標(biāo)志，要養(yǎng)成正確使用、遵守安全標(biāo)志要求的習(xí)慣。安全標(biāo)志有如下幾個種類：

禁止類：禁止合閘，有人工作；

禁止攀登，高壓危險；

禁止合閘，線路有人工作；

允許類：在此工作；

提示類：由此向下；

警告類：止步，高壓危險。

二、電氣設(shè)備的保護接地和保護接零

在正常情況下電氣設(shè)備的金屬外殼是不帶電的。但在絕緣損壞時外殼就會帶電。為保證人體觸及漏電設(shè)備金屬外殼不會觸電，通常都采用保護接地或保護接零的安全措施。

1．保護接地

把電動機、變壓器、鐵殼開關(guān)等不帶電的金屬外殼或構(gòu)架與大地做可靠的連接，稱作保護接地。通常采用深埋在地下的角鐵、鋼管作為接地體。接地電阻不得大于4。

保護接地適甩于1 000 V以上的電氣設(shè)備以及電源中線不直接接地的1 000 V以下的電氣設(shè)備。如圖6—5所示，電動機采用了保護接地。這樣即使人體觸及漏電的電氣設(shè)備的金屬外殼也不會觸電；

因人體電阻比接地體電阻大得多，兩者并聯(lián)，則漏電電流幾乎全部經(jīng)接地電阻流人大地，從而保證了人身安全。

所有涉及人身安全的設(shè)備，都應(yīng)采取可靠的接地保護。

2．保護接零

將電氣設(shè)備在正常情況下，不應(yīng)帶電的金屬外殼或構(gòu)架與供電系統(tǒng)中的零線連接，叫做保護接零，如圖6—6所示。

保護接零適用于三相四線制中線接地系統(tǒng)中的電氣設(shè)備。接零后若電氣設(shè)備的某相因破損而漏電時，叫做該相短路。短路電流立即將熔斷絲燒斷或采取其他保護電器動作，切斷電源以避免觸電危險。

如圖6—7所示是單相用電器(如電風(fēng)扇、洗衣機)使用的三腳插頭和三孔插座。插頭的正確接法是把用電器會屬外殼用導(dǎo)線接在插頭的2號插腳上。單相用電器保護接零時，必須注意把用電器的金屬外殼用導(dǎo)線直接與保護零線相連，而絕不允許將金屬外殼直接與用電器零線相連，如圖6—8所示。如圖6—8b所示是單相用電器保護接零的錯誤接法，這種接法一旦零線熔絲熔斷，用電器的金屬外殼就帶電，將會造成人體觸電。

三、安全用電十不準(zhǔn)

1．不準(zhǔn)帶電移動電氣設(shè)備。

2．不準(zhǔn)赤腳站在地面上帶電作業(yè)。

3．不準(zhǔn)掛鉤接線。

4．不準(zhǔn)使用三危線路。三危線路是指對地距離不符合要求的“攔腰線、地爬線、碰頭線”。

5．所有進行電氣操作及值班工作人員不準(zhǔn)喝酒。

6．不準(zhǔn)帶負荷拉刀閘。停電時先拉分開關(guān)再拉總開關(guān)，送電時則順序相反。

7．對電氣知識一知半解者，要嚴加管理，不準(zhǔn)玩弄電氣設(shè)備或亂拉亂接線。

8．照明不準(zhǔn)一線一地制。

9．不準(zhǔn)約時停、送電。

10．不準(zhǔn)私設(shè)電網(wǎng)。未經(jīng)公安及主管部門批準(zhǔn)，任何單位和個人私設(shè)電網(wǎng)都是違法行為。

§6—3 電氣事故及緊急處理

一、觸電急救

1．觸電解救

凡遇到觸電者，救護人員要采取最快的辦法使觸電者迅速脫離電源。如果距離電源開關(guān)或插座較近，當(dāng)立即切斷電源或者用干燥的竹竿或木棒打掉帶電體使觸電者脫離電源；

救護者也可用絕緣鉗或戴絕緣手套、穿絕緣鞋，將觸電者拉離電源。千萬不能赤手去拉觸電者!

2．緊急救護

在觸電者脫離電源后，應(yīng)立即進行現(xiàn)場緊急救護并及時報告醫(yī)院。當(dāng)觸電者還未失去知覺時，應(yīng)將他抬到空氣流通的地方休息，不能讓他亂走亂動。當(dāng)觸電者出現(xiàn)心臟停搏、無呼吸等假死現(xiàn)象時，應(yīng)在現(xiàn)場采用人工呼吸或胸外擠壓法進行搶救。決不能給休克者注射強心針劑。

人工呼吸法適用于有心跳但無呼吸的觸電者，如圖6—9所示。

首先將觸電者仰臥在平地上，鼻孔朝天頸后仰。然后清理口鼻腔的阻塞物使其通暢，解扣松衣使觸電者身體放松。做人工呼吸時，要捏住觸電者鼻子，貼嘴吹氣；

松開鼻子讓廢氣從鼻、口排出。每隔3～5 S重復(fù)一次。

胸外擠壓法適用于有呼吸但無心跳的觸電者。具體操作方淮如圖6—10所示。觸電者仰臥在平地上，松扣解衣，救護者把一只手的中指對準(zhǔn)凹膛，手掌平鋪前胸，然后掌根用力下按，迫使心臟血液流出心房。突然松手，讓血液流回心房。每隔1 S重復(fù)一次。

當(dāng)觸電者既無呼吸又無心跳時，可同時采用人工呼吸法和胸外擠壓法進行急救。

二、對電氣設(shè)備做好監(jiān)護

機床的電氣控制線路或電器在運行過程中。往往會產(chǎn)生一些故障，如電動機不能啟動或停車，甚至發(fā)生電動機燒毀等事故。事故發(fā)生之前通常都有異?，F(xiàn)象。如果操作人員能及時覺察并采取措施，就可以避免事故發(fā)生，做到安全生產(chǎn)。

做好運行中的監(jiān)護工作，首先必須熟悉電動機或電氣的性能，才能分辨它們在運行中出現(xiàn)的癥狀是否異常。監(jiān)護工作是通過操作人員的感官進行的，一般方法是聽、聞、看、摸。

1．聽

就是注意電動機和電氣的聲響是否正常。如電動機正常運行時發(fā)出均勻輕微聲，過載時出現(xiàn)“嗡嗡”聲，軸承損壞時出現(xiàn)“喀喀”聲；

交流接觸器正常動作時發(fā)出“叭噠”聲，出現(xiàn)故障時，聽不到聲音或出現(xiàn)抖動聲。

2．聞

就是注意電動機和電氣在運行中是否出現(xiàn)怪味。正常情況下是沒有怪味的，如聞到焦臭味，可能是電動機或電氣繞組的絕緣材料將要燒損。

3．看

就是觀察電動機和電氣運行中是否有冒煙或打火現(xiàn)象。若有這種現(xiàn)象可能是繞組正在燒損，或者接頭有松斷處。此外，還要觀察電動機運行中有無振動現(xiàn)象。

4．摸

就是觸摸電動機和電氣外殼溫度是否正常。如果過熱，可能是電動機或電氣繞組燒損前的征兆，應(yīng)立即停車檢修。

注重運行中的監(jiān)護工作，可及時發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，采取適當(dāng)措施，找有關(guān)人員進行檢查和修理。這樣可以減少事故，特別是可以避免嚴重事故的發(fā)生。

三、電火警的緊急處理

發(fā)生電火警時，最重要的是立即切斷電源，然后救火，并及時報警。

沒有確切知道電源是否被切斷時，決不能用水或普通滅火器滅火，因為萬一電源未被切斷，就會造成觸電?？蛇x用四氯化碳滅火器、砂土等滅火。也可用二氧化碳滅火器滅火，但使用時應(yīng)注意，不要噴射到人的皮膚或臉上，以防凍傷和使人窒息。

救火時不要隨便扯動電線或觸及電氣設(shè)備。搶運物品時，要留心地上的電線。

四、防雷擊的安全措施

通常在高大建筑物或在雷區(qū)的每個建筑物的頂部，安裝避雷針來預(yù)防雷擊。對于使用室外電視機或收錄機天線的用戶，應(yīng)裝避雷器或防雷用轉(zhuǎn)換開關(guān)。在正常天氣時將天線接人室內(nèi)，在雷雨前將天線轉(zhuǎn)接到接地體上；

以防由天線引人雷擊。

在雷雨天氣人們盡量少外出走動，更不要在大樹下避雨，不應(yīng)站在高處，而應(yīng)蹲在低處且兩腳并攏。

習(xí)  題

1．人體接觸或接近帶電體，而弓l起局部受傷或死亡的現(xiàn)象稱為__________。

2．按人體受傷害的程度，觸電可分為__________和__________兩種。

3．高壓電弧觸電是指______________________________。

4．跨步電壓觸電是指______________________________。

5．發(fā)生電火警時，最重要的是立即__________，然后__________，并及時__________。

6．對電氣設(shè)備做好監(jiān)護的四字要訣是__________。

7．觸電解救是指______________________________，觸電急救是指______________________________。觸電急救一般有__________和__________兩種辦法。

8．受電擊者在__________情況下，使用人工呼吸法施救；

在__________情況下，使用胸外擠壓法施救，在__________情況下，使用兩種方法施救。

9．請寫出五種以上安全用電措施。

10．畫圖說明保護接地和保護接零兩種保護措施的接線方法。

11．列出五種以上用電禁忌。

《電工基礎(chǔ)知識》

建議課時安排

主要內(nèi)容教學(xué)重點課時

第一章 直流電路

1—1 電學(xué)的基本物理量

1—2 電路

1一3 歐姆定律

1一4 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路

1—5 電工測量基本知識

電量基本概念

萬用表的使用

歐姆定律及應(yīng)用

電阻器的串、并聯(lián)形式及應(yīng)用思想

第二章 電磁的基本知識

2一1 磁的基本知識

2—2 電流的磁場

2—3 電磁感應(yīng)

2—4 自感、互感

各種電磁現(xiàn)象

定性掌握磁場對電流的作用

定性掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感互感現(xiàn)象

第三章  正弦交流電路

3—1 正弦交流電的產(chǎn)生

3—2 正弦交流電的三要素

3—3 正弦交流電的表示法

3—4 單相交流電路

3—5 三相交流電路

3—6 常用電氣照明電路

正弦交流電的概念及參數(shù)

R，L，C三種電路的應(yīng)用特點

三相電路的連接形式

照明燈具特點及驗電筆使用

第四章 變壓器與三相異步電動機

4一1 變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

4—2 三相異步電動機的用途和結(jié)構(gòu)

4—3 三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理

4—4 三相異步電動機的使用

4—5 單相異步電動機

變壓器安全使用知識

三相異步電動機結(jié)構(gòu)、運轉(zhuǎn)機理及使用要點

第五章 簡單機床電路

5—1 常用低壓電器

5—2 機床的幾種控制線路

低壓電器的外形用途、可能的問題

第六章 安全用電

6一1 觸電

6—2 安全用電措施

6—3 電氣事故及緊急處理

第3篇

【關(guān)鍵詞】電工基礎(chǔ)；學(xué)科檢測；策略

《電工基礎(chǔ)》是中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校電類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它的任務(wù)是使學(xué)生具備從事電氣、電子工作的高素質(zhì)勞動者或初級、中級專門人才的電工基本知識、基本理論和基本技能，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。課改之后，《電工基礎(chǔ)》學(xué)科檢測的成績納為電工中級證的筆試成績。另一方面，中職學(xué)生入學(xué)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力差，而學(xué)科檢測內(nèi)容增加了大量的電工考證的考核內(nèi)容，出題形式也越趨于靈活與技能考核方面，這些問題都對學(xué)生學(xué)科檢測考試的通過率造成一定的影響。因此，電工基礎(chǔ)學(xué)習(xí)必須從學(xué)生實際情況與電工實際情況出發(fā)，認真研究考試大綱，明確考試要求，狠抓理論知識復(fù)習(xí)，逐步提高考生的電路分析能力和綜合技能水平，以達到學(xué)科檢測大綱的基本要求。下面結(jié)合近幾年《電工基礎(chǔ)》學(xué)科檢測試題，談一下備考策略。

一、加強基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，重視知識體系建構(gòu)

電工基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)一定要堅持以大綱為綱，以教材為本，以實際技能為要，切不可離開教材，離開大綱，脫離學(xué)生實際情況，結(jié)果丟失了基礎(chǔ)知識，實際分析能力也很難提高。近幾年學(xué)科檢測考試的命題增加了35﹪以上的電工考證基礎(chǔ)題，考題范圍已經(jīng)遠遠超過原教材的范疇，因此，緊握新大綱尤為重要。只要按大綱的要求，扎扎實實的逐個知識的進行復(fù)習(xí)，就可以拿到基礎(chǔ)分。從近幾年的學(xué)科檢測考題來看，雖然考試形式和內(nèi)容都有了很大的變化，但是考題中電工基本知識和基本常識的考查比例基本都保持在70﹪以上，特別是以單項選擇題和判斷題考查基礎(chǔ)知識的大都比較簡單，只是教材題目的簡單變形。

例1 頻率為 的交流電，周期為 。（ ）（2007年學(xué)科檢測題判斷題）

例2 已知電阻 ，若將 與 并聯(lián)于電路中，則在正常工作狀態(tài)下它們的電流之比 ，電壓之比 。（2008年學(xué)科檢測填空題）

這類題目只要掌握了教材的基本概念、基本定律就容易解答。

考題中電工基礎(chǔ)往往結(jié)合電工實際情景或電路來出題，復(fù)習(xí)中要特別注意培養(yǎng)學(xué)生解題靈活性。

例4 電爐的電熱絲斷了，剪去六分之一后，再接回原電路中使用，則電爐的電功率將（）。（2011年學(xué)科檢測題單選題）

A.變大 B.變小 C.不變

例5 一標(biāo)有“ ”的白織燈接在 電源能正常發(fā)光，現(xiàn)將一“ ”的白熾燈并聯(lián)在原來的白熾燈上，此時 白熾燈的亮度（）。（2007年學(xué)科檢測題選擇題）

A. 不變 B. 變亮 C. 變暗 D. 熄滅

電工基礎(chǔ)既是一個完整的知識體系，也是電類專業(yè)學(xué)生的技能基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)中既不可因?qū)W生基礎(chǔ)差就選一些學(xué)生能夠接受的知識學(xué)習(xí)，東練西講，不成體系，學(xué)生不易理解也不易記憶，更難以靈活應(yīng)用。當(dāng)然，我們也不能過于注重知識體系的學(xué)習(xí)而忽略了學(xué)生基礎(chǔ)差的實際情況。這樣即使教師把知識鏈條設(shè)計好了、教好了，學(xué)生在學(xué)習(xí)中卻困難了，照樣也會出現(xiàn)知識斷鏈的情況。因此，對于難點課題，教師方面應(yīng)采用多維的教學(xué)方法，由淺到深、由易到難、層層遞進，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)實際設(shè)計學(xué)習(xí)和練習(xí)過程，學(xué)生方面應(yīng)聯(lián)合實際電工情景多學(xué)多練?？荚嚧缶V對知識體系的要求是完整的，我們必須研究大綱，按知識點學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，每一章每一節(jié)都一一過關(guān)，逐個知識點擊破。

二、注意綜合技能練習(xí)，提高實際應(yīng)用能力

電工基礎(chǔ)不是單純的理論課程，它的每個章節(jié)的學(xué)習(xí)都是為了電路分析和電路實際應(yīng)用做準(zhǔn)備的。近幾年的學(xué)科檢查的考核內(nèi)容關(guān)于電工實際方面的篇幅越來越多。除了考試大綱在原教材之外增加了安全與觸電急救、電工儀表與工具、照明電路的安裝與操作等電工考證考點之外，對于原教材的考核也與實際聯(lián)系密切。

例7 市售的 移動插座，可用于大功率電器（如電磁爐等）。（2011年學(xué)科檢測題判斷題）

例8 兆歐表正常工作時，搖動手柄的轉(zhuǎn)速是（）。（2011年學(xué)科檢測題單選題）

A. B. C.

因此，學(xué)習(xí)的過程不能脫離電工情景和實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在每一節(jié)的學(xué)習(xí)當(dāng)中創(chuàng)設(shè)電工實際情景，增加問題探究和技能的訓(xùn)練。

三、模擬考試匯總復(fù)習(xí)、專題復(fù)習(xí)互助提高

學(xué)習(xí)的第三階段是綜合訓(xùn)練，模擬考試階段。這個階段的主要任務(wù)是進行考試模擬訓(xùn)練，做好試題評講和考試策略指導(dǎo)，訓(xùn)練學(xué)生的考試能力和心理。教師和學(xué)生共同研究歷屆學(xué)科檢測考題，掌握考試出題模式，考試側(cè)重點，并對每一次模擬考試情況進行試卷分析，針對知識薄弱點對應(yīng)的設(shè)立專題開展補充復(fù)習(xí)。

1.研究考試題型特點，出好綜合模擬試題

模擬測試是綜合訓(xùn)練的主要方法之一，要認真研究試題特點，出好模擬檢測題。以近三年的學(xué)科檢測考題為樣板來設(shè)計試題，試題的題量、題型、難度、知識覆蓋面、分數(shù)分布情況應(yīng)和學(xué)科檢測題相同?？荚嚽爸辽龠M行三至四次的模擬檢測，使三套題相互補充，相得益彰覆蓋整個考試內(nèi)容，并且突出考試重點，同時也使學(xué)生適應(yīng)正式考試的環(huán)境和模式，克服怯考的心理。

2.做好考試情況分析，進行專題補充復(fù)習(xí)

每次考試之后，老師和學(xué)生要共同做好試卷的評講和試題的分析工作?？偨Y(jié)歸納出：一、考試的方法和策略；二、找出知識的薄弱點，主要講解試題的重點內(nèi)容和學(xué)生經(jīng)常出錯的題目。模擬檢測后，針對知識的薄弱點，有效的開展專題補充復(fù)習(xí)。

3.提倡學(xué)生獨立學(xué)習(xí)，實行小組互助學(xué)習(xí)

第4篇

關(guān)鍵詞 電工基礎(chǔ) 實驗 改革 聯(lián)系實際

《電工基礎(chǔ)》是主要介紹電路基礎(chǔ)知識、直流電路、磁場與電磁感應(yīng)以及交流電路等知識，是學(xué)好電工專業(yè)課程的基礎(chǔ)。《電工基礎(chǔ)》是中等職業(yè)學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,它具有抽象性、實驗性、專業(yè)性等特點。大多數(shù)學(xué)生感到:《電工基礎(chǔ)》課,原理枯燥難懂、實驗深奧難明、習(xí)題面廣難解,于是厭學(xué)、厭聽、厭鉆的情緒油然而生!

一、課程體系

（一）內(nèi)容抽象，整體性強。

《電工基礎(chǔ)》課程的理論性首先體現(xiàn)在概念多、基本知識點多、單位制較復(fù)雜上。如“磁場與磁路”這部分內(nèi)容，基本概念有磁力線、磁感應(yīng)強度、磁通、磁路等，概念多而且較抽象；基本知識點有磁場的性質(zhì)、安培定則等；單位制有特、韋、高斯等，不常用，易遺忘。其次要有一定的數(shù)學(xué)功底，“電工基礎(chǔ)”中公式繁多、復(fù)雜，解題的方法較為靈活，電路邏輯性較強，扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是學(xué)好此課程必要條件。另外其內(nèi)容有較強的整體性，例如“單相正弦交流電路”知識分為兩個層次，層次一是層次二的前導(dǎo)和基礎(chǔ)，層次二是層次一知識的繼續(xù)和深化。它們是逐步展開和逐步深入的，且脈絡(luò)清晰，共同組成一個密切相關(guān)的整體。

（二） 實驗的重要性。

《電工基礎(chǔ)》的實驗課是學(xué)生對事物認識的實踐環(huán)節(jié)，它培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，是技能的基本訓(xùn)練部分。學(xué)生通過實驗獲得感性認識，驗證和鞏固所學(xué)的基本理論，加強對基本概念和基本定律的理解。通過電路實驗環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握一般電量的基本測試方法和調(diào)試方法及能正確使用常用電工儀表與設(shè)備等。

二、教學(xué)方法改革

（一） 聯(lián)系實際，啟發(fā)學(xué)生思考。

在《電工基礎(chǔ)》的教學(xué)中善于引導(dǎo)和充分發(fā)揮學(xué)生的想象力也是十分重要的。在講到閉合電路的歐姆定律時時，我問了這樣一個問題：如果在閉合電路中，外電路由兩個電阻串聯(lián)組成，其中一個電阻特別大，大到了無窮大，也就是斷開了，那么在斷口處的電壓是多少？有的學(xué)生感到茫然，有的學(xué)生說那就沒有電壓了。其實這個問題可用動態(tài)抽象的電路去想象——在那個逐漸變大的電阻兩端接上電壓表一直觀察，則電壓表讀數(shù)必然會越來越大，最終電壓表的讀數(shù)必然與電源電壓相同。

在研究兩點間電壓的計算時，很多學(xué)生認為如果一個原來閉合的電路中有某處斷開，那么斷開的兩點間的電壓為零。這時我讓學(xué)生思考為什么電線斷線后如果有人碰到就會觸電。學(xué)生很快理解了我的意思，明白斷開的兩點間的電壓并不為零。引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實際，挖掘?qū)W生的想象力不僅能加深學(xué)生對概念的理解，而且同時能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓他們感到學(xué)的東西有用。

（二） 注重學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)，培養(yǎng)自學(xué)能力。

教師不但要教給學(xué)生知識，更要教會學(xué)生如何獲取知識；不僅要重視教法，更要指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)法。在教學(xué)過程中，盡量多教給學(xué)生如何理解、分析、歸納、總結(jié)問題，避免死記硬背、機械理解，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會舉一反三，掌握學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)自學(xué)能力。

使傳統(tǒng)授課方式向具有啟發(fā)性、思維性、綜合性的授課方式發(fā)展，給學(xué)生思考和自學(xué)的空間，使學(xué)生在獲得電工電子技術(shù)知識的同時能學(xué)會像專家那樣思考問題，解決問題，激發(fā)其求知欲，活躍學(xué)術(shù)氛圍，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

在專業(yè)知識教學(xué)中，從器件、電路產(chǎn)生的背景和需求談起，然后講清其在系統(tǒng)中的作用、結(jié)構(gòu)的構(gòu)思方法，分析問題的特殊方法，再現(xiàn)“器件、電路的獲得過程”，并為解決新問題作好鋪墊。針對目前聽課人數(shù)越來越多的情況，每一堂課均很好地“設(shè)計問題”“引導(dǎo)思考”“假設(shè)結(jié)論”“探索求證”。使不同程度的學(xué)生在聽完課后都覺得值得回味，可以在不同層次上舉一反三。

（三）采用多種教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

為了充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，克服學(xué)生過分依賴教師的現(xiàn)象，在教學(xué)中摒棄滿堂灌的教學(xué)方法，除了上述的方法外，還采用：

1.基于興趣教學(xué)法，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)興趣和潛能；

2.基于問題教學(xué)法，教師提出幾個綜合性的問題，然后逐個加以分析，按設(shè)定條件一層層提出解決辦法，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會思路，學(xué)習(xí)解決問題的途徑。

第5篇

一、《電工基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)教學(xué)的重要意義

古語曰：“溫故而知新。”這就強調(diào)了復(fù)習(xí)的重要作用。

【關(guān)鍵詞】復(fù)習(xí)教

【中圖分類號】G424 【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】2095-3089(2012)03-0044-01

《電工基礎(chǔ)》是中等職業(yè)學(xué)校工科類各專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)核心課程。它既依賴數(shù)學(xué)知識，又要以物理為基礎(chǔ)，對于基礎(chǔ)相對薄弱的中職學(xué)生而言，無疑是一門難學(xué)的課程。

近年來的對口考試《電工基礎(chǔ)》試題十分突出對學(xué)生能力的考查，尤其是對理解知識能力與實際操作能力的考查。因此，如何幫助和指導(dǎo)學(xué)生在考前復(fù)習(xí)中完成整個《電工基礎(chǔ)》書本知識從厚到薄，再從薄到厚的吸收與運用就成了教學(xué)的重要課題。

一、搞好《電工基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)教學(xué)不容忽視的要點

《電工基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)教學(xué)要取得好的成效，不僅是教師注意教學(xué)方法就能夠做到萬無一失的。在此過程中，要求學(xué)生鼎力配合，有效整合課堂時間與其它學(xué)習(xí)時間。因此，搞好《電工基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)教學(xué)教師應(yīng)關(guān)注并做好以下幾點：

1.幫學(xué)生做好心理調(diào)適，注重教學(xué)的趣味性。非智力因素對學(xué)生《電工基礎(chǔ)》學(xué)科的學(xué)習(xí)和考試影響很大，所以要非常注重學(xué)生的心理調(diào)適。不同時期，學(xué)生表現(xiàn)出來的心態(tài)是不一樣的：復(fù)習(xí)初期，學(xué)生滿懷激情，充滿信心，努力約束自己的言行，對自己提出了較高要求。保護和延長學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情是第一階段心理調(diào)適的主要任務(wù)。到了中期，學(xué)生進入了學(xué)習(xí)上的“高原狀態(tài)”，學(xué)習(xí)熱情有所減退，疲勞感不斷加劇。這個階段要加強憂患意識教育。到了后期，高考臨近，學(xué)生的心理壓力增大，焦慮、煩躁、不安的心態(tài)表現(xiàn)出來。這時應(yīng)及時做好心理疏導(dǎo)，幫助學(xué)生放下包袱，讓他們輕裝上陣。

至于課堂教學(xué)，如果能從培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣入手，明確方向，確立目標(biāo)，就能取得較好的效果。愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”隨著素質(zhì)教育的提高，教學(xué)方法不能拘泥于“填鴨式”的講課，還應(yīng)有自學(xué)、習(xí)題、輔導(dǎo)、討論等多種教學(xué)組織形式。在習(xí)題課時，組織學(xué)生分組出題，分組答題，在競爭中點評習(xí)題，這樣課堂氣氛就活躍起來了。可以引進幻燈、投影、多媒體手段增強學(xué)生的感性認識，調(diào)動學(xué)生的興趣，加深學(xué)生對內(nèi)容的理解和記憶，充分調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)好奇心、求知欲。

2.教學(xué)上要求要“分槽喂養(yǎng)”，尊重學(xué)生的個性差異，真正實行“因材施教”。實施因材施教，盡可能做到使每位學(xué)生的積極性和潛能都發(fā)揮到極致，使每個人都能愉快地學(xué)習(xí)，主動地探求。實施因材施教需要教師注意教學(xué)的層次性，即對不同層次的學(xué)生制訂不同的復(fù)習(xí)要求，安排不同的練習(xí)，并進行分類指導(dǎo)。對低層次的學(xué)生首先要求把基礎(chǔ)知識弄懂，取得進步后就應(yīng)給予肯定與鼓勵；對高層次的學(xué)生則給予獨立思考的空間，讓他們接觸靈活性強的內(nèi)容。具體到課堂上，可以將不同難度的題目安排給不同層次的學(xué)生完成。

3.注意教學(xué)的反饋性，鞏固解題能力。每個單元復(fù)習(xí)結(jié)束都應(yīng)安排測驗，在測驗中才能看出學(xué)生的掌握情況。每次測驗都要進行分析、講評、總結(jié)，而不是單單對答案。測驗要根據(jù)教材重點精心設(shè)計題目。測驗要有系統(tǒng)性，由淺入深，不斷開拓學(xué)生思路，提高綜合解題能力。另外，建立錯題檔案是很成功的嘗試，要求學(xué)生準(zhǔn)備一本“錯題集”。學(xué)生對考試中暴露出來的問題要認真分析，爭取不再犯同樣的錯誤。教師可以針對容易混淆、經(jīng)常出錯的問題組織編寫試題組進行系統(tǒng)訓(xùn)練，實施“快節(jié)奏、強校正”的教學(xué)模式。

4.教學(xué)方略上，一定要強調(diào)在夯實基礎(chǔ)的同時，構(gòu)建好整個《電工基礎(chǔ)》的知識網(wǎng)絡(luò)。教師要在吃透考綱的基礎(chǔ)上制定周密的教學(xué)計劃，對所有的知識點逐一排查，讓學(xué)生對每個概念、規(guī)律不僅要知其然，更要知其所以然，明確與其它知識的聯(lián)系和區(qū)別。在復(fù)習(xí)過程中不能簡單地按照教材內(nèi)容的順序“炒冷飯”，要注意知識的相互聯(lián)系和滲透。例如，在第三章中，教材上先講疊加原理，再講電源變換。筆者認為，先講電源變換后，在疊加原理中可以出現(xiàn)電壓源和電流源共同作用的電路，而教材中只有兩個電壓源共同作用的電路。

二、行之有效的《電工基礎(chǔ)》復(fù)習(xí)課結(jié)構(gòu)安排策略

《電工基礎(chǔ)》總復(fù)習(xí)課的結(jié)構(gòu)可以按如下思路安排：明確復(fù)習(xí)目標(biāo)——形成知識體系——分析典型例題——概括思路方法——鞏固練習(xí)提高。

1.明確復(fù)習(xí)目標(biāo)。教師要依據(jù)大綱、教材、考試說明和學(xué)生實際來確定復(fù)習(xí)內(nèi)容。應(yīng)盡量選擇指導(dǎo)作用大、適應(yīng)范圍廣、使用價值高的基礎(chǔ)知識和基本技能為重點，制定出能切合教學(xué)班群體和個體實際的知識、技能和能力的復(fù)習(xí)目標(biāo)，充分發(fā)揮目標(biāo)的導(dǎo)向、激勵及評價作用。

2.形成知識體系。復(fù)習(xí)應(yīng)遵從一條最基本的原則：建立知識之間本質(zhì)上的聯(lián)系，形成較嚴格的知識體系。復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)可以重新組合，不必受教材體系的約束。教師應(yīng)以新的體系來組織復(fù)習(xí)教材，學(xué)生應(yīng)對每部分的電工知識進行系統(tǒng)化整理，做出具有自己理解的知識結(jié)構(gòu)圖。必定對每部分知識加深理解，更重要的是在頭腦里已經(jīng)形成知識網(wǎng)絡(luò)，為電工學(xué)科能力的形成打下堅實的基礎(chǔ)。

3.分析典型例題。學(xué)生形成了知識結(jié)構(gòu)后，要運用知識解決問題。運用的過程不僅要有像概念、規(guī)律這樣的陳述性知識作為基礎(chǔ)，還要有運用知識解決問題的程序。掌握程序性知識，則是形成學(xué)科能力的關(guān)鍵?，F(xiàn)在的教材著力于陳述性知識的表述，對于為解決問題而進行的思維活動過程所用的步驟一般來說是強調(diào)不夠的。如果單單只把注意力集中在陳述性知識的理解和記憶，那么學(xué)科能力還是得不到提高。所以，在復(fù)習(xí)課中，必須強化學(xué)習(xí)程序性知識的意識，要結(jié)合具體問題講授程序的全過程。講授中選擇的例題應(yīng)具有典型性、代表性。典型例題應(yīng)具備兩個特點：一是綜合性，這是總復(fù)習(xí)的綜合性、系統(tǒng)性決定的；二是通過這種題目的講解能讓學(xué)生掌握具有代表性的思路、方法、技巧。教師引導(dǎo)學(xué)生分析典型例題時，解題思路要清晰，解題步驟要合理，這樣才能引導(dǎo)學(xué)生形成解題技巧。

4.概括思路方法。概括思路方法就是要通過對典型例題的分析和求解掌握解決這一類問題的關(guān)鍵和規(guī)律。例如，在求復(fù)雜直流電路中某支路電流時，有支路電流法、網(wǎng)孔電流法、節(jié)點電壓法、疊加原理、戴維南定理、電壓源與電流源等效變換六種方法。

參考文獻

［1］周紹敏.電工基礎(chǔ)［M］.北京:高等教育出版社,2006.

［2］劉明.新編電工學(xué)題解［M］.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2002.

第6篇

關(guān)鍵詞 電工基礎(chǔ) 幽默 教學(xué)效果

電工基礎(chǔ)以物理學(xué)為基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)為工具，以直流電路、電磁現(xiàn)象、交流電和常用電子元件為研究對象，提出基本概念，闡述基本理論，分析基本方法。它內(nèi)容廣、概念多，題型雜，變化大，科學(xué)嚴謹性要求高，內(nèi)在知識聯(lián)系密切，抽象難學(xué)，再加上學(xué)生基礎(chǔ)知識、認知結(jié)構(gòu)水平不高，以及諸如學(xué)生心理狀態(tài)差、情緒低落等外在因素的影響，若教師依然采用初中“填鴨式”教學(xué)方法，教學(xué)效果將會極其差。

在電工基礎(chǔ)教學(xué)中加入幽默的元素，可以使教師的講課變得風(fēng)趣詼諧，幽默睿智；可以創(chuàng)造輕松快樂的教學(xué)環(huán)境，能喚起學(xué)生亢奮愉悅的心情，激發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)，引發(fā)學(xué)生對知識的興趣，使學(xué)生覺得學(xué)習(xí)樂在其中；可以使師與生和諧、使教與學(xué)統(tǒng)一，使教學(xué)達到事半功倍的效果。

教師在課堂上的幽默是一種藝術(shù)。在課堂教學(xué)中，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，適時地把幽默藝術(shù)運用于課堂，用幽默的語言來進行教學(xué)。本人結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗，淺談一下在電工基礎(chǔ)教學(xué)中如何運用幽默：

一、在第一次授課時加入幽默元素

好的開端是成功的一半。第一堂課運用幽默來創(chuàng)造輕松愉快的課堂氣氛，創(chuàng)造有利于師生情感溝通的樂學(xué)情境。幽默可以使學(xué)生消除各種心理障礙，使他們“親其師”而“信其道”，吸引學(xué)生積極參與教學(xué)活動。

每帶一屆新的學(xué)生，第一節(jié)課，我會先做自我介紹：鄙人姓李，桃李芬芳的李；輩分國，熱愛祖國的國；名字森，Sēn森。之所以這樣介紹，寓意如下：

1.告知學(xué)生，我熱愛你們，熱愛祖國，希望能感染學(xué)生同樣愛老師，愛祖國；

2.用拼音拼出“森”，是因為淮南方言的特點主要有：平翹舌不分；前后鼻音不分；h/f不分等。因為我普通話不是很好，加之上課又有激情，有時難免一口方言，引得同學(xué)發(fā)笑，若直言批評，反顯得不夠大度，若不聞不問，也不是關(guān)心學(xué)生成長的正確處理方式，因此，本人先自我解嘲——本人并非說不好普通話，因為太熱愛家鄉(xiāng)，以后課堂我蹦出家鄉(xiāng)話，你們應(yīng)該理解我那是不忘故土的表現(xiàn)。

二、激發(fā)學(xué)生對電工基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)興趣

電工基礎(chǔ)中的一些概念十分抽象，學(xué)生理解總是不得要領(lǐng)。若講授不得法，課堂氣氛必死氣沉沉，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會蕩然無存。即使采取了較為有效的教學(xué)法，一環(huán)緊扣一環(huán)，又容易使學(xué)生神經(jīng)過度緊張，壓力增強，造成身心疲勞，最終也會使學(xué)生一個接一個地走上厭學(xué)之路。例如在講授電壓、電位、電動勢這一章節(jié)時，電動勢的概念學(xué)生十分難理解。我在黑板上畫出干電池的剖面圖，正負極間接上開關(guān)和小燈泡，然后向?qū)W生講授：開關(guān)打開時，干電池的正極聚集很多正電荷，負極聚集很多電子，正極電位高于負極電位，正負極間有電壓，雖然正負電荷相互吸引，就像愛情中的男女，由于電路處于斷路狀態(tài)，電路中無電流，因此愛情的小燈泡并不會發(fā)光。當(dāng)開關(guān)閉合時，正電荷向負極跑，電子向正極跑，形成電流通路，小燈泡發(fā)光。當(dāng)開關(guān)閉合前正極聚集的正電荷跑完，電路依然有電流，這是為什么呢？因為在干電池的內(nèi)部儲存了大量的正電荷，這些正電荷都想跑到負極，找到屬于自己的愛情，是什么力才能讓它們從感情的“泥沼”里（用干電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)做出的形象比喻）順利上岸，踏上通往愛情的電路呢？這個力完成的功勞叫做什么呢？

學(xué)生思考幾分鐘后，很快就能給出答案：在電源的內(nèi)部，非電源力（化學(xué)能）把單位正電荷從電源負極移到正極所做的功，稱為該電源的電動勢。

我在欣慰的同時，還告誡學(xué)生：你們正處于求學(xué)階段，就是開關(guān)打開的階段，是你們好好學(xué)習(xí)、好好積累知識和技能的階段，不是你們尋找愛情的階段；當(dāng)你們學(xué)有所成，順利畢業(yè)和工作后，這個時候愛情的開關(guān)才會閉合。雖然愛情的電路（道路）是曲折的，但愛情的燈泡（前途）是光明的。這樣在教授學(xué)生知識的同時，又委婉含蓄地教導(dǎo)他們避免了早戀行為。

當(dāng)一個學(xué)生對他所學(xué)的學(xué)科發(fā)生興趣時，就會積極、主動、快樂的去學(xué)習(xí)，而不會感到是一種沉重的負擔(dān)。在教學(xué)中，適時、適當(dāng)、適量地創(chuàng)造出風(fēng)趣詼諧的幽默語言就能使學(xué)生繃緊的神經(jīng)為之一松，精神為之一振，在輕松愉快的氛圍中消除厭倦的學(xué)習(xí)心理，從而進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)動機，提高學(xué)習(xí)效率。

三、啟迪學(xué)生心智，提高學(xué)生綜合素質(zhì)

教師要根據(jù)學(xué)生求知、求動、求趣、求異、求新的心理特點，精心組織和設(shè)計電工基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容，把課本知識和生活實際聯(lián)系起來，創(chuàng)設(shè)出引人入勝、妙趣橫生的情境，使學(xué)生在輕松、活潑、自然的情境中快樂的學(xué)習(xí)，從而收到良好的教學(xué)效果。例如在講授色環(huán)電阻的標(biāo)識這一章節(jié)內(nèi)容時，我采用以疑激趣的方法引入課題：我在黑板上畫十個圓圈，但我怎么數(shù)只有九個，這是為什么呢？問題一出，學(xué)生便熱烈討論起來，有學(xué)生說我數(shù)錯了、漏數(shù)了等等答案，其實這只是一個腦筋急轉(zhuǎn)彎，當(dāng)我告知我是從“0”開始：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這樣數(shù)的時候，學(xué)生們頓時恍然大悟，原來數(shù)字0如此重要??！然后，把這十個數(shù)字分別用不同的顏色與之相對應(yīng)（0-黑，1-棕，2-紅，3-橙，4-黃，5-綠，6-藍，7-紫，8-灰，9-白），再加上0.1-金色和0.01-銀色，這就是電阻器用色環(huán)標(biāo)識的原理。怎么去記憶這毫無規(guī)律的數(shù)據(jù)呢？我問學(xué)生：我們淮南有兩大特產(chǎn)是什么，它們又是什么顏色呢？學(xué)生立刻回答：煤和豆腐，黑色和白色。然后我接著再問：大家都喜歡背古詩，如何把這組數(shù)據(jù)變成一首五言絕句呢？課堂氣氛又一次被點燃了。接著我讓學(xué)生看我是如何編寫的:12340,56789,棕紅橙黃黑，綠藍紫灰白。為什么這樣編寫呢？因為淮南方言中黑和白是近乎押韻的，再加上又是淮南兩大特產(chǎn)的顏色，學(xué)生很快就記住了色環(huán)電阻的顏色和與之相對應(yīng)的數(shù)字。

總之，在電工基礎(chǔ)的教學(xué)課堂上，教師應(yīng)努力營造民主和諧的教學(xué)氛圍。作為一名優(yōu)秀的教師，不應(yīng)該只把課堂當(dāng)作傳承知識的場所，更應(yīng)該把課堂當(dāng)作師生交流思想感情、碰撞智慧火花、啟迪智慧靈感的“磁場”。風(fēng)趣幽默的教學(xué)藝術(shù)，充滿了“磁性”和魅力，學(xué)生在開懷大笑中所接受的知識和懂得的道理，往往能夠銘記終身。

參考文獻：

第7篇

關(guān)鍵詞：電工教學(xué)；興趣；自信；技能；主動學(xué)習(xí)；培養(yǎng)

《電工基礎(chǔ)》是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握電路的基本組成及工作原理，并通過實訓(xùn)掌握一定的電工技能，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決一般電工問題的能力，提高其綜合素質(zhì)和職業(yè)能力，為進一步學(xué)習(xí)和專業(yè)工作打下基礎(chǔ)。由于《電工基礎(chǔ)》課理論性強，分析計算多，容易讓學(xué)生感到學(xué)而無用，產(chǎn)生厭學(xué)情緒。而近年來，我校中職生源又多是成績不理想的初中畢業(yè)生，基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)積極性不高，更增加了教學(xué)難度，教學(xué)質(zhì)量不如人意，因此有必要改變以往的課堂教學(xué)模式，因材施教，增加課堂吸引力，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)。以下結(jié)合我校學(xué)生的實際情況，談?wù)勎覍ι虾秒姽ふn的看法。

一、備課

備好課是上好課的先決條件，也是教學(xué)質(zhì)量得以保證的首要環(huán)節(jié)。教師要對所教的課程鉆研得越透徹、越深刻，就能講得越簡單、越清楚。中職學(xué)校電工課備課的內(nèi)容不僅包括教材的處理、學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)情況，還有實驗、實習(xí)的安排以及采用的教學(xué)形式等。首先教材是教學(xué)的依據(jù)，針對現(xiàn)階段中職生的實際情況，有必要對電工基礎(chǔ)教材內(nèi)容增刪取舍，對理論性強的知識點適當(dāng)降低難度，減少運算量。在處理教材的同時還需結(jié)合實踐進行補充、發(fā)揮，設(shè)計出讓學(xué)生容易接受且有興趣的課程內(nèi)容和相應(yīng)的教學(xué)方法。實訓(xùn)課不僅要準(zhǔn)備實驗報告、表格，還要提前補充所需的理論知識，分析出現(xiàn)的實際問題。備課全面，講課游刃有余，課堂感染力自然提升，有助于吸引學(xué)生的注意力。

二、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)信心的培養(yǎng)

“興趣是最好的老師。”在上電工課之前，教師要采取各種措施調(diào)動學(xué)生的積極性，使他們對以后的電工學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣。怎樣做才能達到這樣的效果呢？首先第一次課很關(guān)鍵，學(xué)生對泛泛而談的緒論不會留下深刻的印象，教師除了講述本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)以外，還要準(zhǔn)備實物演示，比如色環(huán)電阻、萬用電表測教室插座的電壓、電烙鐵的使用等，這些學(xué)生見過但不熟悉的電工工具會讓他們產(chǎn)生濃厚的興趣，感受到中職學(xué)校專業(yè)課的學(xué)習(xí)不僅要重視學(xué)，更重視做。有的學(xué)生雖然不是第一次課就能使他產(chǎn)生興趣，但第一次課很重要，上好第一堂課能啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電工的興趣，豐富學(xué)生的探索力，讓學(xué)生對本專業(yè)有所了解，增強學(xué)習(xí)專業(yè)課的信心。教師在以后的教學(xué)中也應(yīng)多采用實物、實驗這種直觀的教學(xué)方法，保持、發(fā)展學(xué)生的興趣。教師要詳細講解實驗、實訓(xùn)和目的、操作步驟，提前補習(xí)學(xué)生欠缺的專業(yè)知識，增強動手能力和信心，邊做邊學(xué)，鼓勵學(xué)生在探索中發(fā)現(xiàn)問題，在解決問題中理解知識，在理解知識的基礎(chǔ)上掌握教學(xué)內(nèi)容。大量教學(xué)實踐表明，凡具備了解決問題所需要的知識信息的學(xué)生，對解決問題、新知識的學(xué)習(xí)都充滿了信心和把握，思維活躍，能夠積極完成課程任務(wù)。另外，良好的師生關(guān)系不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也有利于他們良好個性的形成與發(fā)展。中職生多半自我認識不足、自控能力差、對功課漫不經(jīng)心，容易遭到訓(xùn)斥，這樣會挫傷他們的自信心和自尊心，甚至產(chǎn)生自卑心理，與老師產(chǎn)生對立情緒，不利于教學(xué)的開展。教師要做到不嘲諷、不打擊，多給予鼓勵和表揚，幫助學(xué)生克服不良習(xí)慣。只有在融洽的教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生才樂于學(xué)習(xí)、敢于問問題，逐步樹立自信心，保持學(xué)習(xí)的熱情和興趣。事實表明，許多成績不佳的學(xué)生并非是智力上的原因，而是非智力因素的缺陷所致。作為教師，應(yīng)充分認識到師生關(guān)系與學(xué)生個性、創(chuàng)造思維之間的關(guān)系，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造力發(fā)展?fàn)I造寬松的環(huán)境。

三、技能的培養(yǎng)

中等職業(yè)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)“具有綜合職業(yè)能力，在生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線工作的高素質(zhì)勞動者和中、初級專門人才”。因此，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、教師、學(xué)生都應(yīng)重視實訓(xùn)教學(xué)。在做中學(xué)、邊做邊學(xué)、先做后學(xué)，對學(xué)生進行適當(dāng)?shù)碾姽ぜ寄芘嘤?xùn)，在實踐教學(xué)中形成系統(tǒng)的訓(xùn)練體系，并不斷融入新的知識和技能訓(xùn)練，體現(xiàn)學(xué)以致用的教學(xué)觀念。針對電工基礎(chǔ)的實訓(xùn)而言，就是要合理地將理論和實習(xí)結(jié)合起來，在不同的學(xué)習(xí)階段安排不同的實習(xí)，循序漸進。教師按照各階段的實習(xí)要求和培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計出有針對性的實習(xí)課題，強調(diào)在實用方面掌握技能。也可聯(lián)系生活實際準(zhǔn)備一些簡單易懂的實驗，減少學(xué)生對電工實習(xí)的畏懼心理，喚起他們的求知欲。而實際情況是，實訓(xùn)受理論課進度、學(xué)校條件、學(xué)生掌握程度的影響，不同專業(yè)的電工實訓(xùn)內(nèi)容也不同，需要靈活安排、因材施教，不能用課件來代替實驗，也不能讓實訓(xùn)變成簡單的模仿。教師要下工夫設(shè)計好實訓(xùn)的各個環(huán)節(jié)，學(xué)生搭配分組，做好重點步驟的示范，提出問題啟發(fā)學(xué)生思考，在操作時分析解決，提高學(xué)習(xí)的趣味性。實訓(xùn)課的組織和順利進行不僅要依據(jù)學(xué)生心理、生理發(fā)展的年齡特點，重視他們的共同發(fā)展水平和變化趨勢，還必須考慮到學(xué)生的個別差異。對技能掌握較慢的同學(xué)不能輕易放棄，盡量安排輔導(dǎo)；對掌握較快的同學(xué)可另外增加內(nèi)容適當(dāng)提高難度，有助于他們技能的提升。課后的檢查考核是必要的教學(xué)環(huán)節(jié)，相對理論課而言，實訓(xùn)課的考核更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性。要完成一門課程的學(xué)習(xí)需要相當(dāng)長的時間，因此，保證學(xué)生學(xué)習(xí)興趣長期有效，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍就很重要，如可定期舉辦學(xué)生作品展和專業(yè)技能競賽，以強化和刺激他們的學(xué)習(xí)積極性。除了以上教學(xué)環(huán)節(jié)以外，教師基本功也要扎實，有高超的技藝才能培養(yǎng)出高水平的學(xué)生。

以上是我對電工教學(xué)的一點看法，作為一名任教多年的中職教師，我希望學(xué)生在集體學(xué)習(xí)中都能獲得相應(yīng)的專業(yè)知識，可以更好地就業(yè)。

參考文獻：

[1]周導(dǎo)元.有效培養(yǎng)中職個性生技能的實踐與思考[J].職業(yè)教育

研究，2012（3）.

[2]姚玢.從電子技術(shù)基礎(chǔ)課看中職專業(yè)基礎(chǔ)課程改革[J].職業(yè)教

第8篇

關(guān)鍵詞：電工基礎(chǔ)；教學(xué)實踐；多媒體；電路仿真

中圖分類號：TP37文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)06-1410-04

Fundamentals of Electrical Engineering Courses with Multimedia

WANG Zhong

(Electronicl Industrial School of Changsha City，Changsha 410116，China)

Abstract: Through the electrical exploration of many years of teaching practice, the writer summed up how to improve the quality of teaching by changing from traditional teaching mode to modern teaching mode.

Key words: Fundamentals of electrical engineering; practice teaching; multimedia; circuit simulation

《電工基礎(chǔ)》是職業(yè)學(xué)校電類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性較強。由于職業(yè)學(xué)校的學(xué)生基礎(chǔ)普遍較差，學(xué)習(xí)感覺難度大，容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒?！峨姽せA(chǔ)》課程學(xué)得不好，直接影響到其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。所以在教學(xué)過程中，教師要改進教學(xué)方法，把以往的單向授課方法（學(xué)生被動接受，不主動參與教學(xué)活動）改為互動教學(xué)法，要使傳統(tǒng)的以教師、課堂、書本為中心的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生、實踐、交流為中心的教學(xué)方式，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，這是從事教學(xué)的教師應(yīng)該重視并認真進行探討和實踐的問題。本人認為要學(xué)好《電工基礎(chǔ)》，要將多教學(xué)手段相結(jié)合，才能更好的達到教學(xué)目的。

1動畫軟件的運用

電工基礎(chǔ)課程中有些教學(xué)內(nèi)容比較抽象，并且理論性的內(nèi)容較多，我們可以用Flash等軟件制作一些動畫課件，穿插在教學(xué)過程中，這樣能給枯燥的學(xué)習(xí)中注入一些新鮮內(nèi)容，豐富學(xué)生的課堂生活。比如：在講授電容器這一章節(jié)知識前，為了使同學(xué)們對電容器這一基本電子器件有更深刻的印象，使用COOL3D軟件制作片頭動態(tài)文字，用FLASH、3DMAX軟件制作各種有動態(tài)效果的電容器動畫，再結(jié)合電容器的教學(xué)錄像片制作的CAI課件作為背景知識進行介紹。在課堂教學(xué)的導(dǎo)入階段，學(xué)生們一下子就被精美的動畫所吸引，激起了他們想深入了解電容器結(jié)構(gòu)與工作原理的欲望，在此學(xué)習(xí)動機的支配下，學(xué)生們在整堂課過程中，積極思考，踴躍發(fā)言。相信通過觀看電容器精美動畫給同學(xué)們留下的課堂記憶以及電容器知識會讓同學(xué)們回味無窮。再如，在《三相交流電》這一章節(jié)的講解時，除了用交流發(fā)電機模型、實物微型交流發(fā)機發(fā)電、示波器觀看交流電的波形外，為了使學(xué)生對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到某個位置交流發(fā)電機發(fā)出交流電對應(yīng)的波形，可以制作交流電機發(fā)電的CAI課件用于教學(xué)中，通過課件的展示，再運用物理知識分析推證出三相交流電的電壓、電動勢、電流的按正弦規(guī)律。這樣，不僅使學(xué)生對三相交流電產(chǎn)生的宏觀機理有清楚的認識，更加深了對交流電產(chǎn)生的微觀過程。采用現(xiàn)代媒體進行教學(xué)，形象、生動、直觀，擴充了教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化了教育傳播過程，提高了教學(xué)效果。如圖1至圖4。

圖1 Flash三相發(fā)電機

2電路仿真軟件的運用

電路實驗是電工基礎(chǔ)課程中一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生動手能力、分析和解決問題的能力。我們在實驗教學(xué)中必須重視電路仿真技術(shù)的應(yīng)用。電路仿真，就是設(shè)計好的電路圖通過仿真軟件進行實時模擬，模擬出實際功能，然后通過其分析改進，從而實現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計。電路仿真是EDA（電子設(shè)計自動化）的一部分。現(xiàn)在比較常用的電路仿真軟件有：Multisim系列，Pro? tel99等。

2.1 Multisim仿真軟件

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以EWB為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力?，F(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)到Multisim11.0，其特點是：1）直觀的圖形界面。整個操作界面就像一個電子實驗工作臺，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測試儀器均可直接拖放到屏幕上，輕點鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來，軟件儀器的控制面板和操作方式都與實物相似，測量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的。2）豐富的元器件。提供了世界主流元件提供商的超過17000多種元件，同時能方便的對元件各種參數(shù)進行編輯修改，能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能，創(chuàng)建自己的元器件。3）強大的仿真能力。以SPICE3F5和Xspice的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過Electronic workbench帶有的增強設(shè)計功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進行優(yōu)化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VH? DL仿真、電路向?qū)У裙δ堋?/p>

例：LC串聯(lián)諧振回路特性的Multisim9仿真測試

在Multisim9中構(gòu)建LC串聯(lián)諧振回路諧振測試電路，如圖5所示。XSC1為雙蹤示波器，B端接電容，J1為手動開關(guān)。雙擊XSC1，設(shè)置示波器，按下仿真開關(guān)按鈕進行仿真。反復(fù)按動空格鍵，可得到仿真結(jié)果，如圖6所示。可以看出，當(dāng)開關(guān)從電源打向電阻時，回路處于自由諧振狀態(tài)，振幅逐漸變小。重新設(shè)置示波器時間軸，計算出自由振蕩頻率值。如圖7所示。

同時可以對LC串聯(lián)諧振電路的幅頻特性、相頻特性進行仿真測試。如圖8、9、10所示。

圖8 LC串聯(lián)諧振回路測試圖

2.2 Protel99

目前一些電子CAD軟件也都內(nèi)嵌了電路仿真測試功能，如在國內(nèi)具有廣泛用戶的Protel99電子線路CAD軟件包內(nèi)就集成了與PSPICE兼容的電路仿真功能。Protel99電路仿真功能強，操作方便、直觀，對錯誤的設(shè)置或操作都會及時給出提示信息，它不僅是電子線路設(shè)計工程師的好幫手，也是電子線路初學(xué)者的好工具。通過Protel99電路仿真功能可加深理解有關(guān)電子線路的工作原理，對學(xué)好電工基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)字脈沖電路等課程大有幫助。

圖11

例如，對圖11所示的并聯(lián)諧振電路，利用AC小信號分析觀察并聯(lián)諧振曲線將非常方便、直觀，如圖形控制所示（其中AC小信號分析參數(shù)為：Start Frequency=1Hz,Stop Frequency=1Mhz,Test Points=1000）。

圖12

觀察AC小信號分析波形：在AC小信號分析中，既可以直觀地看到輸出信號振幅隨頻率的變化而變化（圖12），也可以觀察到輸出信號相位隨頻率的變化而變化。例如，單擊波形觀察窗口下的“AC Small Analysis”按鈕，將鼠標(biāo)移到波形窗口內(nèi)，單擊待觀察的

輸出信號，然后單擊右鍵，指向并選擇“View Single Cell”，觀察單個信號，再單擊鼠標(biāo)右鍵，指向并單擊“Scaling...”（刻度），在“Scaling Setup”窗口內(nèi)，將Y軸設(shè)為“Phase In Degrees”,即可觀察到相頻特性。

Protel99 SE是一款實用的電路設(shè)計軟件，其仿真功能沒有Multisim強大和快捷。它在仿真一些非線性電路、觸發(fā)器電路的直流或瞬態(tài)特性時，常出現(xiàn)解的不收斂現(xiàn)象，需要設(shè)置仿真的初始狀態(tài)。在設(shè)計和實踐過程中，兩種軟件各有所長，可以揚長避短，靈活運用。

現(xiàn)代教育技術(shù)作為一種全新教學(xué)方式，已經(jīng)普遍得到了教師尤其是學(xué)生的喜愛。通過眾多創(chuàng)新型教師運用多媒體技術(shù)輔助課堂教學(xué)，將促進課堂教學(xué)模式的進一步優(yōu)化，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)實用型技能人才奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻：

第9篇

【關(guān)鍵詞】電工基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)興趣 職業(yè)教育

在當(dāng)今職業(yè)類學(xué)校的電工基礎(chǔ)教學(xué)中，存在著這樣一對矛盾現(xiàn)象：學(xué)生方面——他們在中學(xué)時成績普遍較差，有著不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣，并且表現(xiàn)出厭學(xué)態(tài)度；學(xué)校方面——為了提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)，增強他們參與社會競爭的能力，各與電相關(guān)的專業(yè)都把電工基礎(chǔ)作為必修課。為了協(xié)調(diào)這一矛盾，我們必須根據(jù)需要，及時調(diào)整教學(xué)目標(biāo)，修改教學(xué)計劃，降低電工基礎(chǔ)課程理論教學(xué)的難度，改進教學(xué)，將教學(xué)目標(biāo)定位于培養(yǎng)既有現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)知識，又有一定實踐技能的高技能人才。為此，我們在實踐中進行了一些探討、改進，并產(chǎn)生了良好的反響。

一 培養(yǎng)學(xué)生的興趣，充分調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性

中職學(xué)生一般都是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，知識缺漏多，學(xué)習(xí)上懶散、馬虎，作業(yè)抄襲比較嚴重，心理上較為自卑，缺乏上進心。再加上電工基礎(chǔ)是電類專業(yè)重要的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。該課程理論性強、概念多，某些電學(xué)、磁學(xué)問題抽象難懂，理解掌握起來較難，加之一些學(xué)生的基礎(chǔ)薄弱，對該課程有畏難情緒。如果教學(xué)方法不當(dāng)，很容易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣和信心。愛因斯坦曾說：“興趣是最好的老師?！睗夂竦膶W(xué)習(xí)興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的最佳內(nèi)驅(qū)力。有了興趣，才能激發(fā)進取的欲望，引起思考和探索，產(chǎn)生強烈的求知欲，萌發(fā)積極的思維意識。因此，在教學(xué)實踐中，我注重從以下幾方面來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣：

1．重視課程入門教學(xué)，喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

良好的開端是成功的一半。緒論課教學(xué)是教材的第一課，教材的緒論是對教材內(nèi)容的高度濃縮的概括，對教材的學(xué)習(xí)將起到提示、導(dǎo)向等作用。緒論課教學(xué)效果的好壞，將直接關(guān)系到能否激發(fā)學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，產(chǎn)生強烈的學(xué)習(xí)動機。本人在緒論教學(xué)中采用多種教學(xué)方法以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如借助生活實例的理論教學(xué)方法，列舉教室里的電視機、電扇；家庭中的空調(diào)、電爐；交通運輸中的汽車、電車等說明電能的廣泛應(yīng)用。應(yīng)用實驗的實踐教學(xué)方法，做一些演示實驗，讓學(xué)生看到一些直觀的感興趣的實驗現(xiàn)象，甚至還可讓學(xué)生參與。如運用電磁式發(fā)電機模型演示發(fā)電情況，讓一個學(xué)生轉(zhuǎn)動手柄，學(xué)生們就看到了并接在發(fā)電機輸出端的發(fā)光二極管發(fā)出了光亮。再以浙江北侖的火力發(fā)電、三峽的水力發(fā)電、荷蘭的風(fēng)力發(fā)電等啟發(fā)學(xué)生，得出“電能生產(chǎn)方便的優(yōu)點”。另外還可以根據(jù)“電能便于轉(zhuǎn)換的優(yōu)點”做“交直流電轉(zhuǎn)換”、“聲電轉(zhuǎn)換”等實驗。這樣使枯燥、抽象的緒論課變得生動、直觀，引發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

2．加強和改革實驗教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)課程的興趣

對于現(xiàn)在職高學(xué)生來說，他們具有文化程度參差不齊、理論基礎(chǔ)水平較薄弱的特點，面對復(fù)雜且枯燥的理論推導(dǎo)以及難記的式子，學(xué)生往往缺乏學(xué)習(xí)熱情。所以，在教學(xué)過程中我采用重實踐、輕理論的策略，這樣既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又能通過實踐來掌握理論，在實踐中鞏固理論，用理論指導(dǎo)實踐，從而達到較好掌握知識，提高實踐能力、創(chuàng)新能力的目的。

如在學(xué)習(xí)楞次定律時，由于該定律在本章中是一個重點，更是一個難點內(nèi)容，學(xué)生不易理解定律的含義，特別是不易理解定律中“阻礙”這兩個字的含義，因而也就不能很好地用定律去加以應(yīng)用?；谶@些原因，我嘗試在教學(xué)中改演示實驗為學(xué)生探索性實驗，通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自由討論、積極探索，逐步弄清以下一些問題：（1）磁鐵極性的變換與檢流計指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系；（2）磁鐵插入（或拔出）的快慢與檢流計指針偏轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系；（3）磁鐵在線圈中停止不動與檢流計指針偏轉(zhuǎn)情況之間的關(guān)系；（4）通電線圈插入（或拔出）大線圈時檢流計指針的偏轉(zhuǎn)情況；（5）由磁鐵改鐵棒，看檢流計指針的偏轉(zhuǎn)情況等。

當(dāng)然，實驗中還應(yīng)經(jīng)常提醒學(xué)生注意觀察，同時要求學(xué)生結(jié)合所產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象，并根據(jù)所學(xué)知識加以判斷感生電流與磁場的變化之間的關(guān)系。最終讓學(xué)生逐步弄清定律的具體含義。由于此法不是教師在教學(xué)中所采用的硬“灌”，而是讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生有充足的時間去實驗，通過觀察、討論、思考、分析，領(lǐng)會其過程及其實驗現(xiàn)象，因而更易使學(xué)生理解定律的含義，特別是對定律中“阻礙”這個詞的理解。所以，學(xué)生對這種方式的教學(xué)興趣很濃。

這種通過觀察到的現(xiàn)象進行理論聯(lián)系實際的教學(xué)，可激發(fā)學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生的實踐操作能力，為以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

3．把實際生活中的現(xiàn)象聯(lián)系起來，益于學(xué)生理解，增加學(xué)生興趣

根據(jù)學(xué)生求動、求知、求趣、求異、求新等心理特點，精心組織和設(shè)計課堂講授內(nèi)容和實驗內(nèi)容，把課本知識和生活實際聯(lián)系起來。例如，講到電流的流動及電位的關(guān)系時，可以將水流和水位進行對比，講到電容時可以用水庫進行對比。通過這些對比，學(xué)生很快就理解和掌握了，而且也記得牢。又如，講到正弦交流電路中電壓與電流的關(guān)系時，我就用一句話概括：“感壓壓在前”，趕鴨子的時候，鴨子總是要在你的前面嘛，這樣學(xué)生也就能清楚地認識到，電感性電路中電壓比電流超前，同時其他兩種電路的電壓電路關(guān)系也就明確了。

4．引入多媒體課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

多媒體課件集聲、像、文字、動畫于一體，具有形象直觀、興趣性強、生動活潑等特點，可使教學(xué)化難為易、化靜為動、化抽象為具體。特別是在處理某些教學(xué)重點、難點時盡可能運用多媒體、投影儀等現(xiàn)代教學(xué)手段進行教學(xué)，會充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，產(chǎn)生事半功倍的效果。在教學(xué)實踐中，我利用傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)相結(jié)合的方式，讓學(xué)生能較輕松地掌握這些重點、難點知識，也可以有效克服學(xué)生的畏難情緒，大大提高學(xué)習(xí)興趣。

二 多媒體課堂教學(xué)在電工電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用

按照信息論的觀點，通過視覺獲得知識占83%，聽覺占11%，嗅覺占3.5%，觸覺占1%，單純靠聽覺一般能記住15%，如果靠視覺能夠記住25%，如果視聽并用，記憶率可能65%。因此利用計算機的圖形功能，可較好地把抽象教學(xué)內(nèi)容形象、生動傳達給學(xué)生。尤其一些電路的工作原理，僅憑學(xué)生的想象是完全不夠的，只有在想象基礎(chǔ)上再利用計算機將抽象化為具體，才可達到滿意的學(xué)習(xí)效果。

對此，在電工課堂教學(xué)中，我將一些很難通過說就能解決的問題，利用多媒體進行了展示。如在“交流電的產(chǎn)生”這一節(jié)教學(xué)中，交流電的三要素（最大值、頻率、初相），用動畫去設(shè)計，可以事先提出問題：當(dāng)線圈匝數(shù)、磁感應(yīng)強度、矩形線圈的面積、轉(zhuǎn)動頻率發(fā)生變化時，最大值會如何變化？學(xué)生可以想象，得出自己的結(jié)論后，教師開始演示、驗證，并進一步提出問題：為什么會出現(xiàn)這種情況？正弦型圖像又是如何變化的？這種形象的圖形激發(fā)學(xué)生興趣，并應(yīng)用所學(xué)過的知識及已有的圖像進行類比推理和演繹推理，并用數(shù)學(xué)公式和邏輯語言將其表現(xiàn)出來。

另外，教學(xué)“電容器的充放電”這部分內(nèi)容時，由于在實驗過程中，電容的充放電時間極短，不容易明顯地看出來。那么在教學(xué)實驗過程中，同樣也可借助于多媒體課件，通過“放慢”電容的充放電的時間，“延緩”其變化過程，以期弄清電容的充放電原理及其規(guī)律。在整個教學(xué)過程中，學(xué)生們都帶著一種好奇心，頭腦中不時產(chǎn)生一連串的疑問，教師邊演示、邊提問、邊解答，把抽象的電工理論變得具體、生動，使學(xué)生在愉悅的教學(xué)環(huán)境中，深深感受到學(xué)電有趣、學(xué)電有用。多媒體教學(xué)的恰當(dāng)運用，將大大簡化教學(xué)過程，同時學(xué)生又能更好地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，提高了課堂教學(xué)效率。

課堂中，雖然生動的內(nèi)容、清晰的講解可以吸引學(xué)生的注意力，但在某些公式推導(dǎo)、電路工作原理分析時，難免會略顯枯燥。這時就要充分采用一些小技巧來抵制學(xué)生的厭煩情緒，拉回學(xué)生分散的注意力。例如，可以采用一些卡通圖片、新奇的音頻文件或動畫短片，先抓住學(xué)生的聽覺和視覺，再向他們強調(diào)教學(xué)內(nèi)容，會起到較好的效果。

三 教師授課時要有良好的教學(xué)藝術(shù)

在教學(xué)中，教師富有哲理的幽默能深深地感染和吸引學(xué)生，使自己教得輕松，學(xué)生學(xué)得愉快。

1．生動風(fēng)趣，激發(fā)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

教學(xué)是一門語言藝術(shù)，語言應(yīng)體現(xiàn)出機智和幽默。課前，教師要進行自我心理調(diào)整，這樣在課堂上才能有聲有色，才能帶著愉悅的心情傳授知識，從而使學(xué)生受到感染。事實表明，教師風(fēng)趣的語言藝術(shù)，能贏得學(xué)生的喜愛、信賴和敬佩，從而對學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，即產(chǎn)生所謂“愛屋及烏”的效應(yīng)。

例如，在講楞次定律時，可以這樣比喻：在被太陽曬過的爛泥塘里，當(dāng)人踩上去時，稍硬的表面會阻礙你下沉；當(dāng)下沉后，你想拔出腿來，爛泥又會阻礙你拔出腿來。

教學(xué)生動風(fēng)趣，不但能活躍課堂氣氛，而且能加深學(xué)生對知識的記憶，還可以增強學(xué)生的自信心。

2．教師授課時，要有豐富的情感，從而激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣

豐富的情感是課堂教學(xué)語言藝術(shù)的運用，也是教師道德情操的要求。一個教態(tài)自然的優(yōu)秀教師，走進課堂應(yīng)面帶微笑，每字每句都對學(xué)生有一種熱情的期望。大多數(shù)學(xué)生的進步都是從任課教師的期望中產(chǎn)生的。富有情感色彩的課堂教學(xué)，能激起學(xué)生相應(yīng)的情感體驗，能增強他們的理智感，能激發(fā)他們的求知欲，能使他們更好地感受和理解教材。

教學(xué)一方面是進行認知性學(xué)習(xí)，另一方面是情感交流，兩者結(jié)合得好能使學(xué)生在愉快的氣氛中，把智力活動由最初簡單的興趣引向熱情而緊張的思考。所以教師要熱愛學(xué)生，消除學(xué)生對老師的恐懼心理。當(dāng)師生之間形成了一種融洽、和諧、輕松、愉快的人際關(guān)系時，就能更好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時指導(dǎo)學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中變被動為主動。

3．給學(xué)生創(chuàng)造成功的機會，增強學(xué)生的自信心

每個人都有一種自我實現(xiàn)、獲取承認、取得成功的愿望和需要。成功時，會情緒高昂、興趣倍增；多次努力仍然失敗時。就會產(chǎn)生畏難情緒，影響積極性。其實，中學(xué)生感到學(xué)電工基礎(chǔ)難并不都是學(xué)生的智力問題，相比之下，非智力因素的影響更大。因此，給學(xué)生創(chuàng)造一個成功的機會，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)情緒的一種有效方法。

在教學(xué)中，可以結(jié)合教材和學(xué)生實際，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容的層次與梯度，適應(yīng)學(xué)生的智力發(fā)展創(chuàng)設(shè)更多的條件讓每個學(xué)生都能取得學(xué)習(xí)上的成功，使他們獲得心理上的滿足。例如，在設(shè)置課堂提問的內(nèi)容與對象時，可根據(jù)不同的學(xué)生提出不同的問題，難的問題不應(yīng)提問后進生，以免他們由于答不出而處于尷尬的境地，從而產(chǎn)生自卑感。在布置作業(yè)時，要根據(jù)不同的班級、不同的學(xué)生布置不同層次的題目，使不同層次的學(xué)生都能獲得成功的喜悅。在每單元授課完后，要認真進行單元歸類復(fù)習(xí)，精心設(shè)計測試題，對于較難的題目在復(fù)習(xí)時可進行一些暗示，對后進生甚至不惜“漏題”，使他們在復(fù)習(xí)時具有針對性，在測試時獲得一定的成功，從而激發(fā)和鞏固他們的學(xué)習(xí)興趣。

總之，在電工基礎(chǔ)教學(xué)中，教師的解頤笑語，深入淺出、“雅俗共賞”、智中見志的特點和功能；生動有趣的實驗，以新奇的方式揭示在學(xué)生面前，能使課堂氣氛活躍，引人入勝，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在樂趣中獲得知識、鞏固知識。這樣的教學(xué)方法無疑會產(chǎn)生良好的效果。

四 結(jié)束語

針對電工基礎(chǔ)系統(tǒng)性強、內(nèi)容廣泛、課時相對較少等特點，在教學(xué)實踐中，加強學(xué)生興趣的培養(yǎng)和積極性的調(diào)動，認真開展多媒體課堂教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性增強了，也取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻

［1］周紹敏.電工基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社，2006

第10篇

電工基礎(chǔ)是中職電氣類專業(yè)學(xué)生必須要掌握的一門基礎(chǔ)課程，這門課程比較抽象，對學(xué)生的動手實驗?zāi)芰σ灿休^高要求。但中職學(xué)生往往會感到課程枯燥乏味、實驗操作困難，學(xué)不好甚至產(chǎn)生厭學(xué)的心理。結(jié)合中職學(xué)生自身的特點，筆者認為教學(xué)中可以通過實際生活的例子引起學(xué)生的求知欲望，進而通過多媒體來形象地展現(xiàn)出來，最后在實驗操作中鞏固理論知識。

一、激發(fā)學(xué)生興趣，幫助他們樹立自信

第一步是讓學(xué)生對電工基礎(chǔ)這門課產(chǎn)生興趣。電工基礎(chǔ)這門課程是從現(xiàn)實中提煉出來的技術(shù)理論，有其現(xiàn)實的價值體現(xiàn)，所以可以從現(xiàn)實的生活案例入手來引起學(xué)生的興趣。例如在第一節(jié)課時，教師設(shè)計一個與課程有關(guān)的電路，讓學(xué)生動手連接家用熒光燈或者手電筒電路。這兩樣都是學(xué)生常見的東西，但他們沒有自己安裝過，所以當(dāng)燈都亮起的時候，他們就開始好奇這些電路連接的原理，這時教師便可以講述這門課程的主要內(nèi)容和重要性了。再如在電功和電功率一節(jié)，教師講完基本定義和計算公式后，布置的作業(yè)可以是讓學(xué)生計算自己家中一個月的電量和電費讓學(xué)生在實際生活中理解和運用電功與電功率。在教學(xué)過程中，教師要盡可能多地與實際生活聯(lián)系起來，這樣不僅能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，而且也可以提高學(xué)生解決實際問題的能力，幫助他們樹立自信。

二、利用多媒體，形象地展示理論知識

現(xiàn)代先進的教學(xué)工具大大豐富了教學(xué)的形式，提高了教學(xué)質(zhì)量。電工基礎(chǔ)的理論知識多，所以較為抽象，課程的內(nèi)容比較枯燥，學(xué)生不容易掌握和理解。而多媒體計算機可以改善這種情況，因為它可以形象地模擬演示整個實驗過程，學(xué)生可以直觀地學(xué)習(xí)抽象的內(nèi)容。例如電子和離子的移動、交流電的產(chǎn)生、電動勢的方向等，這些內(nèi)容比較抽象，學(xué)生不容易理解和記住，而利用多媒體，教師可以制作出三維動畫模擬課程內(nèi)容，這樣抽象的理論知識就可以通過形象、直觀的方式得以呈現(xiàn)，使學(xué)生更容易理解和掌握，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，收到事半功倍的效果。

三、學(xué)生動手操作，從做中學(xué)

電工基礎(chǔ)不僅僅有抽象的理論，更重要的是它要求學(xué)生具有較強的動手實踐能力。因此，十分有必要大量增加讓學(xué)生動手操作的課程設(shè)計，真正做到“從做中學(xué)，學(xué)以致用”。據(jù)統(tǒng)計，大部分學(xué)生對課程中實驗的環(huán)節(jié)十分感興趣，如此一來，學(xué)生的積極性提高了，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率也將大大提高。例如在基本放大電路的組成和工作原理這一節(jié)課的講解過程中，教師可以讓學(xué)生動手設(shè)計電路圖，引導(dǎo)他們在不斷的嘗試過程中，得到正確的方式，進而引出課程的核心內(nèi)容。這樣學(xué)生對于抽象原理的理解便會更加直觀、深刻，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提高動手操作的積極性，從而提高課程的整體教學(xué)質(zhì)量。

四、教師要提高自身能力

在傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)中，教師只是擔(dān)任了一個傳遞者的角色，將書本的知識在黑板上再次展現(xiàn)出來，并沒有對課程內(nèi)容進行適合于學(xué)生的再次加工分析，以便直接地傳遞給學(xué)生。學(xué)生的理解能力有限，往往對所學(xué)知識一知半解。這就需要教師自身要對課程內(nèi)容熟練掌握，不斷學(xué)習(xí)和研究，提高自己的專業(yè)能力。另一方面，教師要積極參加學(xué)?；蚪逃纸M織的培訓(xùn)課程，不斷提高自身的教學(xué)能力，爭取更多的培訓(xùn)機會，例如市級骨干教師培訓(xùn)、出國培訓(xùn)等，這樣也能加強和外界的交流，提高創(chuàng)新能力。教師創(chuàng)新能力的提升，更能夠豐富課堂的教學(xué)內(nèi)容和形式，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。教師自身能力的提高對于教學(xué)也有著重要的意義。教師應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)和了解最新的國內(nèi)外相關(guān)的教學(xué)觀念或方法，不斷探索、不斷找尋更適合學(xué)生的教學(xué)方法。

綜上所述，提高教學(xué)的質(zhì)量，是每一位教師都需要研究的課題。筆者作為中職電工基礎(chǔ)的教學(xué)者，也在努力嘗試不同的教學(xué)模式和方法。筆者認為，“沒有學(xué)不會的學(xué)生，只有不會教的老師?！彪m然中職學(xué)生文化基礎(chǔ)比較薄弱，電工基礎(chǔ)課程的內(nèi)容比較抽象難懂，但是如果教師的教學(xué)方法得當(dāng)，還是能夠取得理想的教學(xué)效果的?？傊?，教學(xué)的方式方法多種多樣，筆者僅僅做了以上幾點嘗試和研究。為了達到最佳的教學(xué)效果，還需要教師們不斷研究和創(chuàng)新。

（作者單位：江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校）

第11篇

隨著現(xiàn)代社會不斷發(fā)展，我國中等職業(yè)教育事業(yè)發(fā)展迅速，無論是規(guī)模還是教學(xué)質(zhì)量均得到了長足的提升和發(fā)展。現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在一定程度上改變了人們傳統(tǒng)的思維習(xí)慣，就中等職業(yè)教育而言，則相應(yīng)提供了全新的創(chuàng)新渠道。翻轉(zhuǎn)課堂是一種基于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的教學(xué)模式，側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)探索，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性，進而提高教學(xué)質(zhì)量。筆者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗，從中職“電工基礎(chǔ)”課程教學(xué)入手，就翻轉(zhuǎn)教學(xué)有效教學(xué)模式，發(fā)表幾點看法。

關(guān)鍵詞:

翻轉(zhuǎn)課堂;中職;電工基礎(chǔ);有效教學(xué);思路分析

中職教育作為我國職業(yè)教育的重要組成，承載著培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的重要教育職責(zé)。隨著我國教育事業(yè)不斷發(fā)展，中職教育得到快速發(fā)展的同時，相應(yīng)提高了對于中職教育的實際要求。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是素質(zhì)教育背景下，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)開創(chuàng)的一種教學(xué)模式，由學(xué)生課前借助相應(yīng)的教學(xué)軟件進行自主學(xué)習(xí)，以及課堂上的師生互動和學(xué)習(xí)交流構(gòu)成。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，翻轉(zhuǎn)課堂模式更有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，進而提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

1翻轉(zhuǎn)課堂基本概念及特點分析

1.1翻轉(zhuǎn)課堂基本內(nèi)涵概述

翻轉(zhuǎn)課堂由英語“FlippedClassModel”直譯得來，是一種顛覆傳統(tǒng)教學(xué)的新型教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，課堂是教師授課、學(xué)生學(xué)習(xí)的主要場所，輔助相應(yīng)的課后練習(xí)完成教學(xué)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，課堂的作用和意義發(fā)生了的根本的變化，由授課學(xué)習(xí)場所轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒咏涣鞯闹饕獔鏊?，具體包括問題討論、解答以及知識運用等，課程基礎(chǔ)學(xué)習(xí)則由學(xué)生借助相應(yīng)的教學(xué)視頻自主完成。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，使得翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實施變得現(xiàn)實且可行。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為不再局限于課堂內(nèi)的有限內(nèi)容，而是擴展至近乎無限的互聯(lián)網(wǎng)資源學(xué)習(xí)，學(xué)生的教學(xué)主體地位得到了充分的尊重和認可，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和有效思考，從而提高學(xué)生的課堂參與度，達到更好的教學(xué)效果。

1.2翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式特點分析

1.2.1教學(xué)視頻簡短明確

與傳統(tǒng)的45分鐘課堂教學(xué)相比，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)視頻的時間更短，同時內(nèi)容更加具有針對性，通常每一個教學(xué)視頻僅圍繞某一特定教學(xué)問題展開，更便于學(xué)生學(xué)習(xí)和查找復(fù)習(xí)使用。短至幾分鐘、長至十幾分鐘的教學(xué)視頻，可以保障學(xué)生在注意力相對集中的狀態(tài)下完成學(xué)習(xí)，更加貼合學(xué)生的身心發(fā)展一般規(guī)律。此外，網(wǎng)絡(luò)視頻支持暫停、回退、重播等功能，學(xué)生可以自行控制，有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

1.2.2教學(xué)信息明確

與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，視頻教學(xué)中的環(huán)境干擾因素更少，教學(xué)講解內(nèi)容更加突出，以薩爾曼•汗的教學(xué)視頻為例，視頻中唯一可見的因素就是他的手，隨著課程的進行不斷書寫相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。通過這種模式，有效拉近了教師和學(xué)生間的距離，不再是師生面對面授課，而是由學(xué)生主導(dǎo)的一同學(xué)習(xí)，進一步突出了教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)信息更加清晰明確。

1.2.3學(xué)習(xí)過程重建

傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式中，學(xué)生的學(xué)習(xí)分為兩個過程，其一是信息傳遞過程，即在教師課堂授課過程中，由教師向?qū)W生輸送學(xué)習(xí)知識的過程，其二是內(nèi)化吸收過程，即學(xué)生接受學(xué)習(xí)知識后，自主消化吸收形成自身學(xué)習(xí)能力的過程。由于第二過程缺少教師的輔導(dǎo)，多數(shù)學(xué)生會感到困難和挫折，進而逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣，翻轉(zhuǎn)課堂對這一過程進行了調(diào)整，將學(xué)生的信息獲取提前，并將其吸收消化過程放在課堂上完成，教師可根據(jù)每個學(xué)生的實際情況，給予學(xué)生更加科學(xué)的指導(dǎo)，同時在師生、生生交流過程，促進學(xué)生知識的進一步消化吸收。

1.2.4復(fù)習(xí)簡便

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)具有不可回退性，學(xué)生復(fù)習(xí)主要靠課本和筆記完成，課堂還原度較低、復(fù)習(xí)效果較差。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生可根據(jù)自身問題查詢相應(yīng)的教學(xué)視頻進行復(fù)習(xí)，對于一些難以解決的問題，也可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取同學(xué)及教師的幫助，從而提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

2中職“電工基礎(chǔ)”應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的現(xiàn)實意義分析

中等職業(yè)教育作為我國職業(yè)教育的重要組成，承擔(dān)著培養(yǎng)初、中級應(yīng)用型技術(shù)人才的重要教育職責(zé)，在我國的教育體系中占據(jù)重要地位。就中等職業(yè)教育而言，側(cè)重于書本理論知識到實踐操作能力的轉(zhuǎn)換，只有學(xué)生掌握相應(yīng)的技術(shù)技能，才能實現(xiàn)中職教育的意義和價值。“電工基礎(chǔ)”是一門電工專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較高的實用性和職業(yè)性，應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)勢，主要在于以下幾個方面：

2.1激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

中職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對較差，普遍缺少學(xué)習(xí)興趣，相應(yīng)限制了學(xué)生的發(fā)展?；ヂ?lián)網(wǎng)時代背景下，翻轉(zhuǎn)課堂模式的信息獲取形式更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時拉近學(xué)生與課堂教學(xué)的距離，提高學(xué)生課堂參與度，進而逐漸改變學(xué)生傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)觀念，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，促進學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的提升。

2.2凸顯學(xué)生教學(xué)主體地位

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生被動接受、理解教學(xué)知識，師生間缺少有效、良好的學(xué)習(xí)交流，教學(xué)效率低、效果差。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，學(xué)生的教學(xué)主體地位得到了充分的認可和尊重，教師可通過良好的交流深入了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而給予學(xué)生更有效的學(xué)習(xí)幫助，解決學(xué)生實際困難，提高學(xué)生能力。

2.3擴展學(xué)生學(xué)習(xí)視野

隨著現(xiàn)代電力事業(yè)不斷發(fā)展，新技術(shù)、新設(shè)備更新頻率不斷加快，對于電力專業(yè)中職教育提出了更高的要求。在互聯(lián)網(wǎng)資源基礎(chǔ)上，可有效拓寬學(xué)生視野，使其明確電力專業(yè)的發(fā)展趨勢，進而提高“電工基礎(chǔ)”教學(xué)的前瞻性和科學(xué)性。

3“電工基礎(chǔ)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)有效性提高措施分析

3.1創(chuàng)新教學(xué)觀念

教學(xué)理念是一切教學(xué)活動的基礎(chǔ)，翻轉(zhuǎn)課堂從根本上顛覆了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，相應(yīng)提高了對于教師的教學(xué)要求。首先，教師應(yīng)積極創(chuàng)新自身教學(xué)理念，擺脫應(yīng)試教育對于自身理念的影響，充分認可并尊重學(xué)生的教學(xué)主體地位，科學(xué)看待學(xué)生的個體化差異，深入了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，給予學(xué)生更加科學(xué)且有針對性的幫助，進而促進學(xué)生自主性學(xué)習(xí)能力的提升；其次，教師應(yīng)充分認識到互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的科學(xué)性和有效性，積極探索符合職業(yè)教學(xué)要求的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)特點制作教學(xué)視頻，通過引導(dǎo)式、啟發(fā)式的教學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)思考，在提出問題、分析問題以及解決問題的過程中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生綜合能力。

3.2創(chuàng)新課題教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下，課堂是師生互動和學(xué)習(xí)交流的主要場所，教師應(yīng)通過相應(yīng)的教學(xué)方法創(chuàng)新，充分發(fā)揮出新型課堂教學(xué)的實際效用，幫助學(xué)生消化理解課程教學(xué)知識，完成由理論知識到實踐能力的轉(zhuǎn)化。首先，教師應(yīng)通過探討式的互動教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生間的學(xué)習(xí)討論，以加深學(xué)生對于教學(xué)內(nèi)容的理解，并相應(yīng)解決學(xué)生的學(xué)習(xí)問題。學(xué)生在視頻學(xué)習(xí)過程中，會對教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生相應(yīng)的問題和思考，在互動式學(xué)習(xí)討論中，學(xué)生的思考和問題得到充分的表達，部分簡單的問題可以在學(xué)生的討論中得到解決，而相對困難的問題逐漸被匯集，由教師和學(xué)生共同討論解決。在這一過程中，教師可以直觀地觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而科學(xué)調(diào)整教學(xué)進度，以達到突出學(xué)習(xí)重點，提高教學(xué)效果的目的。其次，教師應(yīng)加強課堂實踐教學(xué)內(nèi)容，在實踐教學(xué)過程中，促進學(xué)生的理論知識應(yīng)用，以不斷提高學(xué)生的動手實踐能力，加速理論知識到實踐能力的轉(zhuǎn)化過程。“電工基礎(chǔ)”是一門基礎(chǔ)性課程，具有較強的職業(yè)性和應(yīng)用性，實驗性教學(xué)內(nèi)容較多，適合開展實踐性課堂教學(xué)。如某中職教師在完成學(xué)生問題解答后，圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)建了四組不同的電工工作問題情境，并將學(xué)生分為四組對應(yīng)四組問題情境開展實驗和討論，要求學(xué)生通過問題表象特征，結(jié)合課堂教學(xué)知識，逆向推理問題成因并修復(fù)電路。在實驗過程中，學(xué)生不斷對照已掌握的知識，分析電路問題并通過實驗驗證自身猜想，不論是對于知識的理解還是實踐動手能力，均得到了鍛煉和提高。在分組問題解決之后，教師又組織學(xué)生交換題目進行實驗，通過類似問題的不同表現(xiàn)形式，擴展學(xué)生思維，鍛煉、提高學(xué)生的問題分析能力和處理能力。

3.3優(yōu)化學(xué)生教學(xué)評價

中職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍較差，由于缺乏學(xué)習(xí)自信，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣偏低、自主能動性較差，開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動具有一定的困難。因此，教師應(yīng)全面優(yōu)化教學(xué)評價方式，積極發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)閃光點，通過肯定、鼓勵的教學(xué)評價，幫助學(xué)生建立相應(yīng)的學(xué)習(xí)自信，并在不斷的問題解決過程中，鍛煉提高學(xué)生的問題解決能力，使學(xué)生真正感受到學(xué)習(xí)的快樂，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生自主能動性，以達到提高課程教學(xué)質(zhì)量的目的。

4結(jié)語

綜上所述，在中職“電工基礎(chǔ)”教學(xué)中應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，可有效彌補傳統(tǒng)教育模式缺陷，突出學(xué)生教學(xué)主體地位，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自主能動性，提高教學(xué)質(zhì)量。因此，教師應(yīng)積極創(chuàng)新自身教學(xué)理念、教學(xué)方式以及教學(xué)評價方法，提高翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)有效性，以促進學(xué)生綜合素質(zhì)的進一步發(fā)展。

參考文獻

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[3]丁海霞.基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的電工技術(shù)教學(xué)實踐新探索[J].江蘇科技信息,2016(11).

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第12篇

關(guān)鍵詞：電工基礎(chǔ)專業(yè)基礎(chǔ)課；學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)方法

電工基礎(chǔ)這門課涉及的概念定理非常多，知識點較零散。如果教師采取傳統(tǒng)的“填鴨式”“一張黑板、一支粉筆”的教學(xué)方式，那么帶來的結(jié)果是學(xué)生在課堂上“昏昏欲睡”“走神、開小差”，教學(xué)效果極差，學(xué)生也只能是處于機械式的記憶狀態(tài)。為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，完善課堂教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，本文將對教學(xué)方法作如下幾方面的探討。

一、巧妙引入，創(chuàng)設(shè)問題情境

每節(jié)課的引入非常關(guān)鍵，此時教師的身份就像一個導(dǎo)游，給學(xué)生指引一個即將要去的方向。同時也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性。比如說可以用一個實驗引入電阻的串聯(lián)這節(jié)課。一個燈泡“10 V，2 W”，已知電源電壓為15 V，首先問小燈泡能和電源直接相連構(gòu)成閉合回路嗎？同學(xué)們有什么想法呢？這時有的學(xué)生立刻就意識到電源電壓大了，不能直接相連，否則燈泡就不安全了。那么要使燈泡正常發(fā)光，要怎么做呢？學(xué)生積極討論起來，從而學(xué)生的積極性也被調(diào)動起來了。

二、精講多問，聯(lián)系生活實際

教師在課堂上只需要對重要知識點進行精講，把更多的時間交給學(xué)生。教師的主要任務(wù)是不斷地提出問題，學(xué)生根據(jù)問題自行分析、總結(jié)、解決問題。教師僅起到引領(lǐng)作用。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主分析問題、解決問題的能力。教師在講到一些抽象的理論時，應(yīng)盡量貼近生活實際，給學(xué)生一種親切熟悉的感覺。同時也讓他們感覺到學(xué)習(xí)該門課確實有用。比如說講到電能該節(jié)內(nèi)容時，提出問題：同學(xué)們，你們家中每月用多少度電是怎么計算的呢？所交電費跟哪些因素有關(guān)呢？怎么計算呢？學(xué)生反映非常激烈，在幾個同學(xué)的相互補充下，基本上完成了該節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而且學(xué)生感到非常愉悅輕松。

三、采用實驗教學(xué)，吃透原理

在現(xiàn)代這種教育理論下，純理論教學(xué)是不能收獲很好的教學(xué)效果的，必須輔助于實驗教學(xué)。電工基礎(chǔ)這門學(xué)科實踐性較強，實驗教學(xué)是不可缺少的。通過實驗，可以加強對課堂內(nèi)容理解，同時通過學(xué)生自己動手真正去吃透原理，加強印象，增強動手能力。將課本知識真正轉(zhuǎn)化為自己的東西，使實驗課成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新能力的一種很好的方式。比如疊加定理有的同學(xué)不能理解“疊加”到底是什么樣的一個概念。那么通過實驗就可以很直觀地理解了。在一步步的動手操作中，學(xué)生就牢記了這些定理，比教師一張嘴皮重復(fù)一遍又一遍的效果要好多了。

四、采用多媒體教學(xué)

采用多媒體教學(xué)，已經(jīng)是當(dāng)下教學(xué)過程中必不可少的一種教學(xué)方法。尤其對于電工基礎(chǔ)這門課，其理論性較強且較抽象，采用形象而又生動的畫面展現(xiàn)出來，不僅能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時使學(xué)生的認知過程更為生動和深刻，拓寬了學(xué)生的思維空間。由于班中的學(xué)生基礎(chǔ)差異較大，采用多媒體教學(xué)能夠給他們一個更大的選擇空間。學(xué)生根據(jù)自身的基礎(chǔ)水平獲取自己能夠掌握的知識點，這樣各個層次的學(xué)生都能兼顧到。這不僅使課堂教學(xué)內(nèi)容得到大大的增加，教學(xué)效果也有了很大的提升。

五、自我反思，促進提升

一節(jié)課上完以后，并不意味著教學(xué)任務(wù)完成了，教師要引導(dǎo)學(xué)生進行反思，這節(jié)課我們對知識點的學(xué)習(xí)采用什么樣的思考方法，還有其他的方法嗎？哪種會更有效呢？我們最終能得到什么樣的結(jié)論呢？經(jīng)過一系列的反思，把學(xué)生的思維提升到一定的高度，同時也養(yǎng)成一種良好的思考習(xí)慣。對于教師而言，我們更要進行反思，這節(jié)課有沒有完成預(yù)先給出的學(xué)習(xí)目標(biāo)？這種教學(xué)方法教學(xué)效果如何？真正能夠提升學(xué)生的自學(xué)能力嗎？還能進一步完善嗎？在反思的過程中不斷總結(jié)、不斷進步才能不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

總之，教無定法。電工基礎(chǔ)這門課教學(xué)方法可以有很多種，教師要因材施教，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況及現(xiàn)有的實驗條件，科學(xué)合理地選擇教學(xué)方法。能夠真正做到引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維，調(diào)動學(xué)生積極性。我們要徹底消除“滿堂灌”的教學(xué)方式，在教學(xué)過程中讓每個學(xué)生的個性和能力都能夠得到充分發(fā)展。

參考文獻：

［1］周紹敏.電工基礎(chǔ).高等教育出版社.

［2］中等職業(yè)教育教學(xué)方法與手段的研究.職教論壇.

［3］現(xiàn)代教學(xué)論發(fā)展.教育科學(xué)出版社.