作者：坚葆林
出版社：机械工业出版社
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电工电子技术与技能试读：
前言
本书是按照教育部《关于开展“十二五”职业教育国家规划教材选题立项工作的通知》，经过出版社初评、申报，由教育部专家组评审确定的“十二五”职业教育国家规划教材，是根据《教育部关于“十二五”职业教育教材建设的若干意见》及教育部新颁布的《高等职业学校专业教学标准（试行）》，同时参考维修电工职业资格标准，在第1版的基础上修订而成的。
本书主要介绍电工电子技术基础的理论知识，以及与生产生活密切相关的基本技能。本书重点强调培养学生的岗位就业能力、创新能力，编写过程中力求体现理论与实践一体化以及边讲边学边练的特色。本书在内容上主要有以下特点：
1.图文并茂、通俗易懂。通过精心设计，以活泼的版面形式激发学生的学习兴趣，增强教学的直观性，有利于培养学生的观察力和创造力，以及探究新知识的欲望。
2.思考与练习题内容丰富、形式多样。不再是基础知识的简单堆砌，而是精心巧妙的组装，这种将理论知识和实践应用相结合的组装，有利于形成学生主动学习、互相交流探讨的课程实施环境。
3.密切联系生产和生活。举例和练习多选用生产与生活中具有典型性、普遍性、前沿性的电气元器件及电子产品，既能加强学生对基础知识和技能的理解与应用，又能加强学生对新技术、新产品与新工艺的掌握。
全书共16章，由甘肃机电职业技术学院坚葆林主编。具体分工如下：坚葆林编写第1、2、3、4、11、12章，甘肃机电职业技术学院蒲永卓编写第5、6、7、8章，甘肃平凉信息工程学校杨义编写13、14、15章，河南省轻工业学校梁雯虹编写第16章，新疆兵团兴新职业技术学院赵丽编写第9、10章。
本书经全国职业教育教材审定委员会审定，教育部评审专家在评审过程中对本书内容及体系提出了宝贵的建议，在此对他们表示衷心的感谢！编写过程中，编者参阅了国内外出版的有关教材和资料，得到了领导和专家的有益指导，在此一并表示衷心感谢！
由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。编者第1章认识电工实训室与安全用电知识目标
1.了解电工实训室及常用电工仪表和电工工具的类型及作用
2.了解人体触电的类型及常见原因
3.掌握安全用电常识，了解触电现场的救护措施
4.了解电气火灾的防范及扑救常识技能目标
1.会使用试电笔
2.会使用干粉灭火器
3.会使用口对口人工呼吸法对触电者进行施救
4.会使用胸外心脏压挤法对触电者进行施救1.1 认识电工实训室话题引入
电工实训是工科专业的重要实践教学环节。在电工实训中，学生要学习电工安全作业的基本要求；常用电工工具及常用仪表的使用方法；常用电机和电气设备的安装与使用；照明和一般动力电路的布线等。1.1.1 电工实训室简介
如图1-1所示，电工实训室正面通常装有黑板；两侧摆放电工实训台。墙上张贴《实训室操作规程》、《实训室安全用电规定》以及各种挂图（板），实训室内应配置1～2台电气灭火器。
电工实训台如图1-2所示，主要由实训架、网孔板（按一定规律排列的网孔组成的常用低压电器安装板）及实训元器件组成。学生可根据实训项目进行元器件的合理布局，从而独立完成安装、接线、运行的全过程，接近于工业现场。能完成电工基础电路、电机控制线路、照明配电等实训操作。若配备各种电工实训考核挂板，可将实训、考核、认证融于一体。图1-1 电工实训室布置【实训台电源配置】
♦电源输入：三相五线AC 380V±10% 50Hz。
♦固定交流输出：三相五线380V接插式两组；220V接插式一组；插座式三组。
♦可调交流输出：0～250V连续可调交流电源一组。
♦直流稳压输出：±12V/0.5A各两组；5V/0.5A两组。
♦可调直流输出：0～24V/2A一组。
实训台具有短路、过载、漏电保护，漏电保护动作电流≤30mA。图1-2 电工实训台【实训室操作规程】 每个学校可根据实际情况具体制订，但有几点必须强调：学生进入实训室后，未经指导老师同意，不得擅自动用设备与工具；发现异常现象，应立即断开电源，然后报告指导教师，认真分析并查清原因，落实防范措施。【实训室安全用电规定】 尽管实训操作台有各种保护措施，但安全用电的意识一刻也不能放松。例如：室内任何电气设备未经验电，一般视为有电，不准用手触及；任何接、拆线都必须切断电源后方可进行，并挂上相应警示牌；若送电需经指导教师检查同意；实训结束，离开实训室前，一定要检查总电源开关是否断开等。1.1.2 常用电工工具
电工日常操作离不开电工工具，电气操作人员必须掌握常用电工工具的结构、性能和正确的使用方法。1.螺钉旋具
螺钉旋具也称螺丝刀、起子或改锥，是用来紧固或拆卸螺钉的工具。按照其功能和头部形状的不同，可分为一字形和十字形两种，如图1-3所示。一字形螺钉旋具主要用来旋动一字槽形的螺钉，十字形螺钉旋具主要用来旋动十字槽的螺钉，按照手柄以外的刀体长度有100mm、150mm、300mm等几种规格。图1-3 螺钉旋具提示
使用时应注意根据螺钉的大小选择不同规格的螺钉旋具，否则容易损坏旋具或螺钉。2.试电笔
试电笔又叫测电笔，简称“电笔”。是检验线路和设备是否带电的工具，通常制成钢笔式和旋具式，其结构和使用方法如图1-4所示。图1-4 试电笔的结构和使用提示
1）低压试电笔电压测量范围为60～500V（严禁测高压电），所以被测带电体电压必须超过60V，氖管才会发光。
2）使用时，手指必须与笔尾的金属体相接触，使电流由被测带电体经试电笔和人体与大地构成回路。
3）试电笔每次使用前，应先在确定有电的带电体上测试检查，以免在检验中造成误判。练一练
在插线板开关断开和闭合的情况下，试着用测电笔检查一下插线板插座是否有电。3.钢丝钳
钢丝钳是用于剪切或夹持导线、金属丝或工件的钳类工具，如图1-5a所示。钢丝钳的规格有150mm、175mm、200mm三种，均带有橡胶绝缘套管，适用于500V以下的带电作业。4.尖嘴钳
尖嘴钳也是电工常用的工具之一，如图1-5b所示，它的头部尖细小，特别适宜于狭小空间的操作，功能与钢丝钳相近。图1-5 钳子5.电工刀
电工刀主要用来剖削导线的绝缘层、电缆绝缘层和木槽板等，外形如图1-6所示。图1-6 电工刀提示
电工刀没有绝缘保护，使用时严禁带电作业。剖削导线绝缘层时，刀面应与导线呈45°角，以免损伤线芯。6.剥线钳2
剥线钳用于剥削截面积在6mm以下的塑料电线或橡胶电线线头的绝缘层，外形如图1-7所示。它由钳口和手柄两部分组成，钳口有0.5～3mm的多个不同孔径的切口，用于剥削不同规格线芯的绝缘套。图1-7 剥线钳提示
剥线钳使用时要注意线头应放在大于线芯的切口上剥削，以免损伤线芯。1.1.3 常用电工仪表【电压表】 用于测量电路两端电压，按照被测电压的不同分为直流电压表和交流电压表两种，表头外形如图1-8a所示。【电流表】 用于测量电路中的电流，按照被测电流的不同分为直流电流表和交流电流表两种，表头外形如图1-8b所示。图1-8 电压表和电流表【钳形电流表】 钳形电流表是一种不需要断开电路就可直接测量较大工频交流电流的便携式仪表，外形如图1-9所示。尽管测量精度不高，但由于使用方便，所以应用很广泛。【万用表】 万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表，一般的万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻。有些万用表还可测量电容、二极管、三极管等元器件的参数。常见的万用表有指针式万用表和数字式万用表两大类，如图1-10所示。图1-9 钳形电流表图1-10 万用表【绝缘电阻表】 绝缘电阻表又称兆欧表或摇表，如图1-11所示，是专门用于测量绝缘电阻的仪表，它的计量单位是兆欧（MΩ），主要用来检测供电线路、电机绕组、电缆、电气设备等的绝缘电阻，以便检验其绝缘性能的好坏。绝缘电阻表分为模拟式（见图1-11a）和电子式（见图1-11b）。想一想
除了上述介绍的常用电工工具和仪表外，你自己还见过哪些电工工具和仪表？图1-11 绝缘电阻表
实践活动参观电工实训室
在教师的带领下，参观电工实训室，了解常用电工工具和电工仪表的主要功能。1.2 安全用电常识话题引入
在日常用电及电气操作中，人体触电的事故时有发生。缺乏安全用电常识以及违反安全操作规程，是造成人体触电的主要原因。人体触电后，抢救不及时以及急救处置方式不当，会造成人员伤亡，因此，掌握安全用电常识非常重要。1.2.1 生活中的安全用电
生活中的安全用电应从以下几方面着手：
1）选用合格的电器产品，不准超负荷用电。
2）选用与电线、负荷相适应的熔断器或自动断路器，不准随意加粗加大熔丝。严禁用铜线、铁丝等代替熔丝。
3）螺口灯头的中心接点应通过开关接相线，螺纹口接零线，检修或调换灯头，切忌用手直接触及。
4）不要站在潮湿的地面上移动带电物体或用潮湿抹布擦试带电电器。
5）不接触低压带电体，不靠近高压线。
6）电气火灾必须使用干性化学灭火器和干燥的沙子。提示
防止触电的保护措施
1）为防触电，请养成单手操作的好习惯。
2）使用电动工具如电钻等，必须戴绝缘手套。
3）在潮湿的地面操作，应穿上绝缘鞋，戴好绝缘手套。1.2.2 人体触电及急救1.触电的原因及危害
频率为50～60Hz的工频交流电对人体伤害最大。当通过人体工频交流电的电流超过30mA，人就会发生不同程度的触电事故。发生触电事故的原因很多，如输电线或电气设备绝缘损坏，人碰到后就会触电。但是，根据统计违反安全操作规程进行作业是造成人体触电的主要原因。
人触电后会产生呼吸困难、肌肉痉挛，中枢神经受到损害，严重时心脏停止跳动直至死亡。2.人体触电的种类和形式
人体是导体，当发生“触电”导致电流流过人体时，会使人受到不同程度的伤害。根据伤害后果的不同分为电击和电伤两类。【电击】 指电流通过人体时造成的内伤，它是最危险的触电事故。电击后，人的心脏、呼吸系统及神经系统都会受到严重破坏，甚至死亡。触电死亡中绝大部分系电击造成。【电伤】 指电流的热效应、化学效应、机械效应对人体所造成的伤害，常见的有灼伤、烙伤和皮肤金属化等，有时也可能造成内伤。
常见的触电形式有单相触电、两相触电和跨步电压触电，图1-12为各种触电形式示意图。提示
当发现跨步电压威胁时，应赶快把双脚并在一起，或赶快用一只脚跳着离开危险区，否则，因触电时间长也会导致触电死亡。当与带电接地体的距离超过20m时，跨步电压接近于零。图1-12 常见触电形式示意图想一想
在家里如果发生人体触电，是单相触电还是两相触电呢？小知识
防雷小知识
雷电是大气中的一种自然现象，大气中正负电荷之间放电时，发出耀眼强光，形成闪电，并产生强烈冲击波，形成雷声，如图1-13所示。在雷雨天，应躲入建筑物内，关好门窗；若在空旷地带，则应采取抱膝下蹲等适当姿势进行躲避；尽量避免使用无防雷措施的电话、电视等电器；远离电线等带电设备；在空旷场地不宜打伞，不宜驾驶或骑行车辆赶路。图1-13 雷电3.安全措施
电气设备采取保护接地或保护接零措施，可以有效地防止人体触电事故的发生，相关知识详见第7章。4.触电急救
发现有人触电，最关键的措施是尽快使触电者脱离电源。
1）脱离电源的几种方法：如果触电者附近有电源开关，应迅速拉下开关，切断电源。如果触电现场远离开关或不具备关断电源的条件，可用干燥木棒、竹竿等将电线从触电者身上挑开，如图1-14a所示。如果救护者手边有带绝缘柄的钳子或带木柄的斧头等也可以从电源的来电方向将电线砍断，如图1-14b所示，但要注意切断电线时一次只能砍断一根电线。提示
1.在切断电源前，切勿用手接触触电者身体的任何部位，以免再次发生触电。
2.以上施救方法不适合高压触电情况。
2）现场急救：使触电者脱离电源后，救护人员需迅速组织抢救。若触电者已失去知觉，但仍能呼吸，应迅速将触电者移至干燥、宽敞、通风的地方，解开衣服，并速请医护人员救治。注意不要让人围观，保持空气畅通。
若触电者呼吸已停止，但仍有心跳，应采取口对口人工呼吸进行抢救；若触电者心跳已停止，但呼吸未停止，则应采取胸外心脏压挤法进行抢救。自行组织抢救的同时应尽快拨打120急救电话。图1-14 使触电者脱离电源的常用方法1.2.3 电气火灾的防范与扑救常识
电气火灾是指由电气原因引发燃烧而造成的灾害，在实际生产生活中设备或电路发生短路故障、过载或接触不良，以及电气设备运行时产生的电火花、电弧都可能导致电气火灾的发生。1.电气火灾的防范常识
对于电气火灾，主要应从以下几个方面进行防范。
1）在安装开关、插座、熔断器、电热器具等电气设备时，要尽量避开易燃物或易燃建筑构件，或与易燃物保持必要的防火距离。
2）按规定要求安装短路、过载、漏电等保护装置。
3）对正常运行条件下可能产生电热效应的设备采用隔热、散热、强迫冷却等措施。
4）加强对设备的运行管理，定期检修、试验，防止绝缘损坏等造成短路。2.电气火灾的扑救常识
一旦电气设备发生火灾，首先应切断电源，然后再进行火灾扑救工作，其扑救方法与一般火灾扑救相同。只有在确实无法断开电源的情况下，才允许带电灭火。在对带电线路或设备灭火时，要注意：
1）不能用直流水枪灭火，但可用喷雾水枪灭火，因为喷雾水枪喷出的是不导电的雾状水流。
2）不能用泡沫灭火器灭火，应使用不导电的干性化学灭火器，如二氧化碳灭火器，四氯化碳灭火器，1211灭火器和干粉灭火器等。
3）对有油的设备，应使用干燥的砂子灭火。
4）灭火器的筒体、喷嘴及人体都要与带电体保持一定距离，灭火人员应穿绝缘靴，戴绝缘手套，有条件的还要穿绝缘服等，以免扑救人员的身体触及带电体而触电。小知识
干粉灭火器的使用方法
干粉灭火器的使用方法如图1-15所示：
a）右手握住压把，左手托着灭火器底部，轻轻地取下灭火器；b）右手提着灭火器赶到火灾现场；c）除掉铅封；d）拉出插销；e）左手握着喷管，右手提着压把；f）在距火焰两米的地方，右手用力压下压把，左手拿着左右摆动，喷射干粉覆盖整个燃烧区。应对着火焰根部喷射，并不断推前，直至把火焰扑灭。图1-15 干粉灭火器的使用方法实践活动学习灭火器的使用
找一空旷地带，在学校防火安全员的指导下，学习常用灭火器的使用方法。技能训练技能训练指导1-1 口对口人工呼吸法
对呼吸减弱或已经停止的触电者，口对口人工呼吸法是维持体内外的气体交换行之有效的方法，其操作步骤如表1-1所示。表1-1 口对口人工呼吸法操作步骤
按照上述步骤反复进行，对成年人每分钟吹气14～16次，大约每5s一个循环，吹气时间稍短，约2s；呼气时间要长，约3s。对儿童吹气每分钟18～24次，这时不必捏紧鼻孔，让一部分空气漏掉。对儿童吹气，一定要掌握好吹起量的大小，不可让其胸腹过分膨胀，防止吹破肺泡。技能训练指导1-2 胸外心脏压挤法
胸外心脏压挤法是在触电者心脏停止跳动时，有节奏地在胸廓外加力，对心脏进行挤压。利用人工施压代替心脏的收缩与扩张，以达到维持血液循环的目的，具体操作如表1-2所示。表1-2 胸外心脏压挤法技能训练项目1-1 心肺复苏施救练习【实训目标】
1）会使用口对口人工呼吸法对触电者进行施救。
2）会使用胸外心脏压挤法对触电者进行施救。【实训器材】 心肺复苏模拟人一个，如图1-16所示。心肺复苏模拟人可以设置操作频率，操作时间，具有自动识别错误操作并做语音提示及记录操作成绩的功能。【实训内容及步骤】
1）利用心肺复苏模拟人按照表1-1所示操作步骤完成口对口人工呼吸法的练习。
2）利用心肺复苏模拟人按照表1-2所示操作步骤完成胸外心脏压挤法的练习。【注意事项】
1）在进行口对口人工呼吸法练习之前必须用医用酒精或其它消毒物品对心肺复苏模拟人进行消毒处理。图1-16 心肺复苏模拟人
2）在进行胸外心脏压挤法练习时，刚开始应由轻到重找到感觉，切忌用力过猛损坏心肺复苏模拟人。【自评互评】【思考与讨论】
对真人进行施救时还应注意什么？思考与练习
1-1 你知道的常用电工工具和电工仪表有哪些？
1-2 在电气操作和日常用电中，哪些因素会导致触电？
1-3 你知道人体触电有哪些种类和形式吗？
1-4 口对口人工呼吸法在什么情况下使用？试述其动作要领。
1-5 胸外心脏压挤法在什么情况下使用？试述其动作要领。
1-6 你了解的电气火灾扑救常识有哪些？第2章直流电路知识目标
1.能正确理解电路的基本概念
2.能识读基本的电气符号和简单的电路图
3.熟悉电路的组成及其功能
4.能掌握电路中常用物理量的定义、符号、单位和它们之间的关系
5.能识读电阻器和电位器的外形与结构，能简述其在实际生活中的典型应用
6.能掌握欧姆定律及应用
7.会分析电阻串联、并联及混联的连接方式及其电路特点
8.能掌握基尔霍夫定律，会应用KCL、KVL列出电路方程
9.能利用叠加定理对直流电路进行分析和计算
10.熟悉戴维南定理的解题思路技能目标
1.会用万用表测量直流电路的电流、电压和电位
2.能识读常见电阻器并会用万用表检测电阻
3.能用万用表检查简单电路的故障2.1 电路话题引入
众所周知，公路是车辆行人的通路，水路是船只的通路，航线是飞机飞行的通路，那么电路是谁的通路呢？电路就是电流流过的路径，例如常见的手电筒，它的电路如图2-1所示，合上开关，电流从电源正极流出，通过导线传输经过开关、灯泡回到电源负极，形成电流通路，灯泡发光；断开开关，电路不通，电流被阻断，灯泡不亮。2.1.1 电路的组成
电路是由电源、负载、导线和开关等按一定的方式连接起来的闭合回路。图2-1 手电筒实物电路【电源】 电路中把其他形式的能转换成电能的装置，常见的有干电池、蓄电池和发电机等，如图2-2所示。图2-2 常见电源【负载】 又称用电器，是把电能转换成其他形式能的装置，即消耗电能的装置，常见的有电灯、电炉、电动机等。【导线】 用来连接电源和负载，把电能从电源输送到负载的金属线，常见的有铜线和铝线，如图2-3所示。图2-3 常见导线截面图【开关】 接通或断开电源和负载的装置，常见的有按钮、刀开关等。2.1.2 电路的状态
电路有三种状态：即通路、开路、短路。【通路】 也称为闭路。如图2-4a所示电路中，当开关闭合，电路中有电流流过，即为通路状态。图2-4 电路的状态【开路】 也称为断路。如图2-4b所示电路中，当开关断开，电路中没有电流流过，即为开路状态。【短路】 如图2-4c所示，a、b两点用导线接通，这时电流不经过负载，直接从导线ab回到电源，即为短路状态。提示
短路时会产生很大的电流，会损坏电源和导线，应尽量避免。练一练
找来灯泡、电池、导线和开关，参照图2-1所示，自己连接电路，并操纵开关观察灯泡的变化。2.1.3 电路图
为简便起见，电路通常不用实物表示，而是用电路图表示，例如图2-5所示即为图2-1（手电筒实物电路）的电路图。在电路图中，电路组成的元器件和连接情况是用国家统一规定的图形和文字符号来表示的，常用的图形及文字符号如表2-1所示。图2-5 手电筒电路图表2-1 部分电工图形及文字符号（续）2.1.4 电路的功能
实际电路的种类多种多样，形式和结构也各不一样，但按其完成功能的不同可以分为两种。1.实现电能的传输、分配与转换
电能的传输、分配与转换示意图如图2-6所示。图2-6 电能传输、分配与转换的示意图2.实现信号的传递与处理
信号传递与处理示意图如图2-7所示。图2-7 信号传递与处理的示意图实践活动翻阅家里的电路图
每个家庭都有各种各样的电器，找出说明书，看看电路图，你认识哪些符号，哪些又是你不认识的。2.2 电路中的常用物理量话题引入
我们去买电冰箱，销售员除了介绍外观、材料等特点外，还会介绍它的耗电有多低，有多省电。那么用什么来评价耗电的多少呢？其实就是电功率，它是电路中的一个基本物理量。本节我们就学习电路中常用的物理量：电流、电压、电位、电动势、电能和电功率。2.2.1 电流【电流的概念】 电荷的定向移动形成电流。例如，金属导体中存在的大量自由电子时刻在做无序不规则的运动，如图2-8a所示。当有电场存在时，金属导体中的自由电子在电场力作用下定向移动，这就形成了电流，如图2-8b所示。【电流的大小】 表征电流大小的物理量称为电流强度，用单位时间内通过导体横截面的电荷量多少来衡量，简称电流，以字母i表示。若在t秒内通过导体横截面的电荷量为q，则电流i可表示为
电流的大小和方向都不随时间变化的稳恒直流电，简称直流电，其电流的表达式可改为
式中，i表示电流，单位为安[培]（A）；Q表示电荷量，单位是库[仑]（C）；t表示时间，单位是秒（s）。图2-8 电流的形成
如果在1s内通过导体横截面的电荷量为1C，则导体中的电流即为1A。电流的单位除A外，还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA），它们之间的换算关系为：
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]