电工基础与基本技能:项目教程(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-06-17 09:12:32

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作者:黄宗放

出版社:电子工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

电工基础与基本技能:项目教程

电工基础与基本技能:项目教程试读:

前言

本书可作为职业院校相关专业项目教学教材和职业鉴定培训教材。黄宗放 主编计胜国 副主编叶盛 副主编叶信冬 副主编苏永昌 主审靳平 责任编辑

jinping@phei.com.cn靳平 其他贡献者

jinping@phei.com.cn一克米工作室 封面设计职业教育示范性规划教材编审委员会

主任:程周

副主任:过幼南 李乃夫

委员:(按姓氏笔画多少排序)

王国玉 王秋菊 王晨炳 王增茂 刘海燕 纪青松 张艳 张京林 李山兵李中民 沈柏民 杨俊 陈杰菁 陈恩平 周烨 赵俊生 唐莹 黄宗放

出版说明

为进一步贯彻教育部《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》的重要精神,确保职业教育教学改革顺利进行,全面提高教育教学质量,保证精品教材走进课堂,我们遵循职业教育的发展规律,本着“着力推进教育与产业、学校与企业、专业设置与职业岗位、课程教材与职业标准、教学过程与生产过程的深度对接”的出版理念,经过课程改革专家、行业企业专家、教研部门专家和教学一线骨干教师共同努力,开发了这套职业教育示范性规划教材。

本套教材采用项目教学和任务驱动教学法的编写模式,遵循真正项目教学的内涵,将基本知识和技能实训融合为一体,且具有如下鲜明的特色:(1)面向职业岗位,兼顾技能鉴定

本系列教材以就业为导向,根据行业专家对专业所涵盖职业岗位群的工作任务和职业能力进行的分析,以本专业共同具备的岗位职业能力为依据,遵循学生认知规律,紧密结合职业资格证书中技能要求,确定课程的项目模块和教材内容。(2)注重基础,贴近实际

在项目的选取和编制上充分考虑了技能要求和知识体系,从生活、生产实际引入相关知识,编排学习内容。项目模块下分解设计成若干任务,任务主要以工作岗位群中的典型实例提炼后进行设置,注重在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用,培养学生的综合职业能力。(3)形式生动,易于接受

充分利用实物照片、示意图、表格等代替枯燥的文字叙述,力求内容表达生动活泼、浅显易懂。丰富的栏目设计可加强理论知识与实际生活生产的联系,提高了学生学习的兴趣。(4)强大的编写队伍

行业专家、职业教育专家、一线骨干教师,特别是“双师型”教师加入编写队伍,为教材的研发、编写奠定了坚实的基础,使本系列教材符合职业教育的培养目标和特点,具有很高的权威性。(5)配套丰富的数字化资源

为方便教学过程,根据每门课程的内容特点,对教材配备相应的电子教学课件、习题答案与指导、教学素材资源、教学网站支持等立体化教学资源。

职业教育肩负着服务社会经济和促进学生全面发展的重任。职业教育改革与发展的过程,也是课程不断改革与发展的历程。每一次课程改革都推动着职业教育的进一步发展,从而使职业教育培养的人才规格更适应和贴近社会需求。相信本系列教材的出版对于职业教育教学改革与发展会起到积极的推动作用,也欢迎各位职教专家和老师对我们的教材提出宝贵的建议,联系邮箱:jinping@phei.com.cn。

电子工业出版社

前言

职业技术教育担负着培养初、中级技能型人才和数以亿计的高素质劳动者的任务,必须要坚持“以服务为宗旨,以就业为导向、以能力为本位”的办学理念。职业学校的专业课教学必须要理论与生产实际相结合,切实提高学生的综合职业能力。本书就是为了适应职业学校电类课程教学改革的需要而编写的。

本书内容涵盖了安全用电常识、电路基本物理量、简单直流电路、复杂直流电路、电与磁、交流电路、电容器、变压器等基础知识,还包括触电和电火灾现场急救、室内照明电路安装、电动机及其控制电路安装与检修、低压配电装置安装、架空线和电缆的敷设与维护等操作技能,基本涵盖了“电工技术基础与技能”课程新大纲要求的知识和技能。可作为职业学校相关专业项目教学教材和职业鉴定培训教材。

本书具有以下特色:

1.创新性:首先是结构新,本书取消了传统教材的章节结构,将具体的教学任务分项目实施,并由联系实际的情境模拟引出项目,把项目分解为具体任务,通过任务的实施和验收来巩固知识,习得技能。力求项目驱动、任务引导、以情激趣、图文并茂、直观形象。其次是内容新,在本书的编写过程中,编写人员有意识地联系当前的社会实际,及时吸收新理论、新知识、新技术、新工艺。

2.理论与实践一体化:全书分7个项目,22个任务,每个任务包含引出任务、知识链接、技能方法、实践运用、巩固训练等部分,落实基础知识,突出技能训练,注重方法指导,使理论与实践能有机结合。

3.知识、技能、情感相结合:本书不仅注重巩固知识、突出技能,还通过情境模拟、总结评价渗透个人品德、职业道德和社会公德教育。

本书的编写人员有黄宗放、计胜国、叶信冬、叶盛、田丽英。黄宗放任主编,负责全书的组织编写与统稿,并编写了项目二、四;叶盛编写了项目三;计胜国编写了项目五、六;叶信冬编写了项目七;田丽英编写了项目一。

本书的编写力求新颖和实用,使之符合职业学校“电工技术基础与技能”课程教学改革的要求。本书由苏永昌老师担任主审,提出了许多宝贵意见。另外,在编写过程得到了浙江省瑞安市教育教研室、瑞安市职业中专、瑞安市第二职业高中、瑞安市农业技术学校的领导和同事的大力支持,在此一并表示感谢。

由于编写水平有限,书中难免有疏漏甚至错误,恳请广大读者批评指正。

为了方便教师教学,本书还配有电子教学参考资料包(包括教学指南、电子教案、习题答案),请有此需要的教师登录华信教育资源网(http://www.hxedu.com.cn)下载。

编者

项目一 安全节约用电

1.1 项目情境

甄浩雪同学是滨海市职业中专电子电工专业高一新生。刚进入职业中专学习,小甄很好奇,特别是对于自己选择的专业,既向往又担心。向往的是,奇妙的“电”世界是多么的丰富多彩,担心的是,电学的理论知识很抽象,怕难以学好。已经上了两节专业课了,小甄很有信心,老师说要采用一种新的教学方法——项目教学法,使同学们都能在“做中学”,经过一个个熟悉的具体项目,经过动手操作来获取知识、习得技能。

今天是开学第一周的星期五,在学校住了五天,终于可以回家了,小甄的心情特别愉快。当他来到离家不远时,突然听到刺耳的消防警报声和嘈杂的叫喊。原来,离小甄家不远的一家便利店起火了,消防队员正在奋力灭火。事后,经消防队员调查得知,这起火灾是由于用电线路老化引起。

电可以带来光明与温暖、便捷与舒适,电也可以带来伤害与灾难,用电必须安全!

1.2 项目分解

任务一:安全用电

能说出电对人体伤害和人体触电的基本形式;知道引起电火灾的原因;会采取防范触电和电火灾的措施;熟悉电工安全操作规程。

任务二:现场急救

会复述触电现场急救和电火灾现场救护的基本程序;能运用口对口人工呼吸和人工胸外挤压抢救法;知道现场急救的注意事项,掌握火灾现场逃生技巧,懂得电火灾的处理方法。

任务三:节约用电

能说出节约用电的意义,在不同的环境中会采用节约用电的措施,能做到节约用电从我做起。

1.3 项目进程

1.3.1 任务一 安全用电【引出任务】

2003年11月14日上午9时许,某市郊区一电线杆上的电线被风刮断,掉在水田中。一小孩赶一群鸭子进入水田。当鸭子游到落地的断线附近时,一只只挣扎着死去。小孩下田去拾死鸭子,未走几步便倒了下去。在附近干活的小孩的爷爷看到这情况后,急忙跳入水田去拉孙子,也倒了下去。小孩的父亲闻讯赶来,又慌忙下田,结果……【知识链接】

1.电流对人体的伤害

人体是可以导电的,当人体触及带电体时,会有电流通过人体而对人体造成伤害,这就是触电。触电时,电流对人体的伤害可分为电伤和电击。

电伤是触电时电流对人体外表造成的局部伤害。通常有电弧烧灼皮肤、熔化的金属渗入皮肤造成皮肤金属化等伤害。电伤往往在人的肌体上留下伤痕,一般是非致命的。

电击是触电时电流对人体内部组织的破坏,造成人的心脏、肺部及神经系统不能正常工作,使人出现痉挛、窒息、心颤、心跳骤停直至死亡。电击往往是致命的。

电伤和电击可能同时发生。

那么,触电时,电流对人体的伤害程度与哪些因素有关呢?(1)电流的大小

人体内存在生物电流,一定限度的电流不会对人体造成伤害。触电时,通过人体的电流越大,人体的生理反应越强烈,感觉就越明显,对人体的伤害也就越大。(2)通电时间

电流对人体的伤害与电流的作用时间密切相关。触电时,电流通过人体的时间越长,伤害人体的能量积累的就越多,同时可使人体的电阻下降,导致通过人体的电流进一步增大,其伤害程度就越大。(3)电流的频率

电流的频率不同,对人体的伤害也不同。其中,25~300Hz的电流对人体的伤害最严重。人们日常使用的工频交流电(我国是50Hz)就在这个危险频段,虽然它对电气设备比较合理,但对人体触电的危害不容忽视。表1-1列出工频电流对人体的伤害情况。表1-1 工频电流对人体的伤害情况续表(4)人体电阻

人体对电流有一定的阻碍作用,这种阻碍表现为人体电阻。人体电阻主要来自皮肤表层,起皱和干燥的皮肤有相当高的电阻,可达100kΩ以上。而皮肤潮湿或接触处的皮肤受到破坏时,电阻会急剧下降,可降到1kΩ以下。人体还是个非线性电阻,随着电压升高,电阻值减小。人体电阻随电压变化的情况见表1-2。表1-2 人体电阻随电压变化的情况

2.触电的形式

人体的触电形式按人体是否直接接触带电体可分为直接触电和间接触电。

直接触电又可分为单相触电和两相触电。

单相触电是指在中性点接地的电网中,人体与大地之间互不绝缘,当人体接触到带电设备或线路中的某一导体时,电流由相线经人体流入大地的触电现象,如图1-1所示。

两相触电是指人体的不同部位分别接触带电设备或线路中两相导体时,电流从一相导体通过人体流入另一相的触电现象,如图1-2所示。图1-1 单相触电图1-2 两相触电

间接触电是指正常状态下外壳不带电的用电设备发生故障或漏电时,人体接触该用电设备而引起的触电现象,如图1-3所示。通常引起这种触电的用电设备故障有:外壳短路、导线短路、接地短路。

只要技术措施和管理措施得当,防护到位,直接触电是可以避免的。由于设备或线路产生故障具有一定的不可预见和隐蔽性,如果工厂、车间工作环境较复杂,则更加难以发现,从而危害性更大,所以采取可靠和合理的保护措施非常重要。

此外,触电形式还有跨步电压触电。跨步电压触电是指带电体接触地面有电流流入大地,或雷击电流经设备接地体流入大地时,在接地点附近的大地表面具有不同数值的电位,人进入该范围,两脚之间形成跨步电压而引起的触电现象,如图1-4所示。图1-3 间接触电图1-4 跨步电压触电

3.引起电火灾的原因

2004年4月8日上午11时许,某住宅发生火灾,4间新建不到两年的楼房烧成灰烬。谁是“肇事者”呢?经勘查和询问证实:该住户在建造新楼房时,为图方便,违章作业,电力线与通信线杆距离过近,电线随风摆动,与通信线杆碰擦。不到两年,电线绝缘层多处裂开脱落,露出了铜芯。裸露的电线在与通信线杆频繁的碰擦中,产生了电火花,造成了这场火灾。

电火灾就是指由于电气设备和线路故障所引起的火灾,造成电火灾的主要原因有:(1)漏电

电气设备和线路由于风吹、雨淋、日晒、受潮、碰压、划破、磨擦、腐蚀等原因使其绝缘性能下降,导致线与线、线与外壳之间部分电流泄漏,泄漏的电流在流入大地时,若电阻较大,会产生局部高温,致使附近的可燃物着火,引起火灾。

要防止漏电,首先要在设计和安装上做文章。导线的电压绝缘强度不应低于电网线路的额定电压,绝缘子也要根据电源的不同电压选配。其次,在潮湿、高温、腐蚀场所,严禁绝缘导线明敷,应使用套管布线。多尘场所要经常打扫,防止电气设备和线路积尘。第三,要尽量避免施工中对电气设备和线路的损伤,注意导线连接质量。第四,要安装漏电保护器并经常检查电气设备或线路的绝缘情况。(2)短路

导线选择不当、绝缘老化、安装不当等原因都可造成电路短路。发生短路时,其短路电流比正常电流大许多倍,由于电流的热效应,从而会产生大量的热量,轻则降低绝缘层的使用寿命,重则引起电火灾。除此之外,电源过电压、小动物跨接在裸线上、人为乱拉乱接线路、架空线松弛碰撞等都可造成短路。

防止因短路而造成的火灾,首先要严格按照电力规程来安装、维修。其次要选择合适的安全保护装置。当采用熔断器保护时,熔体的额定电流不应大于线路长期允许负载电流的2.5倍;用自动开关保护时,瞬时动作过电流脱扣器的额定电流不应大于线路长期允许负载电流的4.5倍。(3)过载

不同规格的导线,允许通过的电流都有一定的范围。在实际使用中,流过导线的电流如果大大超过允许值,就会过载。过载就会产生高热,这些热量如不及时散发,就有可能使导线的绝缘层损坏,引起火灾。

产生过载的主要原因是导线截面选择不当,“小马拉大车”,即在线路中接入了过多的大功率设备,超过了配电线路的负载能力。

防止过载引起火灾的措施是采取过载保护。线路的过载保护宜采用自动开关。采用熔断器作为过载保护时,熔体的额定电流应不大于线路长期允许负载电流。采用自动开关作为过载保护时,其延时动作额定电流不应大于线路长期允许负载电流。

此外,电力设备在工作时产生的火花和电弧都会引起可燃物燃烧而导致电火灾。特别在油库、乙炔站、电镀车间以及有易燃物体的场所,一个不大的电火花都有可能引起燃烧和爆炸,造成严重的伤亡和损失。【技能方法】

任何制度、措施都是靠人来执行的。因此,安全用电首先要强化人的意识,要在思想上十分重视,将安全用电的意识贯穿在工作的全过程。

首先,安全用电要强化以下意识:

1)只要用电就存在危险。

2)侥幸心理是事故的催化剂。

3)投向安全的每一份精力和物质永远保值。

其次,要养成安全操作的习惯,主要的安全操作习惯有:

1)人体触及任何电气装置和设备时要先断开电源。断开电源一般是指真正脱离电源系统(如拔下电源插头、断开刀开关或断开电源连接),而不仅是断开设备的电源开关。

2)测试、装接电力线路时采用单手操作。

3)触及电路的任何金属部分之前都要进行安全测试。

4)操作带电设备时,不能用手接触带电部位来判断是否有电。

5)发现电气设备有打火、冒烟或其他不正常气味、声响时,应迅速切断电源,并请专业人员进行检修。

第三,要遵守安全用电制度,落实安全用电措施。

1)要正确选用安全电压。国家标准规定安全电压额定值的等级为42V、36V、24V、12V、6V。42V电压用于危险场所使用的手持式电动工具的供电,一般干燥场所使用的安全电压为36V,在潮湿场所应选用24V或12V。

2)要合理选择导线和熔丝。导线通过电流时不能过热,导线的额定电流应大于实际工作电流。熔丝的作用是起短路和严重过载保护,熔丝的选择应符合规定的容量,不得以金属导线代替。

3)电气设备必须满足绝缘要求。通常规定固定电气设备的绝缘电阻不低于1MΩ,可移动式电气设备的绝缘电阻不低于2MΩ。有特殊要求的场所绝缘电阻更高。

4)正确使用移动式电动工具。要定期检查,使用时应戴绝缘手套,移动时应切断电源。

5)在非安全电压下作业时,应尽可能单手操作,脚最好站在绝缘物体上。在调试高压电器时,地面应铺绝缘垫,作业人员应穿绝缘鞋,戴绝缘手套。

6)高温电气设备的电源线不能用塑胶线。

7)拆除电气设备后,不应留有带电导线,如需保留,必须做好绝缘处理。

8)装配中剪掉的导线头或金属物要及时清除,不能留在机器内部,以免造成隐患。烙铁头上多余的焊锡不能乱甩。

9)所有电气设备、仪器仪表、电气装置、电动工具都应有保护接地线。

10)电气设备和电源应有专人负责,定期检查,并做好记录,发现问题及时解决。【实践运用】

电工在工作过程中,应认真履行电工岗位职责。电工的主要岗位职责有:

1)认真贯彻执行国家有关电力的各项政策、法规、制度、标准,严格执行国家电价政策。

2)负责所辖范围内高低压设备的运行维护、定点巡视检查、资料管理和辖区内的安全用电管理工作。

3)正确执行电价政策,负责辖区内低压用户的计费抄表和电费回收工作。

4)负责辖区内低压用户用电检查,维护正常用电秩序,完成资料管理和统计报表工作。

5)按时参加各种会议和培训活动,不断提高自身的政治和业务素质,强化服务意识。

6)及时反映和汇报工作中出现的问题,提出改进工作建议。

7)定期收集用户意见,在规定时间内及时解决用户提出的合理要求和事故抢修。

8)开展安全用电的宣传工作,为用户提供优质服务。

作为电工还要认真学习并严格遵守《电业安全操作规程》,《电业安全操作规程》的部分摘要如下:

1)上岗前必须戴好规定的防护用品,一般不允许带电作业。

2)工作前认真检查所用的工具安全可靠,了解场地、环境情况,选好安全位置工作。

3)各项电气工作严格执行“装得安全、拆得彻底、经常检查、修理及时”的规定。

4)不准无故拆除电气设备上的安全保护装置。

5)设备安装或修理后,在正式送电前必须仔细检查绝缘电阻及接地装置的传动部分的防护装置,使之符合要求。

6)工作中拆除的电线要及时处理,带电的线头必须用绝缘带包好。

7)装接灯头时开关必须控制相线,临时线路敷设应先接地线,拆除时应先拆除相线。

8)高空作业时应系好安全带,梯子应有防滑措施,工具物品须装入工具袋内吊送式传递,地面上的人应戴好安全帽并离施工区2m以外。

9)低压带电作业时应有专人监护,使用专用工具和防护用品,人体不得同时接触两根线头,不得越过未曾采取绝缘措施的电线之间。

10)在带电的低压开关柜(箱)上工作,应采取防止相间短路及接地等安全措施。【巩固训练】

1.判断题

1)安全用电,以防为主。

2)为了保证安全用电,应该在变压器的中性线上安装熔断器。

3)为了安全,所有电气设备都应保护接地。

4)只接触电路中的一根导线是安全的。

5)可以用手拉导线拔出插头。

6)只要站在绝缘板上,操作就是安全的。

7)在进行电气设备操作时,必须集中精力。

8)在任何条件下,36V电压都不会对人体造成伤害。

9)发现电气设备有打火、冒烟或其他不正常气味时,应先查明原因。

10)线路的过载保护宜采用自动开关。

11)电工的职责就是负责辖区内低压用户的计费抄表和电费回收工作。

12)为了安全,绝对不允许带电作业。

2.综合运用题

作为一名电工,如何在所辖区域内搞好安全用电工作?1.3.2 任务二 现场急救【引出任务】

某建筑工地,工人们正在进行水泥圈梁的浇灌。突然,搅拌机附近有人大喊:“有人触电了”。只见在搅拌机进料斗旁边的一辆铁制手推车上,趴着一个人,地上还躺着一个人。当人们把搅拌机附近的电源开关断开后,看到趴在手推车上的那个人手心和脚心穿孔出血,已经死亡,死者年仅17岁。躺在地上的那个人也已深度昏迷,于是,有人拨打120,有人立即对躺在地上的那个人进行人工呼吸。经现场抢救和120急救,终于把他从死亡线上拉了回来。【知识链接】

发生触电和电火灾事故,千万不要惊惶失措。只要救护及时、方法得当,可以使触电者脱险,并把损失减少到最小。

1.触电现场急救的一般程序

1)采取可靠、简便的方法迅速使触电者脱离电源。脱离电源最有效的措施是拉闸或拔出电源插头,如果一时找不到或来不及找,可用绝缘物(如带绝缘柄的工具、木棒、塑料管等)移开或切断电源线。关键是:一要安全可靠,二要迅速。

2)及时拨打120,联系医疗部门。

3)立即进行现场诊断和抢救。如果触电者未失去知觉,则应保持安静,继续观察,并请医生前来诊治或送医院。如果触电者心跳停止,应采用人工心脏挤压法维持血液循环,直到救护人员到达。如果触电者呼吸停止,应立即做口对口人工呼吸。如果心跳、呼吸全停,则应同时采用上述两个方法进行抢救。切勿打强心针,也不能泼冷水。

2.电火灾现场急救的一般程序

1)采取可靠、简便的方法迅速切断电源。

2)及时拨打119火警电话。

3)使用1211灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器或黄砂来灭火。在没有确知电源已经切断的情况下,决不允许用水或普通灭火器灭火,以防止灭火人员触电。【方法技能】

1.脱离电源的方法

人触电以后,可能由于痉挛而紧抓住带电体,不能自行摆脱电源。如果人不能及时摆脱带电体,时间长了,将会导致严重后果,应使触电者尽快脱离电源。使触电者脱离电源的方法很多,可根据现场具体情况来选择。(1)脱离低压电源的方法

1)切断电源。如果电源开关或插头就在触电者附近,可立即拉开开关或拔下插头,断开电源。但应注意,拉线开关、平开关等只能控制一根线,有可能只切断了零线,而不能断开电源。如果触电者附近没有或一时找不到电源开关或插头,则可用电工绝缘钳或有干燥木柄的铁锹、斧子等切断电线,断开电源。断线时要做到一相一相切断,在切断护套线时应防止短路弧光伤人。

2)隔离电源。当电线或带电体搭落在触电者身上或被压在身下时,可用干燥的衣服、手套、绳索、木板、木棍等绝缘物品作为救助工具,挑开电线或拉开触电者,使之脱离电源。

3)与大地隔离。如果触电者紧握电源线,救护者身边又无合适的工具,则可以用干燥的木板塞到触电者身体下方,使其与大地隔离,然后再设法将电源线断开。在救护过程中,救护者应尽可能站在干燥的木板上进行操作。(2)脱离高压电源的方法

1)拉闸停电。对于高压触电,应立即拉闸停电救人。在高压配电室内触电,应马上拉开断路器。救护者要戴上绝缘手套,穿上绝缘靴;高压配电室外触电,则应立即通知配电室值班人员紧急停电,值班人员停电后,立即向上级报告。

2)短路法。当无法通知拉闸断电时,可以采用抛掷金属导体的方法,使线路短路,迫使保护装置动作而断开电源。抛掷金属导体前,应先将导线一端牢牢固定在铁塔或接地引线上,另一端系上重物。高空抛掷要注意防火,抛掷点尽量远离触电者。(3)脱离跨步电压的方法

遇到跨步电压触电时,可按上面的方法断开电源,或者救护人穿绝缘靴或单脚着地跑到触电者身旁,紧靠触电者头部或脚部,把他拖至等电位地面上(即身体躺成与触电半径垂直位置),然后就地静养或抢救。(4)脱离电源的注意事项

1)救护者一定要判明情况做好自身防护。在切断电源前不得与触电者裸露接触(跨步电压触电除外)。

2)在触电者脱离电源的同时,要防止二次摔伤事故,即使是在平地上也要注意触电者倒下去的方向,避免摔伤头部。

3)如果是夜间抢救,要及时解决临时照明,以免延误抢救时机。

2.急救方法(1)口对口人工呼吸法

在触电现场对触电者进行口对口人工呼吸时,应先将触电者身上妨碍呼吸的衣服等解开,并把口腔中的杂物取出。如果触电者牙关紧闭,必须使其口张开,并打开从口到肺部的气道,保持呼吸道通畅。打开气道多用仰头抬颈法,如图1-5所示。即使触电者已经仰卧,抢救时还要将一手放在触电者前额,向后向下按压,使其头后仰,另一手托住触电者颈部向上抬。然后,对触电者进行口对口人工吹气,如图1-6所示。吹气时,抢救者跪在触电者的一侧,用一只手掌向后下方压他的前额,同时用拇指和食指捏紧他的鼻孔,另一只手托起他的颈。抢救者深吸一口气,紧贴触电者口部用力吹入,使其胸部扩张,吹毕立即松开鼻孔,让他胸廓及肺部自行回缩而将气体排出。如此反复进行,每分钟吹气12~15次,直到触电者恢复呼吸为止。图1-5 打开气道图1-6 口对口人工吹气(2)人工胸外心脏挤压法

在触电现场对触电者进行人工胸外心脏挤压时,如图1-7所示,要让触电者平躺在硬板床上或地面上,抢救者跪在他的一侧。用一只手的手掌根部按在触电者胸骨的1/3与1/2交界处,即沿肋下缘摸到剑突上两指处,另一只手再平行放在前一只手背上,两只手的10个手指翘起来,双臂伸直,肘关节不得弯曲,身体稍向前倾,靠身体重量向下压,下压深度为4~5cm。按压与放松时间大约相等,按压频率80~100次/min。放松时手掌不能离开按压部位,以防位置移动。但放松应充分,以利血液回流。图1-7 人工胸外心脏挤压法【实践运用】

1.常见灭火器的用途与使用

可用于电火灾现场灭火的常见灭火器有二氧化碳灭火器、四氯化碳灭火器、1211灭火器、干粉灭火器等,其用途与使用方法见表1-3。表1-3 常见灭火器的用途与使用方法续表

2.火场逃生要诀

第一诀:逃生预演,临危不乱。

每个人对自己工作、学习或居住所在建筑物的结构及逃生路径要做到了然于心,必要时可集中组织应急逃生预演,使大家熟悉建筑物内的消防设施及自救逃生的方法。这样,火灾发生时,就不会觉得走投无路了。

第二诀:通道出口,畅通无阻。

楼梯、通道、安全出口等是火灾发生时最重要的逃生之路,应保证畅通无阻,切不可堆放杂物或设闸上锁,以便紧急时能安全、迅速地通过。

第三诀:扑灭小火,惠及他人。

当发生电火灾时,如果发现火势并不大,且尚未对人造成很大威胁时,当周围有足够的消防器材,如1211灭火器具等,应及时切断电源,奋力将小火控制、扑灭;千万不要惊慌失措地乱叫乱窜,置小火于不顾而酿成大灾。

第四诀:保持镇静,明辨方向,迅速撤离。

突遇电火灾,面对浓烟和烈火,首先要强令自己保持镇静,迅速切断电源和判断安全地点,决定逃生的办法,尽快撤离险地。千万不要相互拥挤、乱冲乱窜。撤离时要注意,朝明亮处或外面空旷地方跑,要尽量往楼层下面跑,若通道已被烟火封阻,则应背向烟火方向离开,通过楼梯、通道或安全出口等往室外逃生。

第五诀:善用通道,莫入电梯。

按规范标准设计建造的建筑物,都会有两条以上逃生楼梯、通道或安全出口。发生火灾时,要根据情况选择进入相对较为安全的楼梯通道。在高层建筑中,电梯的供电系统在火灾时随时会断电或因热的作用而使电梯变形,人就会被困在电梯内。同时,由于电梯井犹如贯通的烟囱直通各楼层,有毒的烟雾将直接威胁被困人员的生命,因此千万不要乘普通的电梯逃生。【巩固训练】

1.判断题

1)触电现场急救时,应不触及触电者的身体而使之脱离电路。

2)对触电者应立即进行人工呼吸。

3)如果触电者心跳、呼吸全停,则应打强心针。

4)不能使用泡沫灭火器进行电火灾的扑灭。

5)在电火灾现场应乘电梯快速逃离。

2.实践题

1)口对口人工呼吸法和人工胸外心脏挤压法模拟练习。

2)练习使用灭火器。

3)火场逃生预演。1.3.3 任务三 节约用电【引出任务】

白天,室外阳光明媚,室内灯光如炽;

大厅内,人去楼空,却依然灯火长明;

夜晚,躺在床上看电视,睡意袭来,一按摇控器更沉沉睡去;

下班了,匆匆走出办公室,忘记了给电脑关机;

夏夜,一边开着空调丝丝吹着凉气,一边盖着棉被呼呼大睡;

……【知识链接】

节约用电是指在满足生产和生活所必需的用电条件下,通过加强用电管理,采取技术上可行、经济上合理的措施,尽可能减少不必要的电能消耗,提高电能利用率,减少供电网络的电能损耗。节约用电对发展经济、节能减排、改善环境污染有重要的意义。

1.节约能源,改善环境

电能是由一次能源转换来的二次能源,节约用电就是减少一次能源的消耗。据统计,截至2009年年底,我国发电设备容量87 407万千瓦,其中火力发电65 205万千瓦,占总容量74.60%。每节约一度电相当于节约400 g标准煤,减少排放0.272 g碳粉尘、0.997 g二氧化碳、0.03 g二氧化硫、0.015 g氮氧化物等污染物。

2.节约投资,改善民生

节约用电可以使发电、输电、变电、配电所需的设备容量减少,相应地节省国家电能基础设施建设的投资。这就意味着国家可以用更多的钱投入其他民生工程的建设。

3.改善管理,提高效益

生产企业节约用电,要靠加强用电的科学管理,从而会改善经营管理工作,提高企业的管理水平。同时,能够减少不必要的电能损失,为企业减少电费支出,降低成本,提高经济效益,从而使有限的电力发挥更大的社会经济效益,提高电能利用率。

4.促进科技进步,提高生产水平

更有效的节约用电,必须依靠科学技术,在不断采用新技术、新材料、新工艺、新设备的情况下,节约用电同时必定会促进科技不断进步,促进工农业生产水平的不断发展与提高。【技能方法】

从用电量来看,大约有70%的电能消耗在工业生产中,所以工厂是节约用电的主要途径。随着家用电器的普及,家居用电也逐年增加,在日常生活中节约用电也是必不可少的。

1.工厂节约用电的措施

工厂节约用电包括采用有效的节电技术和加强管理两方面,具体措施有:

1)改造或更新用电设备。正在运行的设备和生产机械是电能的直接消耗对象。它们运行性能的优劣,直接影响到电能的消耗。因此,对用电设备和生产机械进行节电改造和更新,提高它们的运行效率,推广节能新产品,是工厂节约用电的重要措施。

2)改进生产工艺。采用高效率、低能耗的生产新工艺代替低效率、高能耗的落后工艺,降低产品生产过程中的电能消耗。新技术、新工艺的应用和推广不但可以提高劳动生产效率,改善产品质量,还可以降低电能的消耗。

3)加强用电管理。加强单位产品电耗定额的管理和考核,加强照明管理,节约非生产用电,积极开展电能平衡工作。

4)整改电网,减少线路损耗。

5)应用余热发电,提高余热发电机组的运行率。

2.家庭节约用电措施

家庭节约用电主要在家用电器的选购、使用和管理上。

1)以节能为本,以够用为度。在添置或更换家用电器时,就尽量选购节能型产品。虽然节能型家用电器的价格会高一些,但从长远考虑,节省的电费会远远超过购置时的价格差。同时,要根据家庭人口和住房面积合理选择家用电器的容量和功率。

2)正确使用。家用电器使用方法不对,不但会增加电耗,还会缩短使用寿命,更有甚者会造成用电事故。因此使用前要认真阅读说明书,学会正确使用家用电器。

3)养成节约用电的良好习惯。如不要让电器长期处于待机状态、电器使用完后要拔下插头、家中没人时要切断电源等,这样,既能节约电能、节省电费,又能保证安全、避免意外事故。【实践运用】

家庭节约用电小窍门如下:

1.照明灯具

1)使用高效节能灯具。与普通白炽灯泡相比,节能灯的发光效率可以提高5~6倍,节电60%~80%,延长使用寿命4~6倍。

2)分散安装,分组控制。在需要多盏灯具的场合,灯具要分散安装,提高每一盏灯具的光能利用率;并且由多个开关分组控制,随时关闭不必要的灯具。

3)在无须连续照明的场合,应安装具有声、光延时控制的自动开关。

4)保持灯管(泡)表面和灯罩的清洁,确保最强的光照度和反射力。

2.电视机

1)在不影响视听的情况下,亮度不要太亮,音量也不要太大。

2)关机后遥控接收部分仍带电,且指示灯亮着,将耗部分电能,关机后一定要记住关闭电源。

3)不要频繁开关。

4)如果是传统的CRT显像管电视机,在摆放时应离开墙壁至少10cm,以利散热。

3.电冰箱

1)电冰箱摆放时四周要有适当空间,以利通风散热;还要远离热源,避免阳光直射。

2)电冰箱中食物的存放不宜过多也不要太少,以箱内容积的80%为宜。食物间应留有空隙,以利冷气流通。

3)尽量减少电冰箱开门次数和时间。

4)及时给电冰箱除霜,定期给压缩机、冷凝器除尘。

4.洗衣机

1)衣物应尽量集中洗涤,减少投放次数,节电又节水。

2)衣物提前浸泡20min,可以提高洗涤效果。

3)按衣物的种类、质地、重量合理选择功能开关。

4)洗衣机使用3年以上,发现洗涤无力,要更换或调整洗涤电动机皮带,使它松紧适度。

5.空调

1)空调室外机安装时,要尽量选择背阴的地方,或者在空调器上加遮阳罩,避免阳光直接照射。室内外机组之间的连接管越短越好,连接管要做好隔热保温措施。

2)温度调节要适宜,夏天把温度设定为26~28℃,既节电又舒适。

3)离开空调间前10min即可关空调;晚上开空调的时候,制冷1~2h就关闭,然后打开电扇吹风;睡觉时,将空调工作方式设置为睡眠状态。

4)定期清洗过滤网。

6.电饭煲

1)饭煮熟后可以立即拔下电源插头,利用电热盘的余热保温。

2)及时清除电热盘和锅底的污垢,以免影响热能传递。

7.微波炉

1)减少开关次数。要尽快掌握各种菜肴的烹调时间,减少观看的次数,做到一次启动烹调完毕。

2)烹调食物前,先在食物表面喷洒少许水分,可以提高微波炉的效率。

3)在食物上加层保护膜,可以防止食物水分蒸发,既好吃又节电。

8.计算机

1)为计算机设置休眠等待时间,如果长时间离开计算机要及时关机。

2)降低显示器亮度。在做文字编辑时,将背景调暗些,节能的同时还可以保护视力、减轻眼睛的疲劳强度。当计算机在播放音乐、评书、小说等单一音频文件时,可以关闭显示器。

3)打印机、音箱等外部设备,不用时要及时关闭。

4)经常保养,注意防尘、防潮,保持环境清洁,定期清除机内灰尘。【巩固训练】

1)节约用电有什么意义?

2)在日常生活中,你应当如何做到节约用电?

1.4 项目验收

【项目检测】

1.判断题

1)人体电阻是非线性的,随着电压的升高,电阻值增大。()

2)通常规定固定电气设备绝缘电阻不低于1MΩ。()

3)在非安全电压下作业时,应尽可能单手操作。()

4)高温电气设备中的电源线要用塑胶线。()

5)触电现场急救首先要采取可靠、简便的方法迅速使触电者脱离电源。()

6)如果触电者心跳停止,应进行人工呼吸抢救。()

7)只要技术措施和管理措施得当,防护到位,直接触电是可以避免的。()

8)采用熔断器保护时,熔体的额定电流不应大于线路长期允许负载电流的4.5倍。()

9)灭火器要定期检查。()

10)临时线路敷设应先接地线,拆除时应先拆除相线。()

11)工厂节约用电包括采用有效的节电技术和加强管理两方面。()

12)在较大空间需要多盏灯具时,应集中安装、统一控制。()

2.综合运用题

如果你是一名电工,你将如何搞好辖区内的安全用电工作?如果辖区内不幸发生了电火灾,你该如何组织现场抢救?【项目评价】

请反思在本项目进程中你的收获和疑惑,写出你的体会和评价。项目总结与评价表

项目二 认识电能与电路

2.1 项目情境

在滨海市职业中专度过了紧张而愉快的两个星期,甄浩雪同学对电工知识和技术越来越感兴趣,对电工这个职业也充满着好奇和憧憬。明天学校要组织电子电工专业新生参观发电厂和变电所,在发电厂和变电所甄浩雪和同学们会看到什么?学到什么呢?

2.2 项目分解

任务一:探究电能的产生和配送

知道电能产生的方式和发电厂的类型,认识电力系统的组成,能说出电力系统各部分的作用,知道我国的电压等级标准和常见电网电压。

任务二:认识电路

知道电路的组成和电路的状态,能说出电路基本物理量及欧姆定律、焦耳定律的意义,能区分电功和电功率、电压和电位、电压和电动势,会测量具体电路的相关物理量,会运用基本定律解决简单问题。

任务三:分析简单直流电路

能区分串联、并联电路,能说出串、并联电路的特点和性质,知道串、并联电路的应用,会用电流表改装伏特表和安培表。

任务四:分析复杂直流电路

能用自己的话说出基尔霍夫定律、戴维南定理、叠加原理的内容,会运用基尔霍夫定律、戴维南定理、叠加原理分析较复杂直流电路。

2.3 项目进程

2.3.1 任务一 探究电能的产生和配送【引出任务】

课堂上,同学们正在老师的引导下制订项目方案,探究电学原理,练习电工技能。突然,停电了……

老师赶紧打电话询问原因,并要求开动学校自备的燃油发电机组。一会儿,信息反馈过来,停电原因是:学校附近的电力变压器由于天气炎热长时间超负荷运行发生故障。学校用的电是从哪里来的?电力变压器有什么作用?学校自备的发电机组又是怎么发电的?在停电的空隙,老师提出了这些问题。【知识链接】

1.电能的产生

电能是由其他形式的能量转换而来的,主要以火力发电、水力发电、核能发电三种方式为主。火力发电就是将燃料的化学能转换成电能,水力发电是将水的势能和动能转换为电能,核能发电是将原子核裂变的能量转换为电能。

火力发电是利用煤炭、石油燃烧后产生的热量来加热水,使之成为高温、高压蒸汽,再用蒸汽推动汽轮机旋转并带动三相交流同步发电机发电。其优点是建厂速度快,投资成本相对较低。缺点是消耗大量的燃料,发电成本较高,对环境污染较为严重。目前我国及世界上绝大多数国家仍以火力发电为主。火力发电系统如图2-1所示。图2-1 火力发电系统

水力发电是通过水库或筑坝截流的方式来提高水位,利用水流的落差及流量去推动水轮机旋转并带动同步发电机发电,即利用水流的势能和动能来发电。水力发电的成本低,不存在环境污染问题,并可以实现水利的综合利用。但其—次性投资大,建站时间长,而且受自然条件的影响较大。水力发电系统如图2-2所示。

核能发电又称原子能发电,是利用核燃料在反应堆中的裂变反应所产生的巨大能量来加热水,使之成为高温、高压蒸汽,再用蒸汽推动汽轮机旋转并带动同步发电机发电。核能发电消耗的燃料少,发电成本较低,但建站难度大、投资高、周期长。全世界目前核能发电量约占总发电量的20%,发展核能将成为必然趋势。核能发电系统如图2-3所示。图2-2 水力发电系统图2-3 核能发电系统

此外,还可利用太阳能、风力、地热等能源发电,它们都是清洁能源,不污染环境,有很好的开发前景。

2.电能的输送

为了充分利用自然资源,缩短燃料运输距离,降低发电成本,发电厂一般都建在远离城市的能源产地或水陆运输比较方便的地方,如水力发电厂一般都建在水力资源丰富而地域较为偏远的江河上。因此,发电厂发出的电能必须要用输电线路进行远距离的输送,以供给电能消费场所使用。

电能输送的方式采用高压输电,我国目前高压输电的电压等级有1l0kV、220kV、330kV、500kV、750kV等多种。由于发电机本身结构及绝缘材料的限制,不可能直接产生这样高的电压,因此在输电时首先必须通过升压变压器将电压升高。

高压电能输送到用电区后,为了保证用电安全并合乎用电设备的电压等级要求,还必须通过各级降压变电站,将电压降至合适的数值。例如,工厂输电线路,高压为35kV或l0kV,低压为380V和220V。常见的电能输送方式如图2-4所示。

电力系统主要由发电厂、变电站、输配电线路和用户负载组成。图2-4 常见的电能输送方式

3.电能的分配

当高压电送到目的地以后,由当地的变、配电站进行变电和配电。变电是指变换电压的等级;配电是指电力的分配。常见室内、室外配电装置如图2-5、图2-6所示。图2-5 室内配电装置图2-6 室外配电装置

在配电过程中,通常把动力用电和照明用电分别配电,即把各动力配电线路和照明配电线路分开,这样可以缩小局部故障带来的影响。【实践运用】

1.我国的电压和电网等级

为了使电气设备生产标准化和系列化,考虑到技术上和经济上的合理性,我国国家标准中对电压等级进行划分。其中,低压等级有0.22kV、0.38kV、0.66kV等;高压等级有10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV等。

电网是连接发电厂和电力用户的中间环节,一般由不同等级的输配电线路组成,按其功能可分为输电网和配电网。输电网的任务是输送电能,输送电压等级一般在35kV以上,常见的有110kV、220kV、330kV高压输电网和500kV、750kV特高压输电网。配电网是将电能分配到各类用户,常见的有10kV、220/380V等。目前,经过调整和合并,我国形成了七个跨省电网:东北电网、华北电网、华东电网、华中电网、西北电网、川渝电网、南方互联电网(含香港电网和澳门电网)。

2.电力负荷的分级

供电部门在向用户供电时,将根据用户负荷的重要性、用电的需求量及供电条件等诸多因素,确定供电的方式,以保证供电质量。电力负荷通常分为三级:

一级负荷:指停电时可能引起人身伤亡、设备损坏、产生严重事故或混乱的场所,如大型医院、地铁、机场、铁路运输、政府重要机关部门等。它们一般采用两个独立的电源系统供电。

二级负荷:指停电时将产生大量废品、减产或造成公共场所秩序严重混乱的部门,如炼钢厂、化工厂、大城市热闹场所等。它们一般有两路电源线进行供电。

三级负荷:指不属于上述一、二级电力负荷的用户,其供电方式为单路。【巩固训练】

1.判断题

1)电能是清洁的一次能源。()

2)水力发电是将化学能转换为电能。()

3)远距离输电要采取高压输电。()

4)火力发电是目前我国主要的电能来源。()

2.综合运用题

1)电力系统一般由哪几部分组成?各部分的作用是什么?

2)请简要说一说各类发电厂的生产过程。

3)查阅资料,了解太阳能、风能等其他类型发电的过程和特点。2.3.2 任务二 认识电路【引出任务】

输电、配电和用电都必须由一定的电路来完成,那么,电路是由什么组成的呢?手电筒是日常生活中常用的照明工具,也是一个简单而完整的电路。麻雀虽小,五脏俱全,让我们以小见大,解剖手电筒的结构,探究电路的组成吧。【知识链接】

1.电路与电路图(1)电路的组成

电流通过的路径称为电路。根据不同的需要,电路的形式是各种各样的,但一个完整的电路通常都由电源、负载、传输导线和控制电器4部分组成。如图2-7所示的就是手电筒的结构和内部电路。

电源是把其他形式的能量转变为电能的装置,常见的直流电源有干电池、蓄电池和直流发电机等。

负载又称用电器,是把电能转变为其他形式的能量的装置,如电灯、电动机、各种家用电器等。图2-7 手电筒电路

传输导线是指连接电源与负载的金属线,把电源产生的电能输送到负载。常用铜、铝等材料制成。

控制电器是指控制电路通断和电流大小的装置,如开关、继电器、接触器、变阻器等。(2)电路图

在设计、安装或修理实际电路时,常要使用表示电路连接情况的图。为了简便和规范,通常不画实物电路,而用国家统一规定的图形符号来表示电路连接情况,这种图就称为电路图。手电筒电路如图2-8所示。图2-8 手电筒电路

表2-1所列的是常见电气元件符号。表2-1 常见电气元件符号(3)电路的工作状态

电路通常有三种状态。

1)通路:又称闭路,电路各部分连接成闭合回路,有工作电流通过。

2)开路:又称断路,电路中某处或多处断开,电路中一般没有电流通过。

3)短路:又称捷路,电源或电路中某部分被直接相连,通常电路中的电流远超过正常工作电流。

2.电路的基本物理量(1)电流

电荷定向的运动形成电流。电流的大小取决于单位时间内通过导体横截面的电荷量,若在t秒内通过导体横截面的电荷为Q,则电流I就可用公式表示为

式中 I——电流,单位是安培(A);

Q——电量,单位是库仑(C);

t——时间,单位是秒(s)。

电流的常用单位还有毫安(mA)、微安(μA)等。1A=1000mA,1mA=1000μA。

电流不但有大小,还有方向。习惯上规定正电荷的移动方向为电流方向。

要形成电流,首先要有能自由移动的电荷——自由电荷。但仅有自由电荷还不能形成电流,例如:导体中就有大量的自由电荷,但是它们在不断地做无规则的热运动,不是定向移动,因而没有电流。要在导体内产生持续的电流,就必须设法使导体两端保持一定的电压。因此,要使电路中有电流,必须具备两个条件:一电路是闭合的通路;二电路中存在电压。(2)电压

俗话说水往低处流,说的是在自然状态下,水总是从水位高的地方流向水位低的地方。与水流相类似的,电流在电源外部也总是从电位高处向电位低处流动。例如:当一段金属导体两端存在电位差时,在导体内部就会形成由高电位指向低电位的电场,金属导体中的自由电子会在电场力的作用下,由低电位向高电位移动,从而形成从高电位流向低电位的电流。

电路中两点间的电位之差叫电位差,也就是电压。电压是衡量电场做功本领的物理量。若在电路中A、B两点间移动电荷Q,电场力做的功是W,则A、B两点间的电压U可用公式表示为ABAB

式中 U——电压,单位是伏特(V);AB

W——电场力所做功,单位是焦耳(J);AB

Q——电量,单位是库仑(C)。

电压的常用单位还有千伏(kV)和毫伏(mV)。1kV=1000V,1V=1000mV。

电压也有方向,我们规定电压的方向由高电位指向低电位,即电位降低的方向。因此,电压也常被称为电压降。电压的方向可以用高电位指向低电位的箭头来表示,也可以用高电位标“+”,低电位标“-”来表示,如图2-9所示。

由于电流和电压都有方向,而有时事先往往无法确定电路中电流(或电压)的方向,为了方便,常假设一个方向,称为参考方向。如果计算结果是正值,则电流(或电压)的真实方向与参考方向一致;如果计算结果是负值,则电流(或电压)的真实方向与参考方向相反。图2-9 电压方向的表示(3)电阻

1)物质的分类。根据物质导电能力的强弱,一般可分为导体、绝缘体和半导体。

导体的原子核对外层电子的吸引力很小,电子较容易挣脱原子核的束缚,形成大量自由电子。一切金属都能导电,如银、铜、铝等都是很好的导电材料。

绝缘体的原子核对外层电子的吸引力很大,电子较不容易挣脱原子核的束缚而形成自由电子。绝缘体不能导电,如塑料、胶木、陶瓷、云母等。

半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间,如硅、锗等。其具有光敏、热敏和掺杂特性,常用来制作二极管、三极管和集成电路。

2)导体的电阻。自由电荷做定向运动形成电流时,会与导体内的其他粒子频繁碰撞,这种碰撞阻碍了自由电荷的定向运动。我们把这种阻碍自由电荷定向运动即阻碍电流的作用称为电阻。任何物体都有电阻,当电流通过时都要消耗能量,电阻是物体本身具有的属性。

电阻用英文字母R来表示,在国际单位制中,电阻的单位是欧姆(Ω)。电阻常用的单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。1kΩ=1000Ω,1MΩ=1000kΩ。

3.电源电动势

电路中要有持续的电流,必须要有持续的电压。电源就是把其他形式的能量转化为电能而在电路产生和保持持续电压的装置。电源是怎样产生这种作用的呢?

图2-10是一个简化了的带有电源的电路示意图。

虚线框内是电源,A是电源的正极,集聚了大量的正电荷,B是电源的负极,集聚了大量的负电荷。R是负载。电源外部的电路叫外电路,电源内部的电路叫内电路。

在外电路,电流从电源正极通过负载回到电源的负极,即在电场力的作用下,正电荷从高电位(电源的正极)向低电位(电源的负极)移动,负电荷从低电位(电源的负极)向高电位(电源的正极)移动。如果在电源的正、负极不分别补充正、负电荷,则电源两极的电荷将很快中和,电源两极不再存在电位差,电路中也不再有电流。图2-10 带有电源的电路

电源的作用就是要在内部产生一种力,把正电荷从负极送回正极,把负电荷从正极送回负极,这种力称为电源力。电源力在电源内部把正电荷从负极送回正极(或把负电荷从正极送回负极)要克服电场力做功,要消耗其他形式的能量。电动势就是衡量电源力做功本领的物理量。

在电源内部,电源力把正电荷从低电位(电源负极)移到高电位(电源正极)或把负电荷从高电位(电源正极)移到低电位(电源负极)克服电场力所做的功与被移动电荷电量的比值就是电源的电动势。用公式表示为

式中 E——电源电动势,单位是伏特(V);

W——电源力做的功,单位是焦耳(J);

Q——被移动的电荷电量,单位是库仑(C)

常用干电池的电动势是1.5V,蓄电池的电动势是2V。

电源电动势的方向规定为由电源的负极(低电位)指向电源的正极(高电位),内电路的电流方向也是从电源的负极(低电位)流向电源的正极(高电位)。

4.欧姆定律(1)部分电路的欧姆定律

在导体两端加上电压后,导体中才有电流,那么,在如图2-11所示的电路中,导体两端所加的电压与导体中的电流又有什么关系呢?

通过实验可以得出下述结论:导体中的电流与它两端的电压成正比,与它的电阻成反比。这就是德国科学家欧姆经过长期的研究于1826年提出的部分电路欧姆定律。部分电路欧姆定律可以用公式表示为

式中 I——导体中的电流,单位是安培(A);

U——导体两端的电压,单位是伏特(V);

R——导体的电阻,单位是欧姆(Ω)。

在直角坐标系中,如果以电压为横坐标,以电流为纵坐标,可以把部分电路欧姆定律用曲线表示,如图2-12所示。该曲线又称为电阻元件的伏安特性曲线。若是一条过原点的直线,说明是线性电阻。如果不是直线,则为非线性电阻。图2-11 部分电路图2-12 伏安特性曲线(2)全电路的欧姆定律

全电路是指由电源和负载等连接成的闭合电路,如图2-13所示是最简单的闭合电路。闭合电路中的电流与电源电动势成正比,与整个电路的电阻(内电路电阻与外电路电阻之和)成反比。这就是全电路欧姆定律。图2-13 闭合电路

用公式表示为

式中 I——闭合电路的电流,单位是安培(A);

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