中职 电工与电子技术及应用项目3电子课件 高教版 .ppt
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1、中职 电工与电子技术及应用项目3 电子课件 高教版项目三安装照明电路主讲:电工与电子技术及应用电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电任务2 认识变压器任务3 安装白炽灯照明电路任务4 安装荧光灯照明电路电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电知识目标(1)了解电磁感应现象及右手螺旋定则。(2)了解正弦交流电的产生。(3)理解正弦交流电的三要素及表示方法。(4)理解三相负载的连接及电路功率计算方法。能力目标(1)掌握单相交流电压、电流的测量方法。(2)掌握三相交流电压的测量方法。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流
2、电一、交流电的概念 交流电简称AC,是其大小和方向随时间做周期性变化的电流,称为交变电流,简称交流电。交流电常见的有家庭电路中的正弦交流电、示波器的扫描电压锯齿波、电子计算机中的矩形脉冲、激光通信中的尖脉冲等,如图3-1-1所示。我们在这里着重讨论正弦交流电。图3-1-1 交流电的波形电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电二、正弦交流电的产生1磁场的概念 把物体具有吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性,具有磁性的物质称为磁体。磁体两端具有最强磁性的称为磁极,两个磁极分别为南(S)极和北(N)极。磁极之间存在相互的作用力,具有同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引的特性。磁
3、体周围空间存在磁场,通常用磁力线来表示磁场的规律,如图3-1-2所示。图3-1-2 磁场磁力线分布情况电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电2磁场的方向 实验发现,通电导体周围存在磁场,磁场方向与电流方向之间的关系用安培定则来判定,也称为右手螺旋定则。通电直导体磁场方向的判定:右手握住导线,拇指指向电流方向,弯曲四指的指向即为磁力线方向,如图3-1-3(a)所示。通电线圈磁场方向的判定:右手握住线圈,弯曲的四指指向电流方向,拇指的指向即为磁力线方向,如图3-1-3(b)所示。图3-1-3 通电导体的磁场方向判定示意图电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1
4、 认识正弦交流电3电磁感应 电磁感应又称电磁感应现象,是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生电流的现象。电磁感应所产生的电流称为感应电流,产生感应电流的电动势称为感应电动势。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电4自感和互感现象 1)自感现象。由线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象,简称自感。由自感产生的电动势称为自感电动势。自感现象得到广泛应用,如家用照明日光灯电路中的镇流器,就是利用自感现象获得高电压来点燃灯管,并使日光灯稳定工作。2)互感现象。电流变化引起邻近线圈(回路)中产生感应电动势的现象称为互感现象,简称互感。由
5、互感产生的感应电动势称为互感电动势。互感现象在电子技术中应用很广,通过互感可以实现能量或信号由一个线圈传递到另外一个线圈,如图3-1-4所示。利用互感现象原理可以制成变压器、感应圈等。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电5正弦交流电的产生原理 使闭合线圈在均匀磁场中绕垂直于磁场的轴匀速运动,在线圈中产生正弦交流电,如图3-2-5所示,为发电机构造简图。图3-1-4 互感现象示例图 图3-1-5 正弦交流电的产生原理图电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电三、正弦交流电的表示方法1正弦交流电三要素 正弦交流电有最大值、角频率、初相角三要素
6、。使用这三个物理量可表示正弦交流电的大小、快慢、先后等特性。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电名称 定义 关系式最大值 最大值又称为振幅,表示正弦交流电变化的幅度。角频率 角频率表示正弦交流电变化的快慢。初相位 初相位又称为初相角,表示正弦交流电变化的起始状态。-0 电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电2正弦交流电的表示方法 正弦交流电的表示方法通常有解析式、波形图及矢量图(向量图)三种。相量图波形图解析式图3-1-6 正弦交流电的波形图 图3-1-7 矢量图表示正弦交流电电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦
7、交流电四、单相交流电的测量 我国单相交流电的有效值是220V,频率(工频)是50Hz,解析式为=311sin(314t+0)下面介绍使用较为广泛的指针式万用表、钳形电流表来进行单相交流电的相关测量。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电1用MF47万用表测量交流电压图3-1-8 用MF47 万用表测量交流电压电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电2用钳形电流表测量交流电流图3-1-9 钳形电流表电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电五、三相交流电1三相交流电的产生 三相交流电动势由三相正弦交流发电机产生。如图3
8、-1-10所示图3-1-10 三相交流发电机原理图电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电2三相交流电的表示方法三相交流电动势的瞬时表达式 三相交流电动势波形图矢量图如图3-1-11所示 图3-1-11 三相交流电动势波形图和矢量图电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电3三相电源绕组的联结方式 在实际应用中,须将三相电源的绕组进行连接,使其输送电压满足负载的额定电压要求。常用的联结方式有星形(Y)和三角形()两种。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电图3-1-12 三相电源绕组的联结图3-1-13 三相电源绕组
9、的联结电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电输电线线束颜色:三根相线和一根零线组成“三相四线制”供电配送方式,工程上常用的线束颜色见表3-1-1。输电线 线束颜色A(U)黄B(V)绿C(W)红中性线(零线)蓝地线 黄绿表3-1-1 输电线对应的线束颜色表电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电4三相负载的联结方式 三相电源和负载通过输电导线连接在一起就构成三相交流电路。各相接入负载特性(阻抗、阻抗角等)均相等时,称为三相对称负载,如三相电动机;反之,称为三相不对称负载,如三相照明电路中的负载。三相电路中负载的联结方式有星形(Y)联结和三角形
10、()联结。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电图3-1-14 三相负载三角形联结电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电3)负载联结方式的选择 负载联结方式的选择可根据三相负载的额定电压大小来选取。具体可采用如图3-1-15所示的流程进行选择。图3-1-15 负载联结方式选择流程图电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电5三相电路的功率 电路中负载消耗的总功率为各相负载消耗的功率之和。不论采用星形联结,还是三角形联结,都如下关系式总有功功率:无功功率:视在功率:电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1
11、认识正弦交流电一、准备工作(1)工具准备:MF47指针式万用表、钳形电流表、常用工具。(2)了解测量交流电压、电流的要点及注意事项。(3)理解三相交流电的相电压、线电压及相互关系。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电二、实训操作1测量插座电压图3-1-16 测量插座电压电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电2测量照明电路电流图3-1-17 测量照明电路电流电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务1 认识正弦交流电3测量三相交流电压图3-1-18 测量三相交流电压电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器知识目
12、标(1)了解变压器的基本结构、用途和分类。(2)掌握变压器额定值的计算。(3)理解变压器的工作原理、变压比、变流比及功率的计算。(4)理解几种常用变压器的工作原理及应用。能力目标(1)掌握小型电源变压器的检测方法。(2)掌握变压器同名端的判别方法。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器一、变压器的基础知识1.概述 为了供电、输电、配电的需要,就必须使用一种电气设备把发电厂内交流发电机发出的交流电压变换成不同等级的电压,这种电气设备就是变压器。变压器是在法拉第电磁感应原理的基础上设计制造的一种静止的电气设备,它可以将输入的一种等级电压的交流电能变换成同频率的另一种等级电压
13、的交流电能输出,如图3-2-1所示。图3-2-1 变压器输电电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器2分类及其命名(1)变压器可按用途、相数、铁芯机构、工作频率、冷却方式和容量。变压器的分类表见表3-2-1。分类依据 变压器种类 分类依据 变压器种类用途 电力、特种 工作频率 低频、中频、高频、行输出相数 单相、三相、多相 冷却方式 干式、油浸式、充气式铁芯结构 心式、壳式 容量 小型、中型、大型表3-2-1 变压器的分类表电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器(2)低频变压器的命名方法。低频变压器的命名方法及示例如图3-2-3所示。变压器命名的主
14、称字母含义见表3-2-2。图3-2-3 低频变压器的命名方法及示例电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器表3-2-2 变压器命名的主称字母含义字母 含义 字母 含义DB 电源变压器 HB 灯丝变压器CB 音频输出变压器 SB 或ZB 音频(定阻式)输送变压器RB 或TB 音频输入变压器 SB 或EB音频(定压式或自耦式)输送变压器GB 高压变压器 KB 开关变压器电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器3基本结构 如图3-2-4(a)所示,与电源相连的称为一次绕组(原绕组或初级绕组),同侧称为一次侧(或原边);与负载相连的称为二次绕组(副绕组或次级
15、绕组),同侧称为二次侧(或副边)。绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间是绝缘的。绕组一般用绝缘铜线或铝线(编线或圆线)绕制而成。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器图3-2-4 变压器基本结构及图形符号电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器4基本功能 变压器是一种静止电器,利用电磁感应原理将交流电转换成同频率、不同电压等级的交流电,变压器的图形符号如图3-2-4(b)所示,文字符号为T。变压器的应用十分广泛,它具有转换交流电压、交流电流、阻抗、相位及隔离电路功能,但是不能改变直流电压。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器5工
16、作原理 变压器的工作原理是电磁感应原理,利用“电生磁,磁生电”在两个或多个的绕组之间,变换交流电压和电流来传输电能。图3-2-5 变压器能量传输过程电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器 6变压器的额定值 变压器通常有额定容量、额定电压、额定电流、额定频率等额定值,并标注在其铭牌上。当然,变压器还有其他额定值,如效率、温度、相数、联结组、短路电压标称值、冷却方式等。7理想变压器的变比 由此可见,变压器不仅能变换电压、变换电流,还能变换阻抗。变电压:变电流:变阻抗:电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器8变压器的效率 效率:在额定负载条件下,输出功
17、率P2与输入功率P1的比值。通常变压器的额定功率越大,效率就越高。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器二、几种常用变压器1单相变压器1)概述 一次绕组和二次绕组均为单相绕组的变压器称为单相变压器。变压器运行原理如图3-2-6所示。单相变压器具有结构简单、体积小、损耗低的特点,适于在负荷密度较小的低压配电网中使用。2)单相变压器的运行分析 变压器各电磁量正方向如图3-2-6所示。图3-2-6 变压器运行原理电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器2小型电源变压器 电源变压器具有升压、降压及隔离的作用。小型电源变压器被广泛应用于电子仪器中,如稳压电源
18、、家电产品等。1)主要特性参数 额定功率:在规定的频率电压及温升下,变压器能长期工作的输出功率。效率。绝缘电阻:各绕组之间、绕组与铁芯及外壳之间的绝缘电阻值。所使用的绝缘材料性能、温度和湿度都会影响变压器的绝缘性能。若绝缘电阻过低,可能发生壳体带电甚至变压器击穿烧毁的情况。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器2)工作原理 有多个绕组和电压等级的变压器称为多绕组变压器。三相绕组变压器如图3-2-9所示图3-2-9 三相绕组变压器电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器3)同名端判断 在变压器同一铁芯上的不同绕组,在同一磁势作用下,产生同样极性感应电
19、势的出线端,称为变压器的同名端,反之称为变压器的异名端。不同二次绕组,异名端串联,电压相加;同名端串联,电压相减。在使用多绕组变压器时,须弄清同名端,才能正确地将绕组并联或串联使用。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器4)变压器检测变压器检测内容及结果分析见表3-2-4。表3-2-4 变压器检测内容及结果分析检测内容 测量位置 测量工具 结果 分析判断绕组线圈电阻值 同侧的绕组两端 万用表(R1)0 绕组内部短路表针不动 绕组内部断路绝缘电阻不同侧的绕组两端兆欧表0.5M 正常各绕组端与铁芯 0.5M 绝缘性能差(损坏)电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务
20、2 认识变压器3互感器 互感器(或仪用变压器)是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或1A,均指额定值)的仪器设备,以便实现测量或保护设备及人身安全。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器1)电流互感器电流互感器是电工测量中按比例变换交流电流的仪器,如图3-2-11所示。图3-2-11 电流互感器电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器2)电压互感器电压互感器是电工测量中按比例变换交流电压的仪器,如图3-2-12所示。图3-2-12 电压互感器电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器一、准备工作
21、(1)工具准备:MF47指针式万用表、干电池、连接导电、常用工具。(2)了解测量交流电压、电流的要点及注意事项。(3)了解变压器检测的相关内容和判断方法。(4)了解变压器同名端判断方法及注意事项。理解三相交流电的相电压、线电压及相关关系量运算。电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器二、实训操作1检测小型电源变压器小型电源变压器检测操作如图3-2-13所示。图3-2-13 小型电源变压器检测操作电工与电子技术及应用 项目 3 安装照明电路任务2 认识变压器2变压器同名端判断。测量电路如图3-2-10所示。判断变压器同名端操作如图3-2-15所示。图3-2-15 判断变压器
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