《电气工程基础练习》课件

电气工程基础练习欢迎参加电气工程基础练习课程！本课程旨在帮助学生掌握电气工程的基本概念、原理和应用技能通过系统学习和实践，你将能够理解电路分析方法，识别各类电子元件，掌握基本测量仪器的使用，并具备电气安全意识与简单故障排查能力我们将从电学基础知识入手，逐步深入到复杂电路分析和实际应用场景课程采用理论与实践相结合的方式，确保你不仅掌握知识，还能熟练应用于实际工作中让我们一起踏上电气工程基础学习的旅程！电气工程发展概述起源阶段（世纪初）119电磁理论的发展与电报技术的应用标志着电气工程领域的诞生法拉第的电磁感应实验奠定了发电机和电动机的理论基础电力系统发展（世纪末）219爱迪生发明电灯并建立第一个商业电站特斯拉的交流电系统为长距离输电提供了解决方案，使电力大规模普及成为可能电子时代（世纪中）320晶体管的发明革命性地改变了电气工程集成电路技术使电子设备小型化，推动了计算机和通信技术的迅猛发展智能化时代（世纪）421物联网、人工智能与可再生能源技术融合，电气工程进入智能化阶段电力电子技术的突破推动高效能源转换与智能电网建设电学基本概念电流（）电压（）I U单位时间内通过导体任一截面的电场中两点之间的电势差，单位电量，单位为安培（）为伏特（）A V（安培等于每秒（伏特等于单位电1A=1C/s111V=1J/C1库仑的电荷通过导体截面）荷所具有的焦耳能量）1常用单位换算，常用单位换算，1A=1000mA1kV=1000V1mA=1000μA1V=1000mV电阻（）R导体阻碍电流通过的能力，单位为欧姆（）Ω（为电阻率，为导体长度，为截面积）R=ρL/SρL S常用单位换算，1MΩ=1000kΩ1kΩ=1000Ω欧姆定律定义与公式欧姆定律描述了电流、电压与电阻之间的关系在恒温条件下，导体中的电流强度与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比基本表达式I=U/R其中为电流（），为电压（），为电阻（）I AU VRΩ应用实例变形表达式，U=IR R=U/I已知灯泡电阻为，接入电源，则灯泡电流为100Ω220V I=U/R=220V/100Ω=

2.2A已知导线中电流为，电阻为，则导线两端电压为

0.5A4ΩU=×IR=

0.5A4Ω=2V基本电路组成电源导线负载开关与控制元件提供电能的装置，将其连接电路各元件的导电消耗电能的元件，如电控制电流通断的装置，他形式的能量转化为电材料，通常为铜或铝制阻、灯泡、电机等不如开关、继电器等在能包括电池、发电机、在电路图中用实线表示，同负载在电路图中有不电路图中，开关通常用太阳能电池等电路图交叉无连接用跳线表示，同的符号表示，如电阻两端可接触或断开的符符号通常为圆圈中的正交叉有连接用点表示用锯齿线，灯泡用圆圈号表示负极标识加叉串联电路与特性电流特性电压特性电阻特性串联电路中各元件的电流相等₁总电压等于各元件电压之和₁总电阻等于各电阻之和₁I=I U=U R=R+₂₂₂=I=...=I+U+...+U R+...+Rₙₙₙ例题三个电阻₁、₂、₃串联接入电源，求R=10ΩR=20ΩR=30Ω12V（）等效电阻₁₂₃1R=R+R+R=10Ω+20Ω+30Ω=60Ω（）电路电流2I=U/R=12V/60Ω=

0.2A（）各电阻电压₁₁×，₂，₃3U=IR=

0.2A10Ω=2V U=4V U=6V并联电路与特性电流特性总电流等于各支路电流之和₁₂I=I+I+...+Iₙ电压特性1并联电路各元件两端电压相等₁₂U=U=U=...=Uₙ电阻特性总电阻倒数等于各电阻倒数之和₁1/R=1/R+₂1/R+...+1/Rₙ典型例题两个电阻₁、₂并联后接入电源，求R=6ΩR=3Ω9V（）等效电阻₁₂，11/R=1/R+1/R=1/6Ω+1/3Ω=1/2ΩR=2Ω（）总电流2I=U/R=9V/2Ω=

4.5A（）分支电流₁₁，₂₂3I=U/R=9V/6Ω=

1.5A I=U/R=9V/3Ω=3A基本电路定律基尔霍夫电流定律（）基尔霍夫电压定律（）KCL KVL在电路的任何节点上，所有电流的代数和为零即流入节点的电在电路的任何闭合回路中，所有电压的代数和为零即电源电压流等于流出节点的电流等于回路中所有电压降的总和数学表达式（约定流入为正，流出为负）数学表达式（约定电源端正极指向负极为正，电阻端电∑I=0∑U=0流方向一致为正）应用解决复杂电路中的节点电流分配问题，特别适用于并联电路分析应用解决复杂电路中的回路电压分配问题，特别适用于串联电路分析这两个定律是电路分析的基础，无论多么复杂的电路，都可以通过这两个定律建立方程组求解在实际应用中，通常将未知量设为回路电流或节点电压，然后利用这两个定律列方程求解安培定律与法拉第定律安培定律概念电流周围存在磁场，磁场强度与电流成正比，与距离成反比公式₀，其中为磁感应强度，₀为真空磁导率，为电流，为距离B=μI/2πr BμI r现象通电导线在磁场中受力，是电动机工作原理基础法拉第电磁感应定律概念闭合回路中磁通量变化会产生感应电动势，感应电动势大小与磁通量变化率成正比公式，其中为感应电动势，为磁通量，负号表示感应电流方向E=-dΦ/dt EΦ现象磁铁在线圈中运动产生电流，是发电机工作原理基础工程应用意义安培定律是电动机、继电器、电磁铁等设备的工作原理基础；而法拉第定律则是发电机、变压器、感应加热等技术的理论依据这两个定律共同构成了现代电气工程的基石，使电能的产生、传输与利用成为可能电功与电功率W P电功电功率电流在一段时间内做的功，单位为焦耳单位时间内的电功，单位为瓦特J WkW·h电能常用千瓦时表示，1kW·h=

3.6×10⁶J电功与电功率的关系，其中为电功（），为电功率（），为时间（）W=Pt WJ PW ts电功率计算公式，其中为功率（），为电压（），为电流（），P=UI=I²R=U²/R PW U V IA为电阻（）RΩ计算实例电热水器标称功率为，在电压下工作小时，则（）电流2000W220V11I=P/U=；（）消耗电能；（）电费成本按2000W/220V≈

9.1A2W=Pt=2kW·1h=2kW·h3元计算，为元

0.6/kW·h

1.2直流电路分析方法节点电压法回路电流法原理以地为参考，求取电路中各节点对地的电位节点数越少，原理假设每个基本回路有一个环流电流，求解各回路电流回方程越简单路数越少，方程越简单步骤步骤选择参考节点（通常接地）确定独立回路数（一般为，为支路数，为节点数）

1.

1.b-n+1b n确定独立节点数量（个）在每个回路中假设环流电流方向

2.n-

12.对每个非参考节点应用列方程对每个回路应用列方程

3.KCL

3.KVL联立求解得到各节点电压联立求解得到各回路电流

4.

4.优点当节点数少于回路数时，计算效率更高优点当回路数少于节点数时，计算效率更高超级节点与超级回路超级节点定义含有电压源连接的两个节点可视为一个超级节点超级回路定义含有电流源的两个回路可视为一个超级回路简化计算减少未知数数量，简化求解过程超级节点适用场景当电路中含有电压源且不便于直接代入时，可将电压源两端节点视为一个超级节点进行分析此时不必单独写出这两个节点的KCL方程，而是合并为一个超级节点的方程，并添加两节点间电压关系作为附加条件KCL超级回路适用场景当电路中含有电流源且不便于直接代入时，可将含电流源的两个回路视为一个超级回路此时合并这两个回路的方程，并添加KVL电流源的电流关系作为附加条件例题剖析对于含两个电压源的五节点电路，使用超级节点法可将五个方程减少为三个方程，极大简化计算过程等效变换技巧戴维南定理诺顿定理任何由线性电源和线性电阻组成任何由线性电源和线性电阻组成的两端网络，对外部电路而言，的两端网络，对外部电路而言，可等效为一个电压源与一个电阻可等效为一个电流源与一个电阻串联的形式等效电压为开路电并联的形式等效电流为短路电压，等效电阻为内部电源置零后流，等效电阻与戴维南等效电阻的等效电阻相同互转关系戴维南等效与诺顿等效可互相转换戴维南等效电压等于诺顿等效电流与等效电阻的乘积（）戴维南等效电阻等于诺顿等效电阻UTh=IN·R（）RTh=RN这两种等效变换技巧在简化复杂电路分析中非常有用，特别是在分析含有多个电源的电路，或者需要研究负载变化对电路影响时通过等效变换，可以将复杂电路简化为简单的等效模型，大大减少计算量电路的叠加原理原理定义在线性电路中，由多个独立电源共同作用产生的响应，等于各个电源单独作用产生的响应之和这一原理基于线性电路的基本特性，即比例性和可加性操作步骤只保留一个电源，其他电源置零（电压源短路，电流源开路）

1.计算该电源单独作用产生的响应（电压或电流）

2.依次处理每个电源，得到各自的响应

3.将所有响应代数和作为最终结果

4.适用条件与限制仅适用于线性电路（含线性电阻、电容、电感等元件）对于非线性元件（如二极管、晶体管），或涉及功率计算时不适用当电源数量较多时，叠加原理可显著简化计算电阻的串并联简化电路简化的目标降低电路复杂度，简化计算1串联电阻公式₁₂R=R+R+...+Rₙ并联电阻公式₁₂1/R=1/R+1/R+...+1/Rₙ两个电阻并联的特殊公式₁₂₁₂，这个公式在实际计算中非常实用R=R·R/R+R等值电阻变换的步骤先识别串联或并联关系，再应用相应公式逐步简化，注意变换后等效电阻必须保持电气特性不变实例分析对于含有多个电阻的桥式电路，可通过识别形和形结构，利用变换公式进行等效简化例如，三个电阻₁、₂、YΔY-ΔR=3ΩR=6Ω₃构成的形结构，可等效变换为三个电阻₁₂、₂₃、₃₁构成的形结构R=6ΩY R=9ΩR=18ΩR=18ΩΔ分压分流原理分压原理分流原理在串联电路中，各电阻两端的电压与该电阻值成正比在并联电路中，各支路的电流与该支路的电导（电阻的倒数）成正比分压公式×总U_i=U R_i/R_分流公式×总×总I_i=I G_i/G_=I R_/R_i其中，为第个电阻两端电压，为总电压，为第个电阻，U_i iU R_i i总为总电阻其中，为第个支路电流，为总电流，为第个支路电导，R_I_i iI G_i iG_总为总电导应用实例电位器作为分压器，可以通过调节电阻比例来控制输出电压大小，广泛应用于音量控制、亮度调节等场景应用实例分流器用于电流测量，通过并联已知电阻扩展电流表的测量范围；电流互感器用于大电流的安全测量动态分析有源与无源元件有源元件特点无源元件作用动态分析意义有源元件能够产生能量，向电路提供电能，无源元件不能产生能量，只能存储、释放动态分析研究电路在时变激励下的响应过如电池、发电机、太阳能电池等在分析或消耗能量，包括电阻（）、电容（）、程，尤其关注含有储能元件（电容、电感）R C中，有源元件通常表示为理想电压源或电电感（）三大基本无源元件电阻消耗能的电路通过动态分析可以了解电路的瞬L流源有源元件的特征是能量流出，可以量并转化为热能；电容存储电场能量；电态过程和稳态工作情况，对电路设计和故驱动电路工作感存储磁场能量障诊断具有重要意义一阶电路暂态分析二阶电路与谐振现象电路结构RLC由电阻、电感和电容组成的二阶电路，可以串联或并联形式存在串联R LC电路具有串联谐振特性，并联电路具有并联谐振特性RLC RLC自由振荡电路在无外加激励情况下，能量在电容和电感之间交换产生的振荡现象RLC振荡形式取决于阻尼系数与固有角频率₀的关系α=R/2Lω=1/√LC谐振现象当外加激励频率等于电路的固有频率时，电路出现谐振串联谐振时，电路阻抗最小，电流最大；并联谐振时，电路阻抗最大，电流最小工程应用谐振电路广泛应用于无线通信、滤波器、振荡器等领域通过调整电路参数，可以实现特定频率信号的选择或抑制，是现代电子通信的基础交流电基础正弦交流量交流电参数交流电的基本形式是正弦波，表达频率每秒钟完成的周期数，单位f式为，其中周期完成一个完整波形所it=Im·sinωt+φHz T为最大值（幅值），为角频率需时间，相位波形所处ImωT=1/f（），为初相位常用有的角度位置幅值波形最大值ω=2πfφ效值表示，等于最大值的倍有效值与直流电产生相同热效应

0.707的等效值相量表示法用旋转矢量表示交流量，简化交流电路分析相量表示为∠（极坐标形Ī=Imφ式）或（直角坐标形式），其中为虚数单位相量运算遵循复数运算Ī=a+jb j法则交流电是现代电力系统的基础，具有远距离传输损耗小、电压变换方便等优点中国电网采用频率，而北美地区多采用频率相量分析法大大简化了交流电路的计50Hz60Hz算，将时域中的微分方程转换为频域中的代数方程求解交流电路中的有效值有效值定义使电阻在单位时间内产生的热量与等值直流电流相同的交流电流值对于正弦波交流电，有效值等于最大值除以，即√2Irms=Im/√2≈

0.707Im计算公式对于任意波形，有效值等于波形在一个周期内平方的平均值的平方根，表达式为例如，方波的有效值等于其幅值；三角波的有效值等于Irms=√[1/T∫i²tdt]幅值除以√3应用举例家用电器标称的指的是交流电压的有效值，其最大值约为电工仪表如万用表的交流档，测量的是有效值电力系统中，功率计算使用有效值220V311V P=，其中为功率因数Urms·Irms·cosφcosφ电阻元件基础电阻材质与分类颜色环识别法特种电阻按材质分类碳膜电阻（价格低，精度低，标准电阻采用色环标识色环电阻（前两贴片电阻（）体积小，适合自动装4SMD温度系数大）；金属膜电阻（精度高，温环为有效数字，第三环为乘数，第四环为配；热敏电阻随温度变化阻值，分为度系数小，价格适中）；线绕电阻（功率误差）；色环电阻（前三环为有效数字，（负温度系数）和（正温度系5NTC PTC大，可承受高温）；合金电阻（温度系数第四环为乘数，第五环为误差）色码对数）；光敏电阻随光照强度变化阻值；极小，用于精密仪器）应关系黑、棕、红、橙、黄压敏电阻随电压变化阻值，用于过压保

0123、绿、蓝、紫、灰、白护456789电容器的种类与参数电解电容薄膜电容容值大（），体积大，有极性中等容值（），精度高μF~F nF~μF适用于电源滤波适用于精密电路••陶瓷电容损耗大，寿命有限温度稳定性好可变电容••安装时必须注意极性常用于模拟电路容值小（），体积小，价格低••容值可调，用于谐振电路pF~μF适用于高频滤波和耦合用于频率调谐••损耗小，温度系数大常见于收音机••常见于数字电路分为气隙式和压缩式••2电感器基本知识铁芯与空气芯区别主要技术指标铁芯电感磁导率高，电感值大，体积小，但存在磁滞损耗和涡电感量（）衡量电感储能能力的基本参数，单位为亨利（），L H流损耗，适用于低频场合常见于电源滤波、变压器等常用、mHμH空气芯电感无磁滞损耗，线性好，但电感值小，体积大，需要品质因数（）反映电感损耗大小，，值越高，损Q Q=ωL/R Q更多匝数才能获得相同电感值常用于高频电路、振荡器和滤波耗越小器自谐频率电感自身分布电容与电感形成谐振的频率，超过此频铁氧体芯电感结合两者优点，高频特性好，体积适中，是现代率电感将表现为电容性电子设备中常用的电感形式额定电流电感允许通过的最大电流，超过此值会导致磁饱和或过热电感器的工作原理基于电磁感应定律，当电流变化时产生反电动势电感的电流电压关系为，即电压与电流变化率成正比-u=L·di/dt在直流电路中，稳态电感相当于短路；在交流电路中，电感呈现感抗，与频率成正比XL=ωL二极管特性与应用三极管工作原理放大作用开关作用三极管是电流放大元件，基极的小电流变三极管在数字电路中常作为开关使用，工化可控制集电极的大电流变化，放大倍数作在饱和区或截止区饱和区相当于开关称为电流放大系数常见小信号三极管闭合，集电极发射极间呈低阻；截止区相ββ-值为，即基极电流的几十到几百当于开关断开，呈高阻状态50-300倍开关电路的特点是响应速度快，功耗低，放大电路中，三极管基极偏置在线性区域常用于逻辑门电路、驱动电路、继电器控工作，输出信号幅度与输入成比例放大制等场合三极管开关比机械开关更可靠，电路分为共射（高增益）、共集（高输入无触点弹跳，寿命长阻抗）、共基（高频特性好）三种基本形式工作区域解释截止区基极电流，集电极电流，三极管不导通IB≈0IC≈0放大区（或线性区）基极发射极结正偏，集电极基极结反偏，，用于模拟信号放--IC=βIB大饱和区两个结都正偏，集电极发射极电压接近于零，用作开关闭合状态PN-UCE开关与继电器开关类型与特点继电器原理与应用触点类型与选择按钮开关按下接通，松开断开（自复位）继电器是利用电磁原理控制电路通断的自常开（）线圈未通电时触点断开，通NO或按下锁定（自锁型）拨动开关手动动开关由线圈、铁芯、衔铁、触点组成电后闭合常闭（）线圈未通电时触NC拨动切换状态，常用于电路选择旋转开当线圈通电时，产生磁场吸引衔铁运动，点闭合，通电后断开转换（）一组CO关旋转切换多个接点，用于多挡位选择带动触点接通或断开常用于小电流控制公共点可在和间切换选择继电器NO NC微动开关结构紧凑，动作灵敏，常用于大电流，或低压控制高压，实现电气隔离，时需考虑触点容量、线圈电压、动作时间限位和检测触摸开关无机械接触，利保护控制系统和触点数量等参数用人体电容效应，寿命长电动机基础参数直流电机交流电机结构换向器电刷无换向器，结构简单+供电直流电源交流电源速度控制简单，调压即可复杂，需变频装置维护需定期更换电刷维护简单应用需精确控速场合工业动力场合电动机主要参数额定电压（电机正常工作的电压值）；额定功率（电机持续输出的机械功率）；额定转速（满载时的旋转速度，单位）；起动转矩（起动时能提供的力矩）；效率rpm（输出机械功率与输入电功率之比）交流电机细分为同步电机（转速与电源频率严格同步）与异步电机（转速略低于同步速度）异步电机又称感应电机，结构简单可靠，是工业应用最广泛的电机类型电动机的选择取决于应用场景小型精密控制选直流或步进电机；大功率工业应用选三相异步电机；家用电器多用单相异步电机；需要精确定位控制的自动化设备常用伺服电机变压器原理初级线圈铁芯次级线圈连接交流电源，产生交变磁场提供磁路，增强磁通耦合截取磁通，产生感应电动势变压器的工作模式基于电磁感应原理初级线圈通入交流电流，产生交变磁场；磁场通过铁芯传递到次级线圈，在次级线圈中感应出交变电动势变压器只能传输交流电能，不能传输直流电能变压器的电压变换遵循匝数比原则₁₂₁₂，其中₁、₂分别为初、次级电压，₁、₂分别为初、次级匝数例如，初级匝，次级匝，初级U/U=N/N UU NN1000100电压，则次级电压为220V22V变压器的能量交换满足功率守恒理想变压器中，输入功率等于输出功率，即₁₂，₁₁₂₂，因此₁₂₂₁电压升高则电流减小，反之亦然实P=P U I=UII/I=N/N际变压器由于存在铁损和铜损，输出功率小于输入功率，效率₂₁η=P/P常见电子元件识别电阻识别普通电阻呈圆柱形，表面有色环标识；功率电阻体积较大，常有散热片；可变电阻有旋钮或滑动触点电容识别电解电容多为圆柱形，有极性标识；陶瓷电容呈扁平状，常为黄色或棕色；薄膜电容方形扁平，通常标注具体数值半导体元件识别二极管呈小型圆柱形，一端有环形标识表示阴极；小功率三极管常为封装，平面晶体管为黑色扁平状；集成电路多为黑色长方体，带有若干引脚，顶TO-92部有缺口或圆点指示引脚方向板实物图识别通过元件形状、颜色、大小和丝印标识判断元件类型；色环和丝印数字辨别电阻阻值和电容容值；观察布局识别电路功能块，如电源部分常有大型电解电PCB容和电感，信号处理部分有运放和精密元件示波器与万用表使用方法示波器功能介绍万用表使用方法基础操作流程示波器是观察和分析电信号波形的重要仪器，万用表是测量电压、电流、电阻等电气参数安全第一操作前确认仪器和被测设备完好，能显示电压随时间变化的图像主要功能区的基本工具使用步骤选择适当功能档位电压不超量程；合理设置先选择较大量程，包括垂直系统（控制每格代表的电压值）；（电压、电流或电阻）；连接测试引线（红再逐步调整至合适档位；稳定测量保持稳水平系统（控制每格代表的时间值）；触发色接正极或高电位端，黑色接负极或低电位定接触，避免身体接触金属部分；正确读数系统（稳定波形显示）；显示系统（波形展端）；读取测量结果（注意单位和数量级）垂直视角读数，避免视差；完成后将表置于示和测量）现代数字示波器还具备波形存测量电流时需串联，测量电压需并联，测量高阻档位，保护内部电路储、自动测量和数据导出等功能电阻需断电电烙铁与拆焊工具选择合适工具电烙铁功率选择精密电子元件焊接用小功率烙铁；一般电子线路板焊20-40W接用中功率烙铁；大型元件或连接线焊接用大功率烙铁温40-60W80-100W控烙铁能保持恒定温度，适合专业工作拆焊工具包括吸锡器（手动或电动）、吸锡线（用于清除多余焊锡）、热风枪（用于表面贴装元件拆卸）正确焊接步骤准备工作通电预热烙铁（约分钟），清洁烙铁头，使其呈现银白色光泽；3-5上锡烙铁头沾少量焊锡保持热传导；焊接同时加热焊点和元件引脚（约2-秒），适量添加焊锡；冷却保持元件静止直至焊点完全凝固；检查好的焊3点呈光滑的山峰状，无气孔和虚焊拆焊技巧拆除通孔元件加热焊点的同时使用吸锡器吸走熔化的焊锡，或使用吸锡线吸附焊锡；拆除双列直插元件可使用热风枪均匀加热所有引脚，待焊锡熔化后取下元件；拆除表面贴装元件使用热风枪均匀加热，元件松动后用镊子轻轻取下；清理焊盘拆除元件后及时清理焊盘，为重新焊接做准备电工安全基础电流对人体的危害触电防护等级电流通过人体的危险性与电流大小、通过时间和路径密切相关国际电工委员会制定的电气设备防护等级IEC不同电流值对人体的影响类设备基本绝缘加保护接地，如冰箱、洗衣机；I感觉阈值，能感觉到轻微刺痛；1mA类设备双重绝缘或加强绝缘，不需保护接地，产品上标有双方II肌肉痉挛，不能自主松手（抓握电流）；框符号，如电吹风、电视；10mA呼吸困难，可能导致窒息；类设备由安全特低电压供电，电压不超过，如玩30mA IIISELV36V具、电子表；心脏纤维性颤动，生命危险；50mA防护等级两位数字表示，第一位表示防尘等级，第二IP0-6以上心脏停止跳动，严重烧伤，极度危险100mA位表示防水等级如表示完全防尘、防喷水0-8IP65电流从左手流入心脏再从右手流出的路径最危险，因为电流直接通过心脏安全用电准则五防措施防止接触带电体使用绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫等防护装备；使用绝缘工具；隔离带电部分防止接地工作时避免身体与地面或接地设备同时接触；穿绝缘鞋；站在绝缘垫上操作防止触及两相单手操作；保持安全距离；使用绝缘工具隔离不同相防止电弧伤害穿戴防护面罩和阻燃服；使用适当等级的绝缘工具；避免短路操作防止误操作执行工作票制度；设置警示标志；实施上锁挂牌程序漏电保护器应用工作原理检测进出线路的电流差值，当差值超过额定动作电流（通常为）时，在秒内30mA

0.1断开电路安装位置电源进线处或重要分支电路；潮湿场所如浴室、厨房；户外用电设备；移动式或手持式电器使用注意事项定期（每月）按测试按钮检查是否动作灵敏；避免一个保护器控制太多回路；防止保护器长期处于潮湿环境；保护器不能替代接地措施选择要点额定电流应大于负载电流；额定漏电动作电流为用于人身保护，10-30mA100-用于火灾保护；动作时间应小于秒300mA

0.1工地常用电气工具36主要绝缘工具月检周期绝缘手套、绝缘靴和绝缘垫是电工三大件绝缘工具需每半年进行一次绝缘强度测试1000耐压等级低压绝缘工具耐压值不低于伏特1000剥线钳用于剥除导线绝缘层，不伤及内部金属导体根据线径大小选择合适规格，操作时调整力度，避免划伤导线多功能剥线钳还具备剪线、压接端子等功能压线钳用于压接各类端子，分为棘轮式和简易式压接前应选择与导线匹配的端子，压接后应检查牢固度，确保电气连接良好常用于网线接头、铜接线端子等压接RJ45工具保养使用后清洁工具，避免生锈；定期涂抹适量润滑油保持机械部分灵活；存放于干燥环境，避免受潮；每年进行绝缘性能检测；发现绝缘层损坏应立即更换或修复；重要工具应设置专用工具箱，分类存放配电箱及线路检查外观检查检查配电箱外壳是否完好，有无变形、锈蚀；观察指示灯状态；确认标识清晰；箱体接地良好；通风孔无堵塞带电检查使用万用表检测各相电压是否正常；红外测温仪检查是否有过热点；检查电流表、电压表读数；记录各回路负载电流值；检查漏电保护器动作灵敏度断电检查检查断路器、接触器触点磨损情况；紧固所有接线端子；检查绝缘性能；清理配电箱内部灰尘；检查线路老化情况故障排除针对发现的问题及时处理；更换老化元件；重新固定松动部件；修复损坏标识；记录维护信息并存档常用检测仪器包括兆欧表（测量绝缘电阻，值应大于）；相序表（检查三相电源相序是否正确）；接

0.5MΩ地电阻测试仪（检测接地系统电阻，通常应小于）；漏电开关测试仪（测试漏电保护器灵敏度和动作时间）；4Ω红外测温仪（检测接点是否过热，温升不应超过环境温度℃）30常见电气事故类型漏电事故分析短路事故分析火灾成因剖析漏电是电流通过非正常路径泄漏到大地或其他导短路是电流绕过正常负载路径，通过低阻抗路径电气火灾是由电气设备或线路故障引起的火灾体上的现象主要原因包括绝缘老化或损坏；直接流动的现象主要原因包括绝缘层破损导主要原因包括线路过载长期发热；接触不良产受潮或进水；导线被尖锐物体划破；线路或设备致相线接触；金属物体跨接不同电位导体；线路生高温电弧；电器老化或使用不当；电气火花引长期过载典型案例浴室电热水器因防水不良连接松动产生电弧；电器内部元件击穿典型案燃可燃物典型案例办公室电脑主机散热口被导致漏电，造成人员触电事故预防措施安装例多插头接线板超负荷使用，引起线路过热，杂物堵塞，导致过热起火并蔓延至周围可燃物漏电保护器；定期检查线路绝缘情况；潮湿环境绝缘层熔化导致短路起火预防措施安装合适预防措施安装过载保护装置；定期检查线路接使用防水电气设备；正确接地系统规格的断路器；避免电线过度弯曲和摩擦；防止头；保持电器周围通风良好；易燃物远离热源和尖锐物体刺穿电线；避免电线受到挤压电气设备紧急救护与报警流程切断电源使用绝缘工具断开电源或拉下总闸；如无法迅速断电，可使用绝缘物将触电者与电源分离，切勿直接接触触电者检查状态迅速检查触电者意识、呼吸和脉搏情况；若无呼吸或脉搏，立即开始心肺复苏；若有呼吸，将其置于复苏体位（侧卧位）实施急救心肺复苏按原则胸外按压（速率次分，深度厘米）；开放气CAB100-120/5-6道；人工呼吸（的比例）；持续至专业医护人员接手30:2拨打急救电话拨打，清晰说明事故地点、触电者人数和状态、已采取的急救措施；同时拨打120消防部门（如有火情）；保持电话畅通，等待指导

119、求助规范保持冷静，说话清晰；准确描述事故地点（详细地址、明显标志物）；说明事119120故类型和严重程度；告知现场人员情况和已采取的措施；听从调度员指导，不要擅自挂断电话；安排人员引导救援人员快速到达现场定期维护与保养建议设备类型检查周期关键检查点手持电动工具每月绝缘性能、电源线、开关配电箱每季度接线端子、指示灯、断路器电缆线路每半年绝缘层、接头、负载情况接地系统每年接地电阻值、连接点变压器每年油位、温度、绝缘状况工具和设备维保周期应根据使用频率和环境条件适当调整高频使用或恶劣环境下的设备需缩短检查周期；重要设备建立专门的维护档案，记录历次维护情况和发现的问题；对发现的问题应分类处理，轻微问题及时修复，严重问题立即停用并更换设备检查记录要求规范、完整，包含以下信息检查日期和时间；检查人员姓名；检查设备型号及编号；检查内容和方法；发现的问题及处理措施；下次检查计划日期；主管人员签字确认所有记录应妥善保存，便于追溯设备使用历史和判断设备状态变化趋势电气原理图识图基础图例理解连线规范电路功能块电气原理图使用标准化符号连线规则导线交叉不相连分区理解电路图通常按功表示元件和连接关系常见用跳线表示；导线相连用黑能划分为电源区、控制区、符号包括电源（直流用两点标识；粗线表示主电流通信号处理区、输出区等；不条平行线，交流用波浪线）；路，细线表示控制电路；虚同区域间有明确的信号流向；电阻（锯齿线）；电容（两线表示机械连接；红色线通复杂电路通过层次化设计，条平行短线）；电感（螺旋常表示正极或火线，黑色线主图显示功能块连接，子图线）；开关（断开连接符表示负极或零线，绿色或黄显示各块内部结构；零件表号）；接地（多条水平线）；绿线表示接地线；线号标注列出所有元件型号、规格和二极管（三角形与短线）；遵循自左至右、自上而下的数量，便于采购和维修三极管（两条斜线与一条竖原则线）实例讲解以家用电路为例，一份完整的电气原理图应包括进线系统（总开关、漏电保护）、分路系统（分路开关、保护装置）以及各回路负载（照明、插座、电器）图中明确标注导线规格、保护器件参数和负载功率，便于施工和维护读图时应先识别电源入口和主要用电设备，再分析控制逻辑和保护方式，最后检查各回路是否符合负载要求电路板装配与检测常见焊接问题及解决方法虚焊（焊点表面光亮但内部未熔合）增加加热时间，确保元件引脚充分受热；锡球（焊锡成球状附着）适当增加焊剂，控制焊锡用量；焊锡不足（覆盖————面积小）增加焊锡用量；焊锡过多（形成桥接）使用吸锡工具去除多余焊锡；冷焊（表面粗糙暗淡）提高焊接温度，延长焊接时间——————电路板装配步骤先焊接低温敏感元件（二极管、三极管、集成电路），再焊接耐热元件（电阻、电容、接插件）；先焊接小型元件，再焊接大型元件；精密元件考虑使用插座，方便后期更换；双面板先焊接元件，再焊接插件元件；焊接完成后清洗板面，去除焊剂残留SMD检查流程外观检查查看元件方向、焊点质量、有无短路或断路；通电前检查用万用表测量关键点对地电阻，检查是否有短路情况；低压通电测试使用可调电源从低电压开始，——————逐步提高至工作电压；功能测试检查各功能模块工作是否正常；老化测试连续工作数小时，检查稳定性————家庭电路布线练习开关与插座连线要求实操案例单控开关接线火线接入开关，由开关控制到灯具；零线直接接客厅照明控制入口处安装单控或双控开关，控制主照明；沙发到灯具双控开关接线使用两个双刀开关，通过交叉连接实现附近增设辅助照明控制；为壁灯增加独立控制开关；考虑使用智两处控制同一灯具能开关实现场景控制插座接线单相三孔插座接线顺序为左零、右火、上地（面对插厨房电路规划照明、抽油烟机、冰箱分别使用独立回路；操作座）；必须使用三芯线，确保接地可靠；厨房、卫生间等潮湿场台面安装带保护门的防溅插座；微波炉、电饭煲等大功率电器使所必须使用带保护门的防溅插座用独立回路；所有回路安装漏电保护线径选择照明回路一般用导线；插座回路用卧室电路布局主照明开关设在门口便于进出控制；床头设置双

1.5-

2.5mm²导线；空调、热水器等大功率电器用专用控开关，可在床上控制房间照明；床头两侧设置插座，满足手机

2.5-4mm²4-6mm²线；总进线根据总负载选择，一般不小于充电等需求；靠近梳妆台设置专用插座，考虑用电需求10mm²照明电路设计练习日光灯接线灯接线专用回路设计LED传统日光灯由灯管、镇流器和启辉器组成接线筒灯面板灯接线直接连接火线零线，部分卫生间照明回路设计主照明与浴霸分开控制；LED/顺序为火线开关镇流器灯管一端；另一需接地线；灯带接线需配合驱动电源考虑防水等级（以上）；镜前灯单独控制；→→→LED LEDIPX4端启辉器零线日光灯工作原理是通过启辉使用，交流接入驱动电源输入端，输出低所有开关安装在干燥区域厨房照明回路操作→→220V器预热灯丝，电流通过灯管内气体产生紫外线，压直流（通常或）连接灯带；调光台面需重点照明；吊柜下方安装橱柜灯；考虑防12V24V LED激发荧光粉发光常见问题包括闪烁（启辉器灯具需配合调光开关或控制器使用，部分需油烟设计；水槽区域加强照明走廊楼梯照明LED老化）、两端发黑（灯管老化）、不亮（镇流器要专用的可调光驱动电源灯具优点是节能、可采用双控或多控开关；考虑安装感应开关；设LED损坏）现代日光灯取消了启辉器和镇流器，寿命长、启动即达全亮度，但需注意选择品质可置夜间指示灯；紧急照明备用所有专用回路需LED接线更简单，仅需连接火零线靠的产品，避免频闪和蓝光危害考虑使用场景特点，选择适合的灯具类型和控制方式简易整流电路搭建交流输入提供待转换的交流电源整流桥2将交流电转换为单向脉动直流滤波电容平滑脉动波形，输出稳定直流桥式整流原理由四个二极管组成的桥式结构，可实现交流电的全波整流工作过程交流电正半周时，电流通过负载；负半周时，电流通过负D1→→D3D2→载无论交流电处于正负哪个半周，电流在负载中的方向始终保持一致，从而实现交流转直流→D4动手实验步骤准备材料（变压器、四个二极管、电解电容、电阻、面包板、导线）；按电路图连接元件；使用万用表测量输出1N40071000μF/25V470Ω电压；观察电容接入前后波形变化（如有示波器）；计算纹波电压并验证注意变压器二次侧电压不应过高，通常选择的低压交流，确保安全9V-12V优化与改进增加稳压电路（如系列稳压芯片）提高输出稳定性；增加保险丝和浪涌保护电路提高安全性；增加指示灯显示工作状态；使用散热器处理大电78XX流应用中的热量问题；考虑增加滤波电容减小纹波系数，提高直流质量信号放大电路实验交流电压测量实际操作万用表交流档位特点正确测量步骤数字万用表交流档通常标有或选择合适量程先选择较大量程，再根据ACV V~符号测量范围一般为到分实际读数调整至合适档位，避免过载连200mV750V多档大多数普通万用表测量的是有效值，接测试表笔红表笔接孔，黑表笔接V但仅适用于正弦波；对于非正弦波形（如孔测量方法将表笔并联在被测COM方波、三角波），普通万用表读数会有误电路两端，注意保持稳定接触读取数值差高端万用表具有真有效值（）等待数值稳定后读取，注意单位（或True RMSV功能，可准确测量各种波形万用表交流）安全断开先移除表笔，再关闭万mV档内部电路包含整流器，将交流转换为直用表电源，延长电池寿命流后测量注意事项安全第一不要测量超过万用表量程的电压；手持绝缘部分，避免触碰金属探针；潮湿环境下不进行测量准确测量保持万用表垂直放置，避免读数误差；测量前校准零点；低电压信号使用屏蔽表笔减少干扰维护保养不使用时将量程开关置于最高电压档或关闭位置；定期检查电池电量；避免强烈震动和跌落；长期不用取出电池，防止电池漏液损坏仪表电力系统简单模拟发电环节变电环节输电环节配电环节小型发电机模拟电能生产，转换机械能变压器实现电压升高或降低，适应传输导线模拟远距离输电线路，传输电能配电盘分配电能到各用电设备为电能需求小型发电机接线方法使用手摇发电机或太阳能电池板作为电源；输出端连接电压表监测发电电压；可选用指示灯直观显示发电状态；对于三相发电机，需正确连接三相线（通LED常标为、、）及零线（）；注意观察发电机转速与输出电压、频率的关系UVW N输配电简图解析发电机输出电压较低（如），经过升压变压器提升至较高电压（如）模拟高压输电；长距离传输后，通过降压变压器将电压降至安全使用电压（如）；12V36V12V配电盘通过断路器将电能分配至不同负载；系统中可增加电流表、电压表监测各环节参数；可模拟常见故障（如短路、过载）演示保护装置动作实验探究重点观察发电机械能转化为电能的过程；研究变压器升降压原理及效率；测量输电线路上的压降与线径关系；分析负载类型对系统影响；探究电能节约措施效果；了解电力系统稳定运行的基本要求电气工程常见考试题型单项选择题计算题考察基础概念、定义和简单计算，要求考察公式应用和复杂电路分析，需要掌熟记公式和基本原理典型题目如欧姆握节点电压法、回路电流法等解题关定律的数学表达式为（），答题技巧是键是明确已知量和求解量，画出等效电排除法和验证法相结合路，选择合适的求解方法实验操作题综合题考察仪器使用和电路搭建能力，要求熟结合实际工程场景，综合运用多种知识悉操作流程和注意事项答题要点是按点，考察分析问题和解决问题的能力3照规范流程描述，强调安全措施和数据解题思路是先分析问题本质，再分步骤记录求解解题技巧总结理解题意是关键，弄清楚题目要求和已知条件；复杂问题简化处理，可用等效变换降低计算难度；正确使用单位换算，避免单位不统一造成的错误；养成检查习惯，通过单位分析、数量级估算验证结果合理性；画图辅助思考，尤其是电路分析题，清晰的电路图能帮助理清思路学习资源与拓展阅读推荐教材网站资源在线仿真平台《电工学》（秦曾煌主编，高等教育出版社）中国大学（）提免费在线电路仿真工具，无需安MOOC www.icourse

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