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初级维修电工培训教案篇一
综 采 维 修 电 工
主编郝利荣
煤 炭 工 业 出 版 社
内 容 提 要
本书是山西焦煤集团有限责任公司员工职业技能培训丛书之一。内容包括：电工基础、电子技术基础、变压器与交流异步电动机、综采工作面安全供电及供电系统、综采电气设备、采煤机和刮板输送机的电气控制、矿用电缆等，并附有综采维修电工技能鉴定标准。
本书可作为参加煤炭行业职业技能鉴定、技能大赛的有关人员及综采维修电工技能培训的教材，也可供有关工程技术人员与管理人员学习参考。
2006年8月第1版2006年8月第1次印刷 社内编号5589定价31.00元
前言
综合机械化采煤是煤矿现代化采煤的主要生产方式，它使回采工作面的主要生产工序连同平巷运输等环节都实现了机械化和连续化。随着我国煤炭工业的迅速发展，采煤工作面综合机械化的程度迅速提高，机电设备单机容量和总的容量不断增大，综采设备不断向重型化、强力化发展，结构系统越来越复杂，技术越来越先进，这就为综采设备的安装、回撤、使用、维护提出了较高的要求。
综采工作面电气设备的维修是综采工作面生产过程中极为重要的组成部分。由于综采电气设备的类型和数量很多，工作环境恶劣，所以要求有较多的备件和专门维护。在综采工作面，一个部件发生故障后，如果不及时修复或因配件供应不及时而无法更换，就有可能妨碍整个工作面的正常推进。因此，加强电气设备的维修具有重要的意义。
综采维修电工是指使用机具及仪表从事综采工作面的供电、通信、控制等电气设备的定检、维护、检修的技术工人。综采维修电工的职责是：保证本职范围内电气设备的安全、可靠运行；清楚工作环境的安全状况，熟知相关的规定和标准，熟悉维修范围内的供电系统、设备分布以及电缆、设备的运行情况；熟悉出现事故时停电顺序和人员撤离路线；掌握机电设备的结构、原理性能和事故的处理方法，忠于职守、精心维护、遵守各种规章制度。
为了创建学习型企业，全面提高员工素质，为员工学习技术、掌握技能和业务，以及为技能大赛和技能鉴定提供统一标准的教材和学习资料，山西焦煤集团有限责任公司组织编写了《山西焦煤集团公司员工必读丛书》，《综采维修电工》是这套丛书之一。该书按照中华人民共和国《工人技术等级标准》(煤炭行业)对综采维修电工的要求而编写的。
全书共分八章。第一章至第四章为基本知识和基本理论，主要内容有电工基础、电子技术基础、变压器与交流异步电动机、综采工作面安全供电及其供电系统等；第五章至第八章为实际操作技能，主要内容有综采电气设备的工作原理及其维护、检修、故障分析，矿用电缆，综采工作面通信控制和照明系统等。
在本书编写过程中，针对煤矿综采工作面电气设备的特点，努力贯彻“理论联系实际”的原则，在内容上由浅入深，循序渐进，既注重了基础知识和基本技能，又注重了知识的综合运用以及知识与能力的转化，使教材更贴近实际和应用。在文字的叙述上，力求简明、通俗，便于自学、易于理解。为了适应生产需要，书中还适当地编入了调压调频启动器、电牵引采煤机的电气控制等新技术和新设备。
本书由郝利荣任主编，裴剑平、邵佩林、张志高任副主编，参加编写的人员有邵佩林、韩锡钰、曹学贵、李双珠、张光斌、常玉春、任学明，书中插图由任学明绘制。
在本书编审过程中，得到了太原矿山机器集团有限公司、太原惠特科技有限公司、西山煤矿总公司设备租赁公司、西铭矿机电科、职教办等有关单位的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。
由于时间仓促，水平有限，书中难免有不当之处，恳请广大读者批评指正。编者2006年6月 第一章电工基础..........................................................................................................................3 第一节直流电路的基本概念与基本定律..................................................................................3 第二节电感、电容与电磁感应................................................................................................11 第三节正弦交流电路................................................................................................................18 第四节三相正弦交流电路........................................................................................................36 第二章电子技术基础....................................................................................................................42 第一节半导体的基础知识........................................................................................................42 第二节晶体二极管与三极管....................................................................................................44 第三节三极管的放大电路........................................................................................................53 第四节整流滤波与稳压电路....................................................................................................62 第五节数字电路基础知识........................................................................................................72 第三章变压器与交流异步电动机................................................................................................83 第一节变压器............................................................................................................................83 第二节交流异步电动机............................................................................................................89 第四章综采工作面安全供电及供电系统....................................................................................98 第一节综采工作面安全供电....................................................................................................98 第二节综采工作面供电系统..................................................................................................101 第三节供电保护......................................................................................................................112 第五章综采电气设备..................................................................................................................133 第一节矿用隔爆高压配电装置..............................................................................................133 第二节移动变电站..................................................................................................................141 第三节矿用低压馈电开关......................................................................................................154 第四节隔爆型电磁启动器......................................................................................................161 第六章采煤机和刮板输送机的电气控制..................................................................................182 第一节采煤机电气控制..........................................................................................................182 第二节刮板输送机电气控制..................................................................................................206 第七章矿用电缆..........................................................................................................................209 第一节概述..............................................................................................................................209 第二节电缆的敷设与维护......................................................................................................213 第三节电缆的连接..................................................................................................................215 第四节电缆的现场修补..........................................................................................................216 第五节电缆的故障及处理......................................................................................................221 第八章综采工作面通信控制与照明系统..................................................................................223 第一节ck-2型通信控制系统...............................................................................................223 第二节zxz8-2.5（4）-ⅱ（ⅲ）型.....................................................................................237 第三节综采照明......................................................................................................................244 附录：综采维修电工职业技能鉴定标准..............................................................................248 参考文献..................................................................................................................................255
第一章电工基础
［学习提示］
本章主要介绍直流电路的基本概念与基本定律，电感、电容与电磁感应，正弦交流电路，三相正弦交流电路等。初级工应掌握电路的基本概念；中、高级工应掌握电路的基本原理，看懂电路图；技师、高级技师必须全面掌握电工基础知识，能看懂和绘制复杂的电路图。
第一节直流电路的基本概念与基本定律
一、电路的组成与作用
电路就是电流通过的路径。它的作用是实现电能的传输和转换。
电路主要由电源、负载、导线和控制设备四部分组成，可分为外电路和内电路。从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路称为外电路。电源内部的通路称为内电路。
(1)电源：电路中电能的来源，是将其他形式的能量转变成电能的装置，是电路中的原动力，如发电机、蓄电池等。
(2)负载：即用电设施，也叫负荷，如电动机、灯泡等。(3)导线：连接电源与负载的装置。
(4)控制设备：改变电路状态或保护电路不受损坏的装置，如开关、熔断器等。
二、电路的基本物理量 1.电流
在电场力的作用下，自由电子或离子所发生的有规则的运动称为电流。为了计量电流的强弱，人们规定电流强度这一物理量。电流强度是在电场力的作用下单位时间内通过某一导体截面的电量。如果电流强度不随时间而变化，则称这种电流为直流电流，简称直流。电流强度简称电流，其表达式为：
电流的单位是安培（a），即在1 秒（s）内通过导体截面的电量为1库仑（c）时，则电流为1安培（a）。在计量小电流时，常用毫安（ma）、微安（μa）为单位，而计量大电流时则采用千安（ka）。其关系为
人们习惯上规定正电荷运动的方向（或负电荷运动的相反方向）为电流的方向。
2.电压和电位
电压是衡量电场做功能力大小的一个物理量。如图1-1所示，设在电场力f的作用下，正电荷q由a移到b，移动距离为lab，则电场力所做的功为
电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功，称为该两点间的电压uab，用公式表示为：
若电场力将1库仑（c）的正电荷从a点移到b点，所做的功是1焦耳（j），则a、b间的电压值为1伏特（v），即
常用的单位还有千伏（kv）、毫伏(mv)、微伏(μv)。
如果选定电路中某一点为参考点，则电路中其他各点与参考点之间的电压就有一个确定的电压值（uao、ubo），这些电压值称为以ｏ为参考点的各点电位，用符号v表示，如图1-1所示。
在电场中任意两点间的电压称为两点间的电位差，即
电位的单位与电压的单位相同。
电压和电位是有区别的，电路中某两点间电压的大小是绝对的，与参考点无关；而某点电位的大小则是相对的，随参考点而变。电压的方向总是从高电位到低电位，即电位降的方向。
3.电动势
电动势是衡量电源将非电能转换成电能本领的物理量。
电源中，外力将单位的正电荷从电源的负极移到正极所做的功，称为电源的电动势，用e表示，即
电动势的单位也与电位的单位相同。电动势的方向是由电源的负极指向正极，因此电动势的方向与电压的方向相反，这是两者的区别。
在数值关系上，电动势等于电源内部电压降与负载两端的电压降之和，即
如忽略电源内部的电压降ir，则电动势就等于负载两端的电压降，即
当外电路(即负载)开路时，则电动势就等于电路的开路电压。4.电阻
导体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号r表示，单位为欧姆（ω），简称欧。如果导体的两端电压为1 v，通过电流为1 a，则该导体的电阻为1 ω，即
电阻常用的单位还有千欧(kω)和兆欧(mω)，其换算关系为：
实验证明，导体的电阻与导体截面成反比，与导体长度成正比，并且还与导体的材料有关。用公式表示为：
三、欧姆定律、电功和电功率 1.欧姆定律
1）一段无源电路的欧姆定律
在一段电路中不含电动势，仅有电阻，如图1-2所示。这段电路电阻中流过的电流与加在电阻两端的电压成正比，与电阻的大小成反比，即
电阻的倒数称为电导，引用电导g后，欧姆定律还可以写成：
2）全电路欧姆定律
全电路是含有电源的闭合电路，如图1-3所示。图中e为电源电动势，r0为电源的内阻，r为负载电阻。
全电路欧姆定律的内容是：全电路中的电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路中（即内电路和外电路）的电阻成反比，其数学式为：
由上式可得
全电路中的电压与电流的变化规律表现为如下几个方面：
(1)电路处于通路状态时，当负载电阻减小时，电路中电流增大，电源端电压
将略有下降。
(2)电路处于断路状态时，如图1-4所示，电路的特征可用下列各式表示：
即：外电路电阻对电源来说等于无限大，电路中电流为零，电源端电压等于电源电动势，电源不输出电能。
(3)短路状态时（电源的两端a和b由于某种原因连在一起）如图1-5所示，电路的特征可用下列各式表示：
电源短路时，外电路电阻可视为零，电流不再流过负载，回路中仅含电源内阻，这时电流很大称为短路电流。短路电流可使电源遭受电磁力的冲击与热的损伤而损坏。电源所产生的能量全被内阻所消耗。
2.电功与电功率
1）电功
电流通过电动机会带动机器转动，电流通过电炉会发出大量的热，电流通过电灯会发光，这些能量的传递和转换，说明电流做功，电流所做的功称为电功，用符号w表示。
电功的大小跟通过电器的电流和加在用电器两端的电压及通电时间有关。其计算公式为：
电功的单位是焦耳(j)，但实用上焦耳太小，而用千瓦时(kw²h)，即度为单位，其换算关系为：
2）电功率
电流在单位时间内所做的功称电功率。其计算公式为：
电功率常用的单位瓦特(w)、千瓦(kw)，其关系为：
由式(1-13)可以看出：
(1)当电器的电阻一定时，电器消耗的功率与电流的平方或电压的平方成正比。例如，电流或电压是原来的2倍，功率则是原来功率的4倍。
(2)当流过用电器的电流一定时，电功率与电阻成正比。在串联电路中，各电阻消耗的功率与电阻成正比。
(3)当加在电器两端的电压一定时，功率与电阻成反比。并联电路，每个电阻消耗功率与其电阻成反比。
四、电阻的串、并联电路 1.电阻的串联
几个电阻一个接一个地连接起来，中间没有分支，这种连法称为串联。如图1-6（a）所示为两个电阻串联电路。
电阻串联的特点：
(1）通过各电阻的是同一个电流；(2）总电压等于各电阻上电压之和，即
(3）等效电阻r等于各电阻之和，即
于是可以把电路等效成如图1-6（b）所示。各电阻上的电压分别为：
可见，串联各电阻上的电压与相应的电阻成正比。
2.电阻的并联
几个电阻连接在两个公共节点之间，这种连法称为并联。如图1-7（a）所示，表示两个电阻并联。
电阻并联的特点：
(1）各电阻两端是同一电压；
(2）总电流i等于各并联电阻中电流之和，即
(3）等效电阻r的倒数，等于各电阻倒数之和，即
式(1-16)也可写成：
于是，可以把电路等效成如图1-7(b)所示。
两个电阻并联时，式（1-16）可以写成：
则两并联电阻上的电流分别为：
可见，并联各电阻上的电流与相应的电阻成反比。3.电阻混联
电路中既有串联又有并联，这样的联接方式叫混联。对于这样的电路，首先将混联电路简化成一个无分支电路，再进行电流电压计算，简化方法是：
(1）找出混联电路中等电位点进行编号，将电阻对号接入各点；(2）画出简化电路。
第二节电感、电容与电磁感应
一、电容器
1.电容器和电容量
被绝缘材料分隔开的两个导体，就组成一个电容器。图1-8所示为一个简单的平板电容器及其图形符号。金属板a、b称为极板，极板中间的绝缘材料称为介质。如果两极板接上直流电源，在电场力的作用下，自由电子由电源负极移到极板b上，使极板b带负电荷；同时极板a带等量的正电荷，直到极板间的电压与电源电压相等为止，这种现象叫充电。充电完成后，极板所带的电量与外加电压u的大小成正比，即
式中的比例常数c称为电容器的电容量，简称电容。它的大小完全取决于电容器的结构，是一个固定不变的量，与所带电量或两端电压大小无关。在同样电压下，c越大，则q越大，所以电容量表示单位电压下电容器1个极板上储存电荷量的能力，可写为：
当u=1 v时，q=1 c时，电容器c=1法拉（f）。由于法拉这个单位太大，通常采用较小的单位微法（μf）和皮法(pf)，其换算关系为：
2.电容器的串联
两个或两个以上的电容器正、负极板依次连接的方式，叫电容器的串联，如图1-9所示。串联电容器的特点是：
(1）每个电容器所带电量相等，并等于等效电容器上所带的电量，即
(2）总电压等于各电容器两端电压之和，即
(3）总电容的倒数等于各电容器电容的倒数和，即
由此得两个串联电容器的等效电容为：
(4)串联电容器两端承受的电压与其电容量成反比,即
当两个电容器串联时，各电容器两端承受的电压分别为：
由此可见，电容器串联时总电容量比其中任一串联电容器的电容量小。串联电容器越多，总电容量越小。而且，电容器串联时，电容器电容量越小，承受的电压会越高。
3.电容器的并联
两个或两个以上的电容器，同性极板连接在一起的连接方式叫做电容器的并联，如图1-10所示。
并联电容器的特点：
(1）每个电容器两端电压相同，并等于外加电压，即
(2）并联电容器的总电量等于各电容器电量之和，即
(3）并联后的总电容等于各电容量之和，即
由此可见，并联电容器的总电容比其中任一个电容器的电容量都大。而且并联电容器越多，总电容量越大。因此，在电容量不能满足要求的情况下，可以用几个电容器并联使用，但最高工作电压按并联电器中最小额定工作电压确定。
二、电流的磁场
实验表明，产生磁场的根本原因是电流。在载流导体或永久磁铁的周围存在着磁场，磁场是物质的一种特殊形态。磁场有两种表现形式：一是磁场对处在磁场内的载流导体或铁磁物质有力的作用，在对磁场做相对运动的导体上能产生感应电动势；二是磁场具有能量。
为了使磁场形象化，可用磁力线来描绘磁场。磁力线都是些闭合曲线，线上任一点的切线方向即为该点的磁场方向，如图1-11（a）所示。载流导体周围的磁场方向与产生该磁场电流方向有关系，磁场的方向与电流方向之间关系可用右手螺旋定则来确定。用右手握住通电导体，拇指伸直并指向电流方向，则其余四指所指的方向便是磁力线即磁场方向，如图1-11（b）所示。对于通电螺旋线圈周围的磁场，磁场方向也用右手螺旋定则判断，四指指向线圈中的电流方向，伸直的拇指就表示磁力线的方向，如图1-11（c）所示。
三、磁场的基本物理量
图1-12导体受到的作用力1.磁感应强度
磁感应强度是表示磁场内某点磁场的强弱和方向的一个物理量，其大小可用该点磁场作用于1 m长、通过1 a 电流的导体在磁场中所受到的力来衡量，如图1-12所示，即
2.磁通
磁感应强度b与垂直于磁场方向的面积s的乘积，称为通过该面积的磁通，即
磁通的单位是韦伯(wb)，简称韦。为了把磁通、磁感应强度与磁力线密切联系起来，把垂直穿过单位面积上的磁力线数叫磁感应强度，也叫做磁通密度，即
3.磁势
要使电路中产生电流必须有电源电动势。同样，要使线圈中产生磁通，必须要有磁势。通常把电流与线圈匝数n的乘积叫磁势(fc)，即
磁势的单位是安(a)。
磁势愈大，产生的磁通愈大，说明磁场愈强。4.磁场强度
表示磁场强弱的一个辅助计算量，通过它来确定磁场与电流的关系。磁力线通过的闭合路径叫磁路。如果磁路长为l，则磁场强度为：
5.磁导率(μ)磁导率是用来表示磁场媒质的磁性的物理量，也就是用来衡量物质导磁能力的物理量。它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即
例如，有两个完全相同的线圈，一个线圈内以磁钢做心，一个以铜做心。这两个线圈内的媒质不同，则磁导率μ不同，通入同样大小的电流所产生的磁通也不同。因此，磁感应强度随着媒质的不同而不同。
任一媒质的磁导率与真空中的磁导率之比叫做相对磁导率用μr表示，即
表示在其他条件相同的情况下，媒质中的磁感应强度是真空中的多少倍。
从以上分析可知，磁导率μ只与磁路材料有关，μ愈大说明材料的导磁性能愈好，也就是说能够用较小的磁场强度产生较大的磁通密度。
四、对载流直导线的作用力
把一根通有电流i的导线垂直放入均匀磁场中，如图1-13（a）所示，载流导线在磁场中受力f的大小与磁通密度b、导线电流i及导线有效长度成正比。
如果导线l以任意方向放在磁场中，如图1-13（b）所示，求载流导线所受到的电磁力时，可将导体l按投影法则，分解为与磁场垂直的分量和平行的分量，其垂直分量为导体的有效长度，即
电磁力的方向可用左手定则来确定，如图1-13(a)所示。即伸开左手于磁场内，让磁力线直穿过手心，四指伸直指向电流方向，则与四指垂直的拇指的指向便是导体所受电磁力的方向。
应用左手定则可以判断通电导体在磁场中的运动方向，它和电动机原理相同。
五、电磁感应
电流能够产生磁场，在一定的条件下，变化的磁场也可以产生电动势。这种变化的磁场能在导体中引起电动势的现象叫做电磁感应，由电磁感应所产生的电动势叫感应电动势，由感应电动势引起的电流叫感应电流。在电力系统中，发电机、变压器等设备都是根据电磁感应原理制造出来的。
1.自感电动势
当线圈中通过电流时，线圈周围一定会产生磁场。若线圈中电流发生变化时，由这个变化的电流所产生的磁通也将随着变化，这个变化的磁通将在线圈中产生感应电动势。由于这个感应电动势是由线圈本身的电流变化而产生的，所以叫自感电动势。自感电动势的方向总是反抗线圈中磁通变化。当电流增加时，自感电动势的方向力图阻止电流增加；而当电流减小时，自感电动势的方向力图阻止电流减小。
自感电动势大小是由下列因素决定的：
(1）与电流变化率有关。电流变化快慢通常用电流变化率表明。所谓电流变化率是指在很短的时间内电流变化的数值与这段时间的比值。
(2）与线圈本身的结构（如几何形状、匝数）有关。(3）与线圈周围介质有关。2.互感电动势
两个互相靠近的线圈，当其中一个线圈接通电源时，其电流的变化将引起磁通变化。这个变化的磁通除穿过本身线圈外，还有一部分穿过与它靠近的另一线圈。因此，在另一线圈中会产生感应电动势，这种现象称互感，由互感产生的电动势称互感电动势。
第三节正弦交流电路
一、概述
通常把大小和方向随时间变化的电流、电压、电动势，统称为交流电。在交流电动势作用下的电路称为交流电路。如果交流电是按正弦规律变化的，称为正弦交流电。图1-14所示为正弦交流电流的波形图。
正弦交流电有许多优点。例如，可以方便地利用变压器升压和降压，便于高压输电，减少输电损失；交流电动机比直流电动机结构简单，在制造和维护上都比较经济；在某些场合下必须用直流电时，可以用整流设备很方便地转换成直流电，供给直流负载。所以正弦交流电得到了广泛的应用。
二、正弦交流电的产生
正弦交流电动势是由交流发电机产生的，如图1-15（a）所示为两极交流发电机的结构示意图。在静止的两个磁极n、s之间放置圆柱形铁心，其上绕有线圈(图中仅示1匝)。铁心和线圈合称电枢。线圈的两端分别接到两只相互绝缘的铜环上，铜环固定在转轴上，环上压接电刷与外电路相连。为了使线圈产生的感应电动势能按正弦规律变化，把磁极做成特殊形状，使其气隙中的磁场按正弦规律分布。如图1-15（b）所示，当电枢由原动机拖动在按正弦规律分布的磁场中旋转切割磁力线时，线圈中便会产生正弦感应电动势。如图1-15（c）所示，电枢表面的磁感应强度可用公式表示为：
电枢在磁场中等速旋转时，线圈中的感应电动势为：
因此，上式可写成：
在图1-15(b)中，发电机电枢在按正弦规律分布的磁场中旋转1周时，线圈中的感应电动势e也按正弦规律交变1次。
如果发电机是四极的，如图1-16（a）所示，在2π的空间角内，当电枢旋转1周时，电动势就按正弦规律变化了2次，如图1-16（b）所示。交流电在变化过程中经过的角度叫电角度。电角度和空间角的关系为：
交流电在任一瞬间的值称为瞬时值，瞬时值用小写字母表示，如i、u、e分别表示交流电流、交流电压、交流电动势的瞬时值。
三、正弦交流电的三要素
正弦交流电的主要特征表现在量值大小、交变的快慢及初始值三个方面，它们分别由幅值（或有效值）、频率（或周期）和初相位来确定。所以，幅值、频率和初相位就称为正弦量的三要素。
(1)最大值：瞬时值中的最大值，电动势、电压和电流分别用大写字母em、um和im表示。
(2)周期t和效率f：周期t为交流电按正弦规律变化1次所需的时间，单位为s；频率f为每秒钟内正弦交流电变化的周期数，单位为hz。周期和频率互为倒数，即
例如，我国发电厂发出的交流电频率为50 hz；周期为0.02 s。(3)角频率ω：正弦交流电在1 s内变化的电角度。即
角频率的单位为弧度/秒(rad/s)，由于α=ωt，于是式(1-35)可写成： e=emsinωt
发电机所产生的电动势的频率与发电机的磁极对数和转速有关，即
四、相位与相位差 1.相位与初相位
如图1-17所示，设t=0时开始计时，a1b1线圈平面与中性面之间的夹角为ψ1，a2b2线圈与中性面之间的夹角为ψ2，则在任意时刻这两个电动势的瞬时值可分别为：
上式中的电角度(ωt+ψ)称为该交流电量的相位或相角，它反映了交流电变化的进程。显然，e1的相位(ωt+ψ1)与e2的相位(ωt+ψ2)不相同。电动势e
1、e2的波形图如图1-17(b)所示。
t=0时的相位叫初相位或初相，显然e1的初相是ψ1，e2的初相是ψ2。
交流电量的初相可以为正也可以为负，图1-18(a)、(b)分别表示初相为+60°及初相为-30°的正弦电动势的波形。
2.相位差
两个同频率交流电量的相位之差叫做相位差，用字母φ表示，即
可见，两个同频率交流电量的相位差就等于它们的初相之差。根据两个同频率正弦量的相位差，可以确立两个正弦量之间的相位关系。一般的相位关系可分为超前或滞后；特殊的相位关系有同相、反相、正交几种。
(1)超前、滞后：当两个同频率正弦量的相位差φ=ψ1-ψ2＞0时，即e1的初相大于e2的初相时，e1的变化领先e2，这种情况叫做e1的相位超前e2，或叫做e2的相位滞后于e1。在图1-19中，e1超前e2为135°，或e2滞后e1为135°。
(2)同相、反相、正交：如果φ=ψ1-ψ2=0，则称两个正弦量同相，在图1-20(a)中，电动势e1与e2同相。如果φ=ψ1-ψ2=180°，则称两个正弦量反相，在图1-20(b)中，电动势e1与e2反相。如果φ=ψ1-ψ2=90°，则称两个正弦量正交，在图1-20(c)中，电流i1与i2正交。
交流电量的相位差实际上反映了两个交流电量到达最大值的时间差，时差(t)的大小等于相位差除以角频率。即
五、交流电的有效值 1.有效值的概念
交流电流的有效值是以电流的热效应来规定的。因此，有效值的定义如下：如果一个交流电通过一个电阻在一个周期时间内所产生的热量和某一直流电流通过同一电阻在相同的时间内产生的热量相等，那么这个直流电的量值就是交流电的有效值。有效值常用大写字母u、e、i表示。
2.有效值与最大值的关系
根据有效值的定义，采用图形面积来推导有效值与最大值之间的数量关系。首先看看接在直流电源上的灯泡a所消耗的能量。在图1-21(a)中，灯泡a的电阻为r，通过的电流为i时，灯泡所消耗的功率为：
在t秒时间内，灯泡a所消耗的电能为：
设直流电流的波形如图1-21(c)所示，那么灯泡a所消耗的电能可以用图1-21（e）中带有阴影的矩形面积来表示。
再来看接在交流电源上的灯泡b所消耗的能量。在图1-21(b)中，灯泡b接在交流电源上，它的电阻也等于r，通过它的交流电流波形如图1-21(d)所示。灯泡消耗的功率为：
因为电流i的大小是随时间而变化的，所以功率力也随时间变化，不能用一个固定的数值来表示。因此，需要用做图的方法求出灯泡b在t时间内所消耗的电能wb。
在图1-21(d)中，如果将电流i每一瞬间的数值平方，再乘以r，就可以得到在同一瞬间功率的大小。逐点求出功率的瞬时值，画在直角坐标中，就得到pb的波形图，如图1-21(f)所示。在一个周期内，电流值虽有正有负，但是电阻上消耗的功率总是正值。因为在后半周期内，电流虽为负值，但i2r仍为正值。灯泡b所消耗的电能可以用图中的带有阴影的矩形面积来表示。从图中可以看出(或用数学证明)，矩形的高度(平均高度)为：
这时wb应为
根据有效值的定义可得
即也就是说正弦电流的有效值等于最大值的0.707倍,或正弦电流的最大值等于有效值的2倍。
把正弦电流有效值的概念推广到正弦电压和正弦电动势上,同样可得到:
在交流电路中，通常都是用有效值进行计算的。电气设备的额定电流、额定电压也都是用有效值来标定的，交流伏特表和安培表的刻度也都是用有效值来刻度的。可见，有效值的应用是十分广泛的。
有效值和最大值是对同一交流电量从不同角度来反映电流强弱和电压高低的物理量。在计算功率时，要用有效值。但在选择电器设备的耐压时，必须考虑到最大值。例如，直流耐压160 v的纸介电容器，就不能用于电压有效值为160 v的交流电路。
六、正弦交流电的表示法 为了便于研究交流电，人们通常用四种形式表示一个正弦交流电。第一种形式是解析式，就是用一个数学式子来表示，例如i=12sin(100πt-30°)（a）；第二种形式是曲线图；第三种形式是相量图，即用旋转矢量来表示；第四种形式称为符号形式，是用复数来表示一个交流电。本节的重点是研究正弦交流电的矢量图表示法。
旋转矢量表示法，就是用一个在直角坐标中绕原点不断旋转的矢量，来表示正弦交流电的方法。旋转矢量常用最大值符号em、im或um表示。
图1-22所示为用旋转矢量表示交流电动势的方法。旋转矢量em沿逆时针方向旋转，其角速度等于正弦交流电动势的角频率，其长度代表正弦交流电动势的最大值(或有效值)。若旋转矢量与x轴的正方向同向时，正弦电动势的初相为零。若旋转矢量的长度为em，角频率为ω，起始时与横轴正方向的夹角为ψ，则t=0时刻旋转矢量在纵坐标轴y上的投影就等于正弦电动势的瞬时值的初始值，即：正弦电动势的瞬时值可表示为y=e=emsin(ωt+ψ)。例如，在t1时刻，和其对应的正弦电动势是瞬时值e1。这样规定以后，正弦电动势的每一瞬时值将和一个确定的旋转矢量相对应。在t0、t1„时的瞬时值，在y轴上有e0、e1„与其对应。由于旋转矢量在坐标中的位置与时间有关，通常称其为时间矢量。
需要说明：该矢量反映了正弦量三要素，它可以表示一正弦量，但它与速度的空间矢量不同，它只是用来作为正弦交流电路的计算工具。通常将这种矢量称为相量。相量的符号用大写字母上加“²”表示，如u²、i²等。
将同频率的交流电画在同一张旋转相量图上时，由于这些相量的角频率相同，不论它们旋转到什么位置时，彼此之间的相位关系始终保持不变，所以在研究各相量之间的关系时，通常不标出角频率而只按初相和最大值作出相量，这样作出的图叫相量图。例如：
它们的相量图如图1-23所示。作图时要注意，在同一相量图上，相同单位的相量，要用相同的尺寸比例绘制，如图1-23中的e²m或u²m。
上面是用最大值作出的相量图。由于有效值已被人们广泛使用，因而各正弦量的旋转相量也可以用有效值画出。以后画相量图时，将较多地采用有效值旋转相量图。有效值相量常用字母u、i、e来表示。
采用相量来表示正弦交流电的优点是，计算和决定几个同频率交流电相加或相减时，要比解析式和曲线图简便，故相量图是研究交流电的重要工具之一。
正弦交流电用相量表示以后，它们的和差运算就可以采用相量加减的方法进行。一般步骤是先画出各相量，然后用平行四边形法则作出总相量，最后用三角方法计算出结果。
七、纯电阻电路
纯电阻电路，就是既没有电感，又没有电容而只包含有电阻的电路，如图1-24(a)所示。在实际生活中，由白炽灯、电烙铁、电阻炉或电阻器组成的交流电路都可近似地看成是纯电阻电路。
图1-24纯电阻电路
1.电流与电压的相位关系
为了分析方便起见，设加在电阻两端的正弦电压ur的初相为零，即
根据欧姆定律，通过电阻的电流瞬时值应为：
从上式不难看出，在正弦电压作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦电流，且与加在电阻两端的电压同相位。图1-24(b)和(c)分别画出了电流、电压的相量图(有效值)和波形图(瞬时值)。在作相量图时，是以电压相量作为参考相量的，由于电流与电压同相，故两者的指向一致。
2.电流与电压的数量关系 由式(1-45)可知，通过电阻的最大电流为：
若把两边除以2，则得：
这说明，在纯电阻电路中，电压与电流的有效值之间符合欧姆定律。3.电路的功率 在任一瞬间，电阻中的电流瞬时值与同一瞬间电阻两端电压的瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用pr来表示，即
瞬时功率的变化曲线如图1-24（c）中的画有线条的曲线所示。由于电流与电压同相，所以pr在任一瞬间的数值都是正值。这就说明，在任一瞬时电阻都从电源取用功率，起着负载的作用。
由于瞬时功率时刻变动，不便计算，因而通常都是计算一个周期内取用功率的平均值，即平均功率。平均功率又称为有功功率，用p表示。
电流、电压用有效值表示时，其功率p的计算与直流电路相同，即
八、纯电感电路
由电阻很小的电感线圈组成的交流电路，都可以近似地看成是纯电感电路。图1-25所示为由一个线圈构成的纯电感电路。
1.电流与电压的关系
在纯电感线圈的两端，加上交流电压ul，线圈中必定要产生一交流电流i。由于这一电流时刻都在变化，因而线圈上就产生自感电动势来“反抗”电流的改变，因此线圈中的电流变化就要落后于线圈两端的电压变化，ul和i之间就会有相位差。对于一个内阻很小的电源，其自感电动势与端电压总是大小相等方向相反的，即
由上式可看出，线圈两端的电压大小与电流的变化率成正比。下面就通过式（1-48）来分析电流与电压之间的相位关系。设线圈中的电流的初相为零，电流波形如图1-25所示。现把一周期内电流的变化分成四个阶段来研究。(1)在0～π2(即第一个1／4周期内)。电流从零增加到最大正值。此间电流的变化率δiδt为正值，并且起始时刻最大，然后逐渐减小到零，根据式(1-48)可知，此期间的电压ul从最大正值逐渐变为零，如图1-25所示。
(2)在π2～π(即第二个1／4周期内)。电流从最大正值减小到零。此间电流的变化率δiδt为负值，且从零变到最大负值，ul也从零变到最大负值。
(3)在π～3π2(即第三个1／4周期内)。电流从零变为最大负值，此间电流的变化率仍为负值，且从最大负值变到零，则ul也从最大负值变到零。
(4)在3π2～2π(即第四个1／4周期内)。电流从最大负值变到零，此间电流的变化率为正值，且从零变到最大正值，则ul也从零变到最大正值。
电路中的相位关系从以上分析可得电流和电压的相位关系。图1-25所示为i与ul的波形图，从波形图中可清楚地看出：在纯电感线圈中的正弦电流要比它两端的电压滞后90°，或者说，电压总是超前电流90°，图1-26为电流、电压的相量图。设流过电感的正弦电流的初相为零，则电流、电压的瞬时值表达式为：
（1-49）
2.电流与电压的数量关系
由数学推导可知，电压的最大值为：
若把两边同除以2，则得：
xl称为电感抗，简称感抗，它的单位是欧姆。因此，电感线圈中的电流有效值，就等于线圈两端电压的有效值除以它的感抗。
抗是用来表示电感线圈对交流电流阻碍作用的一个物理量。感抗的大小，取决于线圈的电感量l和流过它的电流的频率f。对具有某一电感量的线圈而言，f愈高则xl愈大，在相同电压作用下，线圈中的电流就会减小。在直流电路中，因频率f=0，故线圈的感抗也等于零，这时线圈只起电阻作用。由于一般线圈的电阻很小，故可视电感线圈为短路。图1-27所示为线圈的感抗随频率变化的图形。
3.电路的功率
纯电感线圈的瞬时功率为：
在图1-28画出了pl的变化曲线，从图中可以看到：在第一和第三个1/4期内，pl是正值，这就表示线圈要从电源方面吸取电能并把它转换成电磁能，储藏在线圈周围的磁场中，此时线圈起着一个负载的作用。但在第二和第四个1／4期内，pl为负值，这表示线圈是在向电源输送能量，也就是线圈把磁能再转换为电能而送回电源，此时线圈起着一个电源的作用。综上所述，纯电感线圈时而“吞进”电能，功率为正；时而“吐出”电能，功率为负，在一个周期内的平均功率为零。平均功率不能反映线圈能量交换的情况，因而人们就用电流与电压有效值之乘积来反映这种能量交换的情况，并把它叫做电路的无功功率。无功功率用字母ql表示，ql的大小为：
为与有功功率相区别，无功功率的单位用乏尔，简称乏。在式(1-53)中，当各物理量的单位分别用v、a、ω时，无功功率的单位就是乏。
必须指出，“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”，它是相对“有功”而言的，绝不能理解为“无用”。
九、纯电容电路
由介质损耗很小、绝缘电阻很大的电容器组成的交流电路，可近似地看成纯电容电路，图1-29(a)所示就是纯电容电路。
1.电流与电压的相位关系 电容器接入直流电源电路中，在电容器充放电过程中会产生电流，稳恒直流电流不能通过电容器。当电容器接到交流电路中时，由于外加电压不断变化，电容器就不断充放电，电路中就不断有电流流过，交流电流可以通过电容器。电容器两端的电压随电荷的积累(即充电)而升高，随电荷的释放(即放电)而降低的，由于电容电流等于电荷的积累和释放的变化率，因此电容中的电流与电容两端的电压的变化率成正比。
设在δt时间内电容器极板上的电荷变化量是δq，则
图1-29(b)中所示为电压与电流的变化波形，现根据式(1-54)来分析电流的变化。
(1)在0～π／2(即第一个1／4周期内)。uc从零增加到最大正值。电压变化率为正值且开始为最大，然后逐渐减小到零。根据式(1-54)可知，电流i从最大正值逐渐变为零。
(2)在π／2～π(即第二个1／4周期内)。uc从最大正值变为零，变化率为负且从零到最大负值。此间电流也从零变到最大负值。
(3)在π～3π／2(即第三个1／4周期内)。uc从零变到最大负值，变化率为负且从最大负值变为零。此间电流也从最大负值变为零。
(4)在3π／2～2π(即第四个1／4周期内)。uc从最大负值变为零，变化率为正且从零到最大正值。此间电流也从零变到最大正值。
相位关系从以上分析可清楚地看出：纯电容电路中的电流超前电压90°，这与纯电感电路的情况正好相反。图1-30所示就是电流、电压的相量图。
2.电压与电流的数量关系
设加在电容器两端的交流电压的初相为零，则电流、电压的瞬时值表达式为：
其中，电流的最大值为：
若把上式两边同除以2，则得
式(1-56)表明，在纯电容电路中，电流的有效值等于它两端电压的有效值除以它的容抗。
容抗是用来表示电容器对电流阻碍作用大小的一个物理量。容抗的大小与频率及电容量成反比。当电容器的电容量一定时，频率f愈高，则容抗xc愈小。在直流电路中，因频率f=0，故电容器的容抗等于无限大。这表明，电容器接入直流电路时，在稳态下是处于断路状态的。图1-31为电容器的容抗随频率变化的曲线。
3.电路功率
纯电容电路的瞬时功率为：
图1-32中画出了pc的变化曲线。从图中可看出，在第一和第三个1／4周期内，pc是正值，此时电容器被充电，从电源吸取能量，并把它储藏在电容器的电场中，此时电容器起着一个负载的作用。但在第二和第四个1／4周期内，pc是负值，此时电容器放电，它把储藏的电场能量又送回电源，此时电容器又起着一个电源的作用。所以在纯电容电路中，电容器也是时而 “吞进”电能，时而“吐出”电能，因而电容器不消耗电能，在一个周期内的平均功率为零。
和纯电感电路相类似，为了衡量电容器和电源之间的能量交换，用其电压有效值和电流有效值之积来标志其交换的情况，并称之为无功功率。其表示式为：
十、交流电路的功率因数 1.功率因数的概念
在交流电路中，由于电压与电流有相位差，电压与电流不同相，即电压和电流不会同时达到最大值。因此，电路实际吸收的有功功率要比同相位时ui小些。
以r、l串联电路为例，电路吸收的有功功率就是电阻r所消耗的功率。由(图1-33)电压三角形可知：
电感的无功功率为：
可见，电路的有功功率等于总电压、总电流的有效值的乘积再乘以系数cosφ。cosφ叫做电路的功率因数，φ叫做功率因数角。
电路中电压、电流有效值的乘积，既不是有功功率，也不是无功功率，称为视在功率，用符号s表示。即
视在功率也称为表观功率，它表示电源提供电流的总能力，即表示交流电源的容量大小。为区别起见，视在功率的单位用v²a。
有功功率一般小于视在功率，仅当cosφ=1时，即电流、电压同相位时，二者才相等。2.提高功率因数的意义
电力系统通常要求有较高的功率因数，原因如下：
(1)功率因数过低，电源设备的容量就不能充分利用。发电机或变压器在运行时不能超过其额定电压u和额定电流i的数值，也就是其视在功率有一个确定的值。在这种情况下，负载的功率因数越低，发电机发出的有功功率就越小，电源的利用率就愈低。
(2)功率因数过低，输电能力、输电效率下降。由公式p=uicosφ可知，要求输送的有功功率一定时，功率因数cosφ越低，线路的电流i就越大。电流越大，线路的电压和功率损耗越大，输电效率也就越低。
综上所述，提高功率因数是必要的，其意义就在于能提高供电设备的利用率和提高输电效率。
3.提高功率因数的方法
电力系统的大多数负载是感性负载，例如电动机、变压器等，这类负载的功率因数较低。为了提高电力系统的功率因数，常在负载两端并联电容器，叫并联补偿。
感性负载和电容并联后，线路上的总电流比未补偿时减小，总电流和电源电压之间的相角φ也减小了，这就提高了线路的功率因数。在图1-34(a)中，r和l为等效感性负载，c为补偿电容。并联电容前(开关未合时)，i=i1，矢量关系如图1-34(b)所示。并联电容后(开关闭合)，总电流i为电流i1和ic的相量和，相量关系如图1-34(c)所示。从图中可看出，并联电容后，总电流从i1减小到i，功率因数角从φ1减小到φ，从而使功率因数得到提高。
第四节三相正弦交流电路
一、三相交流电的产生
在三相交流电路中同时有三个电动势在作用。它们的幅值、频率相等，但在相位上彼此相差120°，这就是三相电动势。
三相电动势是由三相交流发电机产生的。最简单的发电机如图1-35（a）所示，它与单相发电机不同之处在于电枢上有三个相同的绕组，这三个绕组放置的位置在空间相隔120°。当原动机带动电枢按逆时针方向做等速旋转时，各相绕组分别产生正弦感应电动势。由于三相绕组结构相同，切割磁力线的速度相同，彼此在空间上相距120°，故所产生的电动势是三相对称电动势。图1-35(b)中，三相绕组在电路中的符号以u
1、v
1、w1，表示发电机绕组的首端，u
2、v
2、w2表示发电机绕组的末端。
三个对称电动势可用下列公式表示：
相量图和变化曲线如图1-36所示。
二、三相发电机绕组的星形连接
发电机(或变压器)三相绕组的末端u
2、v
2、w2连于一点n，此端点称为发电机(或变压器)的中点，如图1-37所示。从中点接出的输电线称为中线。中线通常与大地相联，故称为地线或零线。从三个始端引出的输电线称为端线(俗称火线)。
端线与中线之间的电压称为相电压，用uu、uv、uw表示。端线与端线之间的电压称为线电压，用uuv、uvw、uwu表示。三相发电机绕组产生的三相电动势是对称的，因此三个相电压也是对称的，而三个线电压可表示为：
其相量图如图1-38所示。从相量图可以看出：
同理
三相对称一般公式为：
三相发电机绕组作星形连接时，可以给负载两种电压，一种是线电压；一种是相电压。三个相电压对称，三个线电压也对称，并且同一端线输出的线电压在相位上超前其输出相电压30°。
三、三相发电机绕组的三角形连接
将各相绕组的首末端依次相连，连成一个三角形回路；再从三个顶点引出三根导线与负载相接，如图1-39所示。
从图1-39可见，发电机绕组作三角形连接时，线电压就是相电压，两者相等，即
三角形连接时必须注意要正确接线，当首尾依次连接正确时，回路中三相电压相量和等于零，在负载对称的情况下，绕组回路中无环流流过。如果接法不正确，只要一相绕组始末端接反，闭合回路中的三相电压相量和不为零，这时回路中将出现很大环流，会烧坏发电机。
四、三相负载的星形连接
将三组负载的一端分别接在u线、v线和w线上，另一端接在中线上，如图1-40(a)、(b)所示，这种连接方式称为三相星形接法，又称y形连接，高压时用y表示，低压时用y表示。
从图1-40(a)(b)可以看出，加在各相负载两端的电压就是该相的相电压。在各相电压的作用下，有电流流过各端线、负载和中线。流过端线(火线)的电流称为线电流，流过负载的电流称为相电流，流过中线电流称为中线电流，分别表示为iu、iv、iw，iun、ivn、iwn和in。
三相负载星形连接时，线电流等于相电流，i线=i相，即
各相电流为：
各相负载的电压与电流之间的相位差分别为：
中线电流等于各相电流之相量和，即
各相负载取用的有功功率为：
pu=uuniuncosφun pv=uvnivncosφvn pw=uwniwncosφwn 三相总功率为：
p=pu+pv+pw（1-67）
五、三相负载的三角形连接
将各相负载依次接在两端线之间，如图1-41所示。这种连接方式称为三角形接法，又称为d接法，高压时用d表示，低压时用d表示。
1.负载三角形连接的特点
因为各相负载都直接接在电源的线电压上，所以负载的相电压uz与电源的线电压相等，即
uuv＝uvw＝uwu＝uz＝u线
因此，不论三相负载对称与否，其相电压对称；当三相负载对称时(各相的电阻、感抗、阻抗分别相等)，负载的相电流iz也是对称的，即
iuv=iuw=iwu=iz=uz /z相
在图1-42中，线电流和相电流的关系为：的线电流与相电流关系从图1-42相量图可以看出,线电流也是对称的,在相位上较相应的相电流滞后30°。
线电流和相电流的关系为：
三相负载取用的总功率为：
2.负载连接的一般原则
三相负载究竟应连接成d形还是y形，应根据每相负载的额定电压与电源线电压的大小而定。如果各相负载的额定电压等于电源线电压的13，则负载应接成y形；如果两者相等，应接成d形。如把应作y形连接的负载误接成三角形，则每相负载的相电压比其额定值升高3倍，电流增大，设备会烧坏；反之，若把d形连接的负载误接成y形，则负载的额定电压仅为其额定值的13，功率、电流也随之减小，如果是电动机会产生转矩不足，烧毁电动机。
第二章电子技术基础第［学习提示］
本章主要介绍半导体基础知识、晶体二极管和与晶体三极管、三极管放大电路、整流滤波与稳压电路、数字电路基础知识等。初级工应初步了解晶体管的基本知识与应用；中级工应熟悉各类晶体管电路的组成与应用；高级工应掌握各种晶体管电路的原理及故障分析；技师应全面掌握电子技术基础理论，掌握常见电子线路的定性分析；高级技师应掌握较复杂电子线路的识读与绘制。
第一节半导体的基础知识
一、导体、绝缘体与半导体 1.导体
自然界中能导电的物质，称为导体。如金、银、铜、铁、铝、铅等金属材料，都可称为导体。导体之所以能导电，是因其物质的分子是由原子组成的，原子又是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成的。电子受到原子核的束缚力绕原子核有规则地分层运动（就像行星绕恒星运转一样），其外层电子受原子核的束缚力最小，因此在外界条件（如光、电、热等因素）的作用下，原子中就会有足够能摆脱原子束缚力的自由电子，这些自由电子在外电场的作用下，就会沿电场方向运动形成了电流。金属导体的电阻率很小，约为(10-6～10-3)ω/cm。
2.绝缘体
对于某些物质，无论给它施加多高的电压，都不会导电。如橡胶、玻璃、塑料、纤维等，这些物质均可称为绝缘体。因绝缘体不会导电。绝缘体的电阻率很大，约为(106～108)ω/cm。
3.半导体
半导体是绝缘性能介于导体和绝缘体之间的一种特殊物质，如硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物都属于半导体。它们的电阻率为(10-3～106)ω/cm，介于导体和绝缘体之间。
图2-1空穴和自由电子的形成很多半导体的导电能力在不同条件下有很大区别。
(1)有些半导体对温度很敏感，环境温度升高时，它的导电能力就大大增强，利用这种特性就可做成热敏原件。
(2)有些半导体受到光照时，它的导电能力变的很强，当无光照时，它又近乎不导电。利用这些特性就可以制成各种光电元件。
(3)在纯净的半导体中掺入微量的某种元素后，导电能力就会成十万乃至几百万倍的增大。例如，在纯硅中掺入百万分之一的硼后，硅的电阻率就会从20³108 ω²mm2/m 减小到4 000 ω²mm2/m 左右。利用这种特性就可以制成各种不同用途的半导体器件。
二、半导体物质的内部结构和导电机理 1.电子、空穴和载流子 在共价键结构中，原子最外层虽然具有八个电子而处于较为稳定的状态，但是共价键中的电子还不像在绝缘体中的价电子被束缚的那样紧。在获得一定能量（温度升高或光照）后，共价键中的电子即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子。温度越高，晶体中产生的电子就越多。
在电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共价键中就出现一个空位，称为空穴。在一般情况下，原子是中性的。当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，原子的中性便被破坏，而显出带正电，或者说，原子中出现了带正电的空穴，如图2-1所示。在这种情况下晶体中的自由电子（带负电）和空穴（带正电）必然成对出现，数量相等。
当半导体两端加上外电压时，半导体中将出现两部分电流：一是自由电子作正向运动所形成的电子电流；一是仍被原子核束缚的价电子（注意，不是自由电子）递补空穴所形成的空穴电流。在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这就是半导体导电方式的最大特点，也是半导体和金属导体在导电原理上的基本差别。
自由电子和空穴都称为载流子。2.n型半导体
在硅或锗等不同材料的半导体中掺入杂质锑或磷等物质，半导体中的自由电子的数目就会大量增加，自由电子就会成为半导体中的多数载流子而空穴是少数载流子。这种以电子为主要载流子的半导体称为n型半导体。
3.p型半导体 如掺入铟、铝、镓等物质后，在半导体中就形成了大量空穴，空穴就会成为多数载流子，自由电子成为少数载流子，这种以空穴为主要载流子的半导体称为p 型半导体。
应当注意，无论是那种半导体，虽然它们都有一种载流子占多数，但是整个晶体仍然是不带电的。
三、pn结的形成及其单向导电性 结的形成通常是在一块晶片上，采取一定的工艺措施，在两边掺入不同的杂质，分别形成p型半导体和n型半导体。在这两种半导体中，由于p区有大量空穴存在（浓度大），而n区的空穴极少（浓度小），因此空穴要从浓度大的p区向浓度小的n区扩散，扩散过程首先是交界面附近的空穴扩散到n区，形成了一个负空间电荷区。同样n区的电子要向p区扩散，在交界面附近形成正空间电荷区，如图2-2（a）所示。这样在p型半导体和n型半导体交界面两侧形成的一个空间电荷区就是pn结。
形成空间电荷区的正负离子虽然带电，可它们不能移动，不参与导电，但是它们的电荷却在交界面形成了一个电场，称为内电场，其方向从带正电的n区指向带负电的p区，如图2-2（b）所示。由p区向n区扩散的空穴在空间区将受到内电场的阻力，而由n区向p区扩散的电子也将受到内电场的阻力，即内电场对多数载流子的扩散起阻挡作用，所以空间电荷区又称为阻挡层。另外一方面，内电场对少数载流子（p区的自由电子和n区的空穴）则可能推动它们越过空间电荷区进入对方。这种少数载流子在电场作用下有规则地运动称为飘移运动。
扩散和飘移是互相联系的，又是互相矛盾的。刚开始形成空间电荷区时，多数载流子的运动占优势。但在扩散运动进行过程中，空间电荷区逐渐加宽，内电场逐渐加强，于是在一定条件下（如温度一定），多数载流子的运动逐渐减弱，而少数载流子的运动逐渐加强，最后扩散和飘移运动达到动态平衡，这时pn结相对处于稳定状态。
pn结的最大特点是单向导电性，它是晶体二极管的基本结构，是各种半导体器件的基本组成环节，也是半导体器件入门的基础。
结的单向导电性
前面讨论的是pn结的自然状态，由于阻挡层的作用，载流子的扩散处于动态平衡。如果给pn结外加一个正向电压，即外加电源的正端接在p区，负端接在n区，此时外电场与内电场的方向相反，驱使p区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负电荷，同时n区的自由电子也进入空间电荷区抵消一部分正电荷，于是整个电荷区由宽变窄，内电场被削弱，多数载流子的扩散运动被增强，形成较大的扩散电流（即正向电流）。在一定范围内，外电场越强，正向电流越大，这时pn结呈现的电阻很低。若给pn结外加一个反向电压，即外接电源的正端接在n区，负端接在p区，外电场与内电场方向一致，驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走，使得空间电荷增加，空间电荷区变宽，内电场增强，多数载流子的扩散运动难以进行，此时pn结呈现出高电阻。只有在外电场作用下少数载流子飘移运动形成很小的反向电流。
由以上分析可知，pn结具有单向导电性。在pn结加上正向电压时，pn结电阻很低，正向电流很大，pn结处于导通状态；在pn结加反向电压时，pn结电阻很高，反向电流很小，pn结处于截止状态。
第二节晶体二极管与三极管
一、晶体二极管 1.基本结构
晶体二极管简称二极管，是最简单的半导体器件，它实际上就是在一块晶片上形成的pn结，由p区引出一个电极称为阳极（正极），再由n区引出一个电极称为阴极（负极），然后封装在管壳中，就形成一个完整的二极管。通常在管壳的外皮上标有二极管的图形符号，有的则用黑环及色点的一端表示为阳极。
2.伏安特性
二极管的两端电压与电流的关系称为二极管的伏安特性，如图2-3所示。图中右上方为正向特性，即二极管加正向电压时电压与电流的关系曲线；左下方为反向特性，即二极管加反向电压时电压与电流的关系曲线。
从正向特性曲线中可以看出，当所加的正向电压很小时，由于外电场还不能克服内电场的作用，此时正向电流很小（图2-3oa、ob段，该段所对应的电压称为死区电压），二极管的电阻很大。当正向电压超过死区电压以后，外电场大大削弱了内电场，多数载流子大量通过阻挡层，使二极管的正向电流很快增长，二极管完全导通（曲线中ae、bf段）。
二极管加上反向电压后，在一定范围内（od、oc段），呈现很大的电阻，只有很小的反向电流流过，二极管不导通，处于截止状态。当二极管所加反向电压增加到一定数值时（图2-3d、c两点），反向电流会突然增大，pn结阻挡层遭到破坏，这种现象称为反向击穿。此时pn结的结温迅速增加，导致其发热击穿而损坏。
3.稳压二极管的伏安特性 稳压二极管也是一种二极管，用于稳定电子电路中的电压。与一般二极管不同的是工作在反向电压（阳极接电源负极，阴极接电源正极）下不会被击穿而损坏，且工作在击穿区起稳压作用。稳压二极管的伏安特性及图形符号如图2-4所示。从图中左下方
初级维修电工培训教案篇二
井下维修电工培训教案
授课教师
李胜明
目的：
通过培训，懂得电工的基本理论知识，懂得电工安全技术操作规程和《煤矿安全规程》的有规定。其中侧重讲解井下维修电工实际操作中的相关工艺标准及要求，使电工明确自已的行为规范。培训教材：《矿山电工安全技术培训教材》《煤矿安全规程》 课
时： 72课时
编制时间：
2007年10月4日 备注附录： 〈〈煤矿电工接线规范〉〉
一、电工基础
（一）、直流电路
1、电与磁的基本概念
电荷～、电流～、电位～、电压～、电阻～、电阻率～、直流～、交流～、右手螺旋定则～、线圈的右手定则～、发电机右手定则～、电机机左手定则～、电磁感应现象。（教材p1～4）
2、直流电路的计算
欧姆定律～、电能与电功率～、电阻的串、并、混联～。
（教材p4～8）
（二）、交流电路
1、单相正弦交流电
交流电的产生～、交流电的正弦曲线～。（教材p9～10）
2、正弦交流电的三要素
角频率～、最大值～、初相位～。（教材p10～11，详述）
3、r、l、c串、并、混联电路。
（教材p17～29）
4、三相交流电路。
（教材p29～36）
（三）、变压器
1、变压器的基本工作原理和结构
（1）、工作原理和型号含意。（教材p37～39，详述）
（2）、变压器的基本结构。
（教材p39）
3、变压器的运行
（1）、空载运行。
（教材p40～41）
（2）、负载运行。
（教材p41～43）（3）、并联运行。
（教材p49～50）
（四）、交流电动机
1、三相异步时机的结构及简单原理
（1）、定子。
（教材p51）
（2）、转子。
（教材p51～52）
（3）、三相异步电动机的简单原理。（教材p52～54，详述）
2、型号含意。
（教材p55～56）
3、三相异步电动机的工作特性。
（教材p56～59）
4、三相异步电动机的控制
（1）、直接起动。
（教材p60）
（2）、降压起动。
（教材p60～61）
5、三相异步电动机的制动
（1）、动力制动。
（教材p61～62）
（2）、反接制动。
（教材p62）
（3）、反馈制动。
（教材p62）
6、三相异步电动机调速与反转
（1）、调速
1、改变电源频率调速。
（教材p62～63）
○
2、改变转子电路的电阻。
（教材p63）
○
3、改变磁极对数调速。
（教材p63）
○
（2）、反转：改变电源相序即可换向。
（教材p63）
7、三相异步电动机的运行与维护
（教材p63～65）
（五）、直流电机
1、直流电机的结构及工作原理
（1）、结构。
（教材p70～71）
（2）、工作原理。
（教材p71～72）
（3）、型号含意。
（教材p72）
2、直流电机的转矩、反电势和转速。
（教材p72～73）
3、直流电机的工作特性
（1）、并励电动机的工作特性。
（教材p73～74）
（2）、串励电动机的工作特性。
（教材p74～75）
（3）、复励电动机的工作特性。
（教材75）
4、直流电动机的运行与维护。
（教材p75～79）
（六）、低压电器
1、低压电器的分类
（1）、自动开关。
（教材p80～85）
（2）、熔断器。
（教材p85～87）
（3）、刀开关。
（教材p87～88）
（4）、转换开关（组合开关）。
（教材p88）
（5）、接触器。
（教材p88～90）
（6）、继电器。
（教材p89～92）
（7）、起动器。
（教材p92～93）
（8）、控制器。
（教材p93）
（9）、主令控制器。
（教材p93～94）
（10）、电阻器。
（教材p94）
（11）、电磁铁。
（教材p94）
（七）、常用电工仪表
（教材p98～112，详述）
1、电工仪表的分类及等级精度。
2、电工仪表的主要技术指标。
3、电工仪表的符号及其含意。
4、电工仪表的正确使用方法。
（八）、晶体管电路基础
（教材p113～143，简述）
二、矿山地面供电
（一）、矿山地面变配电
1、矿山供电系统
（1）、矿山对供电的基本要求：
供电安全、供电可知、供电质量良好和供电经济。
（2）、矿山用电户的分类
根据供电中断将发生危害的程度矿山电能用户可分为三类：
一类用户，要求供电绝对可靠；二类用户，供电中断会造成重大经济损失；三类用户，一、二类之外的用户。
2、供电电压等级
常用的交流电压等级有：36v、127 v、220 v、380 v、660 v、1140 v、3kv、6 kv、10 kv、35 kv、110 kv、220 kv等。
常用的直流电压等级有：2.5 v、4 v、40 v、80 v、110 v、220 v、440 v、550 v。
3、高压断路器：油断路器、压缩空气断路器、真空断路器、六氟化硫断路器、自产气断路器和电磁断路器。
（1）、结构原理及特点。
（教材p148～150）
（2）、型号含意及技术参数。
（教材p148～150）
4、高压隔离开关
（1）、用途及结构
（教材p151）
（2）、型号及其含意
（教材p151）
5、高压负荷开关
（1）、用途及特点
（教材p152）
（2）、型号含意
（教材p152）
6、高压熔断器
（1）、结构及作用原理
（教材p152～154）
（2）、型号含意
（教材p154）
7、避雷器
（教材p154～1556）
8、互感器
（1）、电压互感器：种类及型号含意
（2）、电流互感器：种类及型号含意
三、矿山井下供电
（一）、矿井供电系统
1、浅井供电系统
（教材p231）
2、深井供电系统
（教材p231～232）
（二）、中央变电所
1、对供电所的要求
2、供电方式
（教材p232～234）
（三）、采区变电所及工作面配电点
1、采区变电所
（1）、采区变电所位置及设备布置
（教材p234～235）
（2）、工作面配电点
（教材p235）
四、矿山电气设备的防爆（详述）
（一）、瓦斯爆炸的条件
1、瓦斯爆炸必需的二个条件
（1）、瓦斯浓度：（5%～15%）。
（2）、点火源：实验证明点燃瓦斯的温度为650℃～750℃。
（二）、矿井电气设备的分类：
1、矿用电气设备一般分为矿用一般型和矿用防爆型二大类。
2、防爆标志的含意
（教材p236～237）
3、隔爆面及隔爆原理
4、隔爆面的分类
（1）、平面式隔爆面
（2）、圆筒隔爆结合面
（3）、止口防爆结合面
5、防爆面的结构参数
（教材p239～241）
6、接线盒及坚固件
（教材p241）
7、引入装置
（教材p241～242）
8、联锁装置
（教材p242）
9、接地装置
（1）、接地极及接地线的要求
（三）、防爆设备的管理与维护
（教材p250～260）
1、设备失爆的判定
2、防爆设备的检修
五、矿用电缆（简述）
（一）、矿用电缆的分类
1、按用途可分为：
（1）、动力电缆
（2）、控制（信号）电缆
（3）、通信电缆
2、按结构可分为：
（1）、铠装电缆
（2）、橡套电缆
（3）、屏蔽电缆
（二）、电缆结构
（三）、电缆型号含意
（四）、矿用电缆的选用
（教材p264～275）
（五）、矿用电缆的使用与维护
六、矿山固定设备及运输电气的控制
（一）、通风机、压风机、排水泵的起动控制
（二）、交流提升电气控制
（三）、矿山运输电报控制
七、矿山安全用电（详述）
（一）、电气安全工作的基本要求
（二）、保证安全的组织措施和技术措施
（三）、各类电气设备上检修的安全措施
（四）、电气安全工具
（五）、井下电气安全技术
1、矿山井下供电特点及安全供电措施
2、变压器中性点禁止直接接地供电系统
3、井下电网的漏电保护
4、井下电网的保护接地
5、井下电网的过流保护
（六）、触电与急救（详细讲解）
1、电流对人体的作用
（1）、触电事故的类型
（2）、电流对人体的作用
（3）、安全电压
2、触电急救
（1）、脱离电源
（2）、抢救办法
（3）、人工呼吸
八、电气安全技术操作规程
九、井下维修电工安全技术操作规程
十、常用电气设备的完好标准及接线工艺
十一、《煤矿安全规程》有关规定（第440条～487条）
初级维修电工培训教案篇三
受益非浅。现将此次培训体会总结如下：
一、培训内容
回味十几天的培训生活，五位老师的精彩讲座仍历历在目。此次培训共分三大模块：电力电子与电机拖动工作原理及电路调试和性能测定；镗床、铣床工作原理及电气排故；plc工作原理。章老师的讲课深入浅出，旁征博引，从他那幽默、风趣的语言中我从一个门外汉逐步了解到自动化学科发展的前沿；高从最基本的指令及梯形图开始讲到较为复杂的数控机床的编程，遇到我们不会编的复杂程序，他总是耐心的一遍又一遍的讲给我们听，直到我们理解，从他身上我看到了我们老师肩上的重担和责任心。
二、培训体会
通过这次培训不仅让我了解了较前沿的教学理念和教学改革的动态，而且也学到了如何将理论与实践相结合的原理，现在的中职教育不能只停留在书本知识上，教师要摆脱老的传统教育的思想，脱离开书本的阴影，大胆实践，将理论与实践结合起来，这样我们的学生才能适应社会发展的需求。教师要有求真的治学态度，强烈的责任感，要想给学生一杯水，必须自己先装满一桶水，要具有丰厚的知识积累，敢于质疑，大胆创新。
培训活动虽然结束了，接下来我要做的是把所学到的东西大胆地应用到电工课堂教学实践中去，认真总结、及时反馈。培训是一次很好学习提高的经历，我很珍惜这样的机会，它留下的是我在教学事业上探索的足迹。培训之后我对自己提的要求是，树立终身学习的理念，并把所学的知识教会学生，及时投入到实践中去。
今后，我会一如既往，将自己的全部心血倾注于教育事业上。我们的教学需要有“捧着一颗心来，不带半根草去”的境界，需要有积极的工作热情和踏实的工作作风。我将以这次培训为契机，找准自己前进的标杆，在工作中向智慧型发展，在业务上朝科研型努力。
此次培训中，让我结实了好多同行教师，交流了彼此间的教学方法。同时在前辈们的指导下，顺利完成了这次培训考核，有幸的是，期间，我还当任了好几天的高级技师，和技师的小老师，认识了不了有经验的同行。让我在学习的过程中，学到了好多从书本上未曾学习到的东西。总之，本次学习意义很大，下次有机会我还会再过来的。
维修电工培训小结（2）：
一、制定自己的工作准则：
1、做每一项工作都按照安全规范流程操作，杜绝了安全事故；
2、每月到门店巡查至少一次，对巡查中发现的问题及时与门店的管理沟通，能够现场解决的问题予以直接解决，对门店提出的问题及时向部门领导反馈，在最短的时间内把需要做的工作做好，提前发现迅速解决，防患于未然；
3、对门店调整大的电路改造工作，提前做好计划，做好物料准备，坚决不拖门店改造的后腿，确保优质高效的完成工作；
4、对门店突发的用电设施问题，先在电话里沟通，初步预估什么地方出现了问题，带领相关人员准备相关的物件和工具，以便到达现场后能迅速排除故障；
5、坚持节约的原则：对门店损坏的物品能够维修好的尽全力维修，不更换新的，确实需要更换的选择质优价廉的，对于能够再次利用的各种物料（例如插头等）进行收集整理以便再次使用；
二、过去一年的主要工作：
1、4月份主要的工作是天邦超市的开业及海坛超市的调整工作，两项工作在一个月里，人员少、时间紧、要求高，自己主动带头，和设备部的同事一起仔细研究，严格布局，规范施工，确保了天邦超市的开业以及海坛超市的调整按时保质的完成；
2、月份的主要工作就是辛安购物广场的大家电的装修开业。由于时间紧，家电需要的电的地方又多，还牵涉到品牌以及展台的布局施工问题。按照公司的要求，以及工作的流程，加班加点，严谨施工，使得所有的用电设施顺利安装完毕，一次试用成功，为辛安购物广场家电五一的顺利开业的设备工作做好了准备；
3、6月到9月主要就是总店东楼的装修调整以及卓庭超市开业的准备工作。总店东楼的装修是今年最大的工程，涉及的设施较多，工作量大。扶梯的更换、电路的调整、顶棚的装修、各个专厅的装修跟进、及专厅用电的布局及跟进都需要设备去做。因此这3个月基本每天都要加班，可我没有被累、工作量所吓倒，发扬中泽不怕苦与累的精神，工作积极主动、认真负责、思路清晰圆满完成公司交给的各项工作，为总店东楼装修工作做出了自己的贡献。9月份在有东楼装修工作的情况下，又有新店卓庭超市的准备工作。原本设备部的人员就不足，又临近中秋节各个门店也比较繁忙没有什么人员可以抽调的。面对工作我们设备一帮人没有畏惧，严格按照公司的要求及时准备好开业所需的各项设备。对需要用电的设施，从总的灯带照明到每个需要用的一个插座，ups的安装、租赁户的用电施工，都做到细致到位。经过不懈努力，顺利完成了东楼装修及卓庭超市开业的相关工作。
4、9月份以后的主要工作，除去日常的巡店工作，门店需要的部分维修工作，就是提前对各个门店冬季需要进行保暖的水管进行统计汇总，并对各个店需要保暖的全部进行了处理，为水管的过冬做好了准备，另一项主要工作就是对闲置设备的整理。将闲置的货架设备以及附属配件全部集中到设备在柳花泊的仓库，对每一件都进行了分类整理，以便以后的使用。
在新的一年里，继续发扬中泽不怕苦、不怕累的精神，严格遵守安全操作规范及公司的各项管理规定，在领导的指导下及时、安全、高效、节约的完成各项工作。
初级维修电工培训教案篇四
中铁山桥集团高级技工学校
短期培训教学计划
维修电工专业
培训时间：六个月
编制单位：中铁山桥集团高级技工学校
审批单位：
维修电工专业培训班教学计划
（培训时间：六个月）
一、培训目的：
通过培训使学员全面掌握维修电工的技术理论知识和操作技能，解决学员在生产实践中遇到的疑难问题，从而使学员能适应当前生产的需要，并为参加职业技能鉴定作好准备。
二、课程设置与要求：
1.电工基础：
掌握电气图的分类与制图的一般规则，常用电气图形符号和电气项目代号，一般生产机械电气图的识读方法，掌握电路的基本概念：串、并联电路电压及电流计算方法及交流电概念，了解戴维南定律内容及应用和电路和磁路知识，了解低压电器知识。
2.电工材料、电工仪表与测量
掌握常用导电材料的名称、规格和用途及应用，常用绝缘材料的名称，规格及用途，常用磁性材料名称、规格和用途，电机常用轴承及润滑脂的类别、名称、牌号及使用知识，掌握常用电工指示仪表的分类，基本构造工作原理和符号，仪表名称、规格和选用、使用维护保养知识，掌握电工仪器、仪表的正确使用方法和减少测量误差的方法，了解晶体管测试仪、图示仪和各类示波器的应用原理、接线和操作方法。
3.电力拖动
掌握交、直流电动机的起动、正反转、制动、调速的原理和方法，数显、程控装置的一般应用知识，机床电气连锁装置，根据实物测绘较复杂的机床电气设备电气控制线路图的方法，典型生产机械的电气控制原理，掌握自动控制原理的基本概念，各种调速系统的基本原理，数控设备和自动线的基本概念，各种电梯原理、使用和调整方法。
4.实习
使学员掌握维修电工专业的基本操作技能、技巧，掌握安装和调整大、中型电动机方法，具备分析故障检修及编写检修工艺的技能，培养学生具有安全文明生产的良好习惯。
三、课时数安排：
1.理论与实习教学比例：1：2
2.理论教学课时数：140学时
3.实习教学课时数：280学时
四、使用教材
《电工基础》（中国劳动社会保障出版社）
《电力拖动控制线路与技能训练》（中国劳动社会保障出版社）《电工材料》（中国劳动社会保障出版社）
《电工仪表与测量》（中国劳动社会保障出版社）
五、任课教师：
黄晓峰、赵鲁宁、李金凤、张鑫同、贾启超、邵猛
中铁山桥集团高级技工学校培训科
2010.1.6
初级维修电工培训教案篇五
《维修电工》教案
课题名称：
电工安全教育
教学目标：
1、电工安全操作技术方面的规定
2、安全检查的规定
3、文明生产的相关内容
重点与难点：电工车间的具体制度
板书设计
安全教育
1、电工安全操作技术方面的规定
2、安全检查的规定
3、文明生产的规定
4、电工车间实习具体制度
教学过程
一、师生间相互介绍
二、安全教育
1、电工安全操作技术方面的规定
（1）工作前必须检查工具和防护用具是否完好（2）任何电气设备未经验明无电时，一律应视为有电，不准用
手触及
（3）不准在运行中拆缷修理电气设备，检修时必须停车，切断
电源
（4）工作时要带安全帽，穿长袖衣服，带绝缘手套，使用绝缘
工具，并站在绝缘物上进行操作。（5）电气设备的金属外壳必须接地，不准断开带电设备的外壳
接地线
（6）拆除电气设备或线路后，对可能继续供电的线头必须立即
用绝缘布包好
（7）各种电气设备附近，不准堆放各种易燃易爆、潮湿的物件（8）当电气设备发生火灾时，要立刻切断电源，然后使用“121
1灭火器或二氧化碳灭火器”灭火，严禁用火或泡沫灭火器灭火
2、安全检查的规定
（1）为了防止触电事故的发生，应定期检查电工工具及防护用
品
（2）在安装和维修电气设备前，要清扫工作场地和工作台，防
止灰尘等杂物的侵入而造成故障
（3）在维修操作时，应及时悬挂安全牌，检查维修线路时，应
先拉下闸刀开关，用验电笔测量，确认无电后，应立即悬挂“禁止合闸，线路有人工作”的警示牌，然后才能进行操作检查
3、文明生产的规定
（1）对工作认真，对设备、工具、原材料极为珍惜，具有较高
道德风尚和高度主人翁责任感
（2）熟练掌握电工基本操作技能，规章制度和安全技术知识（3）具有较强的组织纪律观念服从领导指挥（4）工作现场保持整齐清洁，工具摆放合理（5）电工工具、电工器材的使用应符合要求
4、电工车间实习具体制度
（1）严禁在车间内接打手机，吸烟，吃零食等，一经发现按违
纪处理
（2）严禁在实习车间内说笑打闹（3）实习期间不得随意离开场地，特殊情况须向实习指导教师
请示，严格请、消假制度
（4）实习期间不得随意碰触他人物品（5）要爱护车间内的公共设施
（6）进入车间要着装整齐，穿戴合理
（7）要严格遵守实习安全制度，注意文明生产（8）要尊敬老师，友爱同学
课题名称：
电气元件的认识
教学目标：
认识和了解各种常用低压电器元件；掌握电路图的识读原则。
重点与难点：常用低压电器图形符号的画法；识读电路图的原则。
板书设计
电气元件的认识
一、简述各低压电器
1、组合开关：又称转换开关，作为电源引入开关。
2、螺旋式熔断器：（保险）作为短路保护器件
安装要点：（1）
（2）
3、交流接触器
常开辅助触头 常闭辅助触头 主 线 触 头圈
4、热继电器：过载保护元件
1）工作原理
2）安装要点
热元件
常闭触头
5、按钮
常闭按钮
二、安装电器元件的工艺要求
三、识读电路图的原则
四、万用表的使用注意事项
教学过程
一、发放元件 有：
组合开关（1个）；三联按钮（1个）；熔断器（5个）；交流接触器（2个）；热继电器（1个）；接线端子（1个）
二、发放工具 有：
尖嘴钳；剥线钳；偏口钳；“+”字型螺丝刀；“—”字型螺丝刀；万用表；
三、各元件的作用
1、组合开关：又称转换开关，作为电源引入开关。
2、螺旋式熔断器：（保险）作为短路保护器件
安装要点：（1）电源进线应接在底座中心接线端子上，用电设备应接在螺旋壳的接线端子上；
（2）熔断器应装合格的熔体，不能用多根小规格的熔体代替
一根大规格的熔体
3、交流接触器：是一种自动的电磁式开关，能实现远距离自动操作和欠电
压释放保护功能
常开辅助触头常闭辅助触头主 线 触 头圈
4、热继电器：是利用电流的热效应对电动机或其他用电设备进行过载保护的控制电器。热继电器在电路中只能用作过载保护，不能用于短路保护（因为双金属片从升温到发生弯曲直到断开常闭触头需要一个时间过程，不可能在短路瞬间分断电路）
安装：热继电器的热元件应串接在主电路中，常闭触头串接在控制电路中
常闭触头 热元件
5、按钮：主要用来切换控制电路，使电路接通或分断，实现对电拖系统的各种控制
分类：常开按钮（起动按钮）
常闭按钮（停止按钮）
复合按钮（常开、常闭组合在一起的按钮）
常闭按钮
常开按钮
复合按钮
(按下后常闭触头先 分断常开触头后闭合)
四、安装电器元件的工艺要求
1）元件安装位置图如下
2）各元件的安装位置应整齐、匀称，间距合理，便于元件的更换。
3）紧固元件时要用力匀称，紧固程度适当。在紧固熔断器、接触器等易碎元件时，应一手按住元件一边轻轻摇动，另一手用螺钉旋具轮换旋紧对角线上的螺钉，直到手摇不动后再适当旋紧即可。
五、识读电路图的原则
1、电路图一般分电源电路、主电路和辅助电路三部分绘制
1）电源电路
画成水平线，三相交流电源相序l
1、l
2、l3自上而下依
次画出，中性线n和保护地线pe依次画在相线之下。直流电源的“+”端画在上边，“－”端在下边画出。电源开
关要水平画出。
2）主电路
是指受电的动力装置及控制、保护电器的支路，由主熔断
器、接触器主触头、热继电器热元件以及电动机等组成。画在电路图的左侧并垂直于电源电路。
3）辅助电路
由主令电器的触头、接触器线圈及辅助触头、继电器线圈
及触头、指示灯和照明灯等组成。通过的电流值较小，一般不超过5a。辅助电路要跨接在两相电源线之间，按照控制电路、指示电路和照明电路的顺序依次垂直画在主电路右侧，且电路中与下边电源线相连的耗能元件（如线圈、指示灯、照明灯等）要画在电路图的下方，而电器的触头要画在耗能元件与上边电源线之间。
2、电路图中，各触头位置按常态位置画出。
3、电路图中，采用国家标准统一规定的电气图形符号。
4、电路图中，同一电器的各元件按其在线路中所起的作用分画在不同的电路中，必须标注相同的文字符号。
5、画电路图时，应尽可能减少线条和避免线条交叉。对有直接电联系的交叉导线的连接点，要用小黑圆点表示。
6、电路图采用电路编号法，即对电路中的各个接点用字母或数字编号。
六、万用表使注意事项
1、万用表在使用之前要进行机械调零
2、万用表测电流及测电压时的方法分别与电流表及电压表相同
3、测量电阻前要先进行欧姆调零
4、严禁在被测电阻带电的情况下用万用表的欧姆档测量电阻
5、用万用表测量电阻时，所选择的倍率档应使指针处于表盘的中间段
6、万用表使用后，最好将转换开关置于最高交流电压档或空档
课题名称：
三相交流电动机点动正转控制电路
教学目标：
1、识读三相交流电动机点动控制电路图；
2、掌握安装三相交流电动机点动控制电路的技能
重点与难点：三相交流电动机点动控制电路的安装；板前明线布线的工艺要求
板书设计
三相交流电动机点动正转控制电路
一、原理图
各元件在电路中所起的作用
1、主电路中
组合开关qs—─引入并隔离电源用 熔断器fu1—─对主电路进行短路保护
接触器km的主触点—─控制m的启动、运行与停止
2、辅助电路中
熔断器fu2—─对控制电路进行短路保护 启动按钮sb—─控制km电磁线圈的通路
二、工作原理
三、绘制安装接线图
四、板前明线布线的工艺要求
教学过程
一、绘出点动控制电路图
二、由点动控制电路图共同复习——识读电路图的基本原则
三、各元件在电路中所起的作用
1、主电路中
组合开关qs—─引入并隔离电源用 熔断器fu1—─对主电路进行短路保护
接触器km的主触点—─控制m的启动、运行与停止
2、辅助电路中
熔断器fu2—─对控制电路进行短路保护 启动按钮sb—─控制km电磁线圈的通路
四、分析电路的工作原理 首先，合上电源开关qs 启动：按下启动按钮sb → km线圈得电 → km主触头闭合 → 电动机m启动正转
停止：松开启动按钮sb → km线圈失电 → km主触头分断 → 电动机m失电停转
长期停止使用时，断开组合开关qs。
结论：所谓点动控制是指按下按钮，电动机就得电运转；松开按钮，电动机就失电停转
五、由电路图绘制安装接线图
六、板前明线布线的工艺要求
1）布线通道尽可能少，并行导线应按主电路或控制电路分类集中，单层密排，紧贴安装面布线。
2）同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。非交叉不可时，该根导线应在接线端子引出时，就水平架空跨越，但必须走线合理。3）布线应横平竖直，分布均匀，变换走向时就垂直。4）布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。
5）布线顺序一般以接触器为中心，由里向外，由低至高，先控制电路，后主电路，以不妨碍后续布线为原则。
6）在每根剥去绝缘层导线的两端套上编码套管。所有从一个端子（或接线桩）到另一个接线端子（或接线桩）的导线必须连续，中间无接头。7）导线与接线端子或接线桩连接时，不得压绝缘层、不反圈及不露铜过长。
8）同一元件，同一回路的不同接点的导线间距离应保持一致。
一个电器的接线端子上的连接导线不得多于两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。
七、注意事项
i.电动机及按钮金属外壳应可靠接地 ii.注意熔断器的连接方向 iii.按钮内部接线用力不可过猛 iv.训练应在1小时内完成八、自检线路
a)电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线及接线端子处线号是否正确，有无错接、漏接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。接触应良好，以免带负载运行时产生闪烁现象。b)万用表检查线路的通断情况。
断开qs，用手操作km来模拟触头的分合动作，万用表r*1档
1）检查主电路
拔去fu2以切除辅助电路，万用表笔分别测量组合开关下端u11∽v
11、v11∽w
11、u11∽w11之间的电阻，结果均应该为断路（r→∞）
如果某次测量结果为短路（r→0），则说明所测量两相间的接线有短路问题，应仔细逐线检查。
用手按压接触器的触头架，使三极主触点都闭合，重复上述测量，应分别测得电动机各相绕组阻值，若某次测量结果为断路（r→∞），则应仔细检查所测两相的各段接线。例：
测量v11∽w11之间电阻值r→∞，则说明主电路l
2、l3两相之间的接线有断路处。可将一支表笔接v11处，另一支表笔依次没v
12、v各段导线两端的端子，再将表笔移到w、w
12、w11各段导线两端测量，这样即可准确地查出断路点，并予以排除。
2）检查辅助电路
拆下电动机接线，插好fu2的瓷盖，万用表笔接组合开关下端子u
11、v11（辅助电路电源线）处，应测得断路；按下启动按钮sb，应测得接触器km线圈的电阻值。如果所测得的结果不正常，则将一支表笔接u11处，另一支表笔依次接1号、2号„„各段导线两端端子检查，即可查出短路或断路点并予以排除。移动万用表笔测量，逐步缩小故障范围是一种快速可靠的探查方法。
课题名称：
三相交流电动机自锁正转控制电路
教学目标：
1、识读三相交流电动机自锁控制电路图；
2、掌握由自锁控制电路图绘制安装接线图的技能。
重点与难点：自锁的含义；三相交流电动机自锁控制电路的安装检修技能。
板书设计
三相交流电动机自锁正转控制电路
一、原理图
自锁：是指松开启动按钮sb1后，靠km常开辅助触头的作用，使km线圈仍然保持得电的现象，其常开辅助触头叫自锁触头
二、工作原理
三、绘制安装接线图
教学过程
一、复习提问
绘制点动正转控制电路图并叙述其工作原理
二、讨论
当要求电动机起动后能连续运转时，点动线路怎样满足？
结论：点动线路在这种场合不适用
三、导入正文
三相交流电动机自锁正转控制电路，如下：
讨论：本图与点动电路图有什么异同？
结果：主电路与点动控制电路的主电路相同，但在控制电路中串接了一个停止按钮sb2，在起动按钮两端并接了接触器km的一对常开辅助触头。
●小知识
欠电压和失电压保护的概念
“欠电压”是指线路电压低于电动机应加的额定电压。“欠电压保护”是指当线路电压下降到低于某一数值时，电动机能自动切断电源停转，避免电动机在欠电压下运行的一种保护。“失电压保护”是指电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动切除电动机电源；当重新供电时，保证电动机不能自动起动的一种保护。
四、分析线路的工作原理
结论：自锁是指松开启动按钮sb1后，靠km常开辅助触头的作用，使km线圈仍然保持得电的现象，其常开辅助触头叫自锁触头
五、由电路图绘制安装接线图
课题名称：
具有过载保护的接触器自锁正转控制线路
教学目标：
1、熟悉热继电器的工作原理及其作用；
2、掌握热继电器的接线原则。
重点与难点：热继电器的工作原理及其在线路中所起的作用
板书设计
具有过载保护的接触器自锁正转控制线路
一、原理图
二、工作原理
三、绘制安装接线图
教学过程
一、复习提问
接触器自锁正转控制电路图及其控制原理
引入问题：该线路要求电动机要长期连续运转，若出现负载过大，或启动操作频繁，或者缺相运行等现象时会使电机定子绕组的电流增大，超过其额定值。（在这种情况下，熔断器往往并不熔断，从而引起定子绕组过热，使温度升高，若温度超过允许温升就会使绝缘损坏，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机的定子绕组烧毁。）
故 电动机还必须采取过载保护措施
解释：过载保护是指当电动机出现过载时能自动切断电动机电源，使电动机停转的一种保护。
三、电路图
区别：增加了一个热继电器，将其热元件串接在三相主电路中，把常闭触头串接在控制电路中
思考：总结其工作原理
讨论1：热继电器在电路中怎样起到过载保护作用？
结果：如果电动机在运行过程中，由于过载或其它原因使电流超过额定值，那么经过一定时间，串接在主电路中热继电器的热元件因受热发生弯曲，通过动作机构使串接在控制电路中的常闭触头分断，切断控制电路，km的线圈失电，其主触头、自锁触头分断，电动机m失电停转，达到了过载保护的目的。
讨论2：在三相异步电动机控制线路中，热继电器和熔断器在线路中能否互相代替？
结果：①用熔断器作过载保护时
这时，选择熔断器的额定电流就应等于或略大于电动机的额定电流，但因为三相异步电动机的启动电流很大，这样在其启动时，由于ist>>ie(熔断器)使熔断器在很短的时间内熔断，造成电动机无法启动。所以熔断器只能作短路保护，熔体额定电流应取电动机额定电流的1.5—2.5倍。
②用热继电器作短路保护时
因为热继电器的热惯性大，即热继电器的双金属片受热膨胀弯曲需要一定的时间。当电动机发生短路时，由于短路电流很大，热继电器还没来得及动作，供电线路和电源设备可能已经损坏。而在电动机启动时，由于启动时间很短，热继电器还未动作，电动机已启动完毕。总之，热继电器与熔断器两者所起的作用不同，不能相互代替。
五、由电路图绘制安装接线图
六、自检线路
1、电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线及接线端子处线号是否正确，有无错接、漏接之处。检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。接触应良好，以免带负载运行时产生闪烁现象。
2、用表检查线路的通断情况。
断开qs 1）按点动控制线路的步骤、方法检查主电路
2）检查辅助电路
接好fu2，作以下几项检查
a、检查起动控制。将万用表笔跨接在组合开关qs下端子u
11、v11处，应测得断路；按下sb1（启动按钮），应测得km线圈的电阻值。
b、检查自锁线路。松开sb1（启动按钮）后，手动按下km触头架使其常开辅助触点也闭合，应测得km线圈的电阻值。如操作sb1或按下km触头架后，测得结果为断路，应检查按钮及km自锁触点是否正常，检查它们上、下端子连接线是否正确，有无虚接及脱落。必要时用移动表笔缩小故障范围的方法探查断路点。如上述测量中测得短路，则重点检查线圈上、下接线是否错接到同一端子上了。
例：
启动按钮sb1下端子引出的4号线应接到km线圈上端的4号端子，如果错接到km线圈下端的0号端子上，则辅助电路的两相电源不经负载（km线圈）直接连通，只要按下sb1就会造成短路。再例如：
停止按钮sb2下接线端子引出的3号线如果错接到km自锁触点下接线端子（4号），则启动按钮sb1不起控制作用。此时只要合上隔离开关qs（未按下sb1），线路就会自行起动而造成危险。c、检查停车控制。按下sb1或按下km触头架测得km线圈电阻值后，同时按下停车按钮sb2，则应测出辅助电路由通而断。否则应检查按钮盒内接线，并排除错接。d、检查过载保护环节。摘下热继电器盖板后，按下sb1测得km线圈阻值，同时用小螺丝刀缓慢向右拨动热元件自由端，在听到热继电器常闭触点分断动作的声音同时，万用表应显示辅助电路由通而断，否则应检查热继电器的动作及连接线情况，并排除故障。
课题名称：
按钮、接触器双重联锁的正反转控制线路
教学目标：
1、掌握电动机正转变反转的原理；
2、掌握双重联锁正反转线路的工作原理；
重点与难点：双重联锁正反转的工作原理
板书设计
按钮、接触器双重联锁的正反转控制线路
一、原理图
“联锁”概念：当一个接触器得电动作时，保证另一个接触器不能得电动作，这种相互制约的作用叫作联锁（或互锁），联锁符号用“▽”表示。
单独实现联锁有两种方式：接触器联锁、按钮联锁
二、工作原理
三、绘制接线图
教学过程
一、复习：由学生画出具有过载保护的接触器自锁控制线路原理图并叙述其工作
原理
二、提问：该线路只能使电动机朝一个方向旋转，带动生产机械的运动部件朝一个方向运动。当要求运动部件能向正、反两个方向运动时，例如：机床工作台的前进与后退；万能铣床主轴的正转与反转；起重机的上升与下降等，该如何用线路的方式加以解决。
三、导入
问题：使电动机由正转变反转的方法？ 答案：当改变通入电动机定子绕组的三相电源相序，即把接入电动机三相电源进线中的任意两相对调接线时，电动机就可以反转。
讨论：具有过载保护的接触器自锁控制线路中，其电动机正转时能入电动机定子绕组的相序？
结果：l1——u；l2——v；l3——w；（正转）推论：由反转原理可知，要使电动机反转则可以
l1——w；l2——v；l3——u；（反转）思考：这是不是电动机反转的唯一方式？
四、按钮、接触器双重联锁正反转控制线路 讨论：该线路中如果km
1、km2同时得电会出现什么现象？
结果：会造成电源两相短路事故。
引入“联锁”概念：当一个接触器得电动作时，保证另一个接触器不能得电动作，这种相互制约的作用叫作联锁（或互锁），联锁符号用“▽”表示。单独实现联锁有两种方式：接触器联锁、按钮联锁
解释：接触器联锁是在正、反转控制电路中分别串接对方接触器的一对常闭辅助触头，实现联锁作用的常闭辅助触头称为联锁触头（或互锁触头）； 优点：工作安全可靠； 缺点：操作不方便
按钮联锁是把正转启动按钮sb1和反转启动按钮sb2换成两个复合按钮，并使两个复合按钮的常闭触头代替接触器的联锁触头。
优点：操作方便； 缺点：工作不安全，易造成电源两相短路事故 故
为克服上述两线路的缺点，在实际生产中常采用由这两种联锁组合而成的双重联锁正反转控制线路，既安全又方便。
六、工作原理
七、由原理图绘制接线图
初级维修电工培训教案篇六
《维修电工》教学大纲
一、理论教学内容
第一单元
安全用电，消防知识
1、教学目的和要求
掌握基本的安全用电知识，消防知识，能完全自觉安全操作以及消防。
2、教学基本内容
1.维修电工人身安全知识
2.工厂安全用电知识
3.高压安全用电知识
4.安全消防知识
第二单元 电工电子技术
1、教学目的和要求
掌握基本的电工电子技术基本概念、具有基本的直、交流电路的分析能力、了解数字电路的基本组成原理。
2、教学基本内容
1.直流电路基本概念、原理、基本电路分析 2.单相交流电路原理及电路分析 3.三相交流电路原理及电路分析 4.半导体元件的结构原理 5.放大电路的结构及原理分析
6.整流滤波稳压电路分析 7.数制及进制 8.门电路分析
9.组合逻辑电路分析及设计、时序逻辑电路分析 10.触发器原理
第三单元 工厂供配电及线路
1、教学目的和要求
掌握基本的供配电知识；常用电气设备的安装、维护知识；车间电力线路的日常维护；安全用电常识。
2、教学基本内容 1.供电系统
2.电力负荷计算及变压器选择 3.短路电流计算 4.电气设备的选择 5.输电线路 6.继电保护 7.供电安全技术
第四单元 电机及工厂控制电路
1、教学目的和要求
掌握直、交流电动机的基本结构、运行原理；常用低压电器的结构、原理；常用的电气控制线路原理分析。
2、教学基本内容
2 1.直流电动机的结构、原理及使用 2.变压器的结构、原理 3.变压器的运行分析
4.三相异步电动机的结构、原理 5.三相异步电动机的特性 6.常用低压电器
7.继电—接触器控制电路基本环节 8.常用机床电气控制 9.桥式起重机电气控制 10.继电—接触器控制系统的设计
初级维修电工培训教案篇七
2015年“金蓝领”维修电工技师培训心得
首先感谢湖南省湘潭市“金蓝领”工程也称高技能人才培训工程培训的开班。“金蓝领”工程在市人力资源劳动保障局指导下，各个单位全力的配合下，湘潭电气职业技术学院精心筹备组织下，我有幸参加这次学习的机会。转眼间，维修电工技师培训班的学习课程已经结束，通过此次培训我学到了许多前沿的专业知识，同时结交了一些经验丰富的同行，进一步开阔了自我视野、找到了与同行之间的差距，明确了努力的目标，应该说受益非浅的！
现将此次培训体会总结如下：
一、培训内容
此次培训共分两大部分，理论和实操，理论课包括《电工基础》、《电子技术》《专业英语与论文写作》，实操包括《电气控制技术》、《电力电子技术及应用》、《电机与拖动》、《常用机床电气故障检修》、《自动线的装调》、《可编程空载技术》。方鸷翔大师的讲课深入浅出，用自己独特的授课方法让我们每一为学员都能听的懂，从他那幽默、风趣的语言中让我从一个初步了解着到了自动化科学发展的前沿，讲plc的时候从最基本的指令及梯形图开始讲，从习题基本练习开始逐步提高难度，遇到我们不会编的复杂程序，他总是耐心的一遍又一遍的讲给我们听，直到我们理解。印象最为深刻方大师会经常在我们练习的时候打断，要求指出我们习惯性错误。比如做plc程序不写i/0分配表，不画分配图直接开始写程序。俗话说饭要一口一口吃，事要一件件做，基础不牢固，在程序的编写过程就会出错误，回过头来查找错误就是件很麻烦的事情。说到这里让我想起了工匠精神——工匠精神(引自百度)是指工匠对自己的产品精雕细琢，精益求精的精神理念。工匠们喜欢不断雕琢自己的产品，不断改善自己的工艺，享受着产品在双手中升华的过程。工匠们对细节有很高要求，追求完美和极致，对精品有着执着的坚持和追求，把品质从99%提高到99.99%，其利虽微，却长久造福于世。
很多人认为工匠是一种机械重复的工作者，其实工匠有着更深远的意思。他代表着一个时代的气质，坚定、踏实、精益求精。在钢铁厂效益大幅下滑的今天，作为钢铁厂的一名普通维修电工的我认为就是心态的问题.要对自己所做的工作负责任,对他人的安全,自己的安全.还有公司的安全都要付出责任。严格遵守公司“九条安全禁令”。作为一名维修电工最重要的是勤动手，勤动脑。不断在实践中总结经验，同时要有维修创新意识，不断接受新知识，新理论，新器件。
二、培训体会
通过这次培训不仅让我认识到了先进的自动化科学的发展技术，而且也学到了如何将理论与实践相结合的原理，在工作当中不能一味的依赖书本，也不能一味的注重实践而忽略了理论知识，大胆实践，将理论与实践结合起来，这样我才能适应社会发展的需求。作为一名技术维修电工，要有求真务实的态度，强烈的责任感，想要自己的专业技能更上一层，要具有丰厚的知识积累，敢于质疑，大胆创新。
这次培训活动虽然结束了，接下来我要做的是把所学到的东西大胆地应用到实际工作中，认真总结、及时反馈。培训是一次很好学习提高的经历，我很珍惜这样的机会。培训之后我对自己提的要求是，树立终身学习的理念，并把所学的知识及时投入到实践中去。
今后，我会一如既往的在工作中学习，在学习中工作。不仅要提高自己的专业技能水平，还要认真的履行钢厂的“师带徒”传、帮、带工作，以及积极的工作热情和踏实的工作作风，将所学知识传授给徒弟。我将以这次培训为契机，找准自己前进的标杆，为钢企安全高效生产做出最大的贡献！
湖南电气职业技术学院 2015年维修电工技师班 学员 李智锋
