第三章 正弦交流电路 第一节 交流电的基本概念 第二节 正弦交流电的三种表示法 第三节 单相交流电路 第四节 三相交流电路

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1 第三章 正弦交流电路 第一节 交流电的基本概念 第二节 正弦交流电的三种表示法 第三节 单相交流电路 第四节 三相交流电路
第三章 正弦交流电路 第一节 交流电的基本概念 第二节 正弦交流电的三种表示法 第三节 单相交流电路 第四节 三相交流电路 第五节 涡流与趋肤效应 第六节 变压器 第七节 居室照明电路 第八节 安全用电

2 知识目标 1．掌握单相正弦交流电三要素，并了解其三种表示法。
2．了解电阻、电感和电容在交流电路中的作用，掌握纯电阻、纯电感和纯电容电路特点及简单计算。 3．了解三相正弦交流电的基本概念，三相正弦交流电电路的星形和三角形连接法，以及两种连接法中相电压与线电压之间的关系。 4．了解提高功率因数的意义和方法。 5．掌握安全用电的一般知识。

3 技能目标 1．能使用验电器正确区分交流电路中相线、零线，正确安装电源插座。 2．学会利用万用表测量交流电路中电压和电流值，正确判断交流电路中线电压（相线与相线间）、相电压（相线与零线间）。 3．会安装白炽灯和荧光灯电路，利用双联开关安装两地控制一盏灯电路。 4．学会安全用电常识，并能对触电后进行简单急救处理。

4 第一节 交流电的基本概念 一、交流电 交流电——是指大小和方向都随时间作周期性的变化的电动势、电压和电流的总称。
第一节 交流电的基本概念 一、交流电 交流电——是指大小和方向都随时间作周期性的变化的电动势、电压和电流的总称。 正弦交流电——接正弦规律变化的交流电。 图3-1 电流波形图 a）稳恒直流 b）脉动直流 c）正弦波 d）方波

5 R u R u + _ 正弦量： 随时间按正弦规律做周期变化的量。 i u 正弦交流电的优越性： 便于传输；易于变换 便于运算；
 _  _ 正弦交流电的优越性： 便于传输；易于变换 便于运算； 有利于电器设备的运行； 正半周 负半周

6 a)交流发电机的示意图 b)磁场分布规律图 c)电动势波形图
二、正弦交流电的产生 正弦交流电通常是由交流发电机产生的。图3-2a所示是最简单的交流发电机的示意图。发电机由定子和转子组成，定子上有N、S两个磁极。转子是一个能转动的圆柱形铁心，在它上面缠绕着一匝线圈，线圈的两端分别接在两个相互绝缘的铜环上，通过电刷A、B与外电路接通。 图3-2 发电机示意图及电动势的波形 a)交流发电机的示意图 b)磁场分布规律图 c)电动势波形图

7 当用原动机（如水轮机或汽轮机）以恒定转速 带动发电机转动时，线圈的ab边和a’b’边便分别切
割按正弦规律分布的磁场，因而在各个边上便产生了按正弦规律变化的感应电动势e = BmLvsinα，在电刷A、B两端输出的总电动势则为线圈两边的电动势之和，即： e=2BmLvsinα 或 e = Emsinα 当α=2πf t e = Emsin2πf t =Emsinωt 式中：Em—导体感应电动势最大值，单位为V L—导体的有效长度，单位为m v— 导体割磁力线的速度，单位为m/s u=Umsinωt i=Imsinωt 正弦量

8 三、表征正弦交流电的物理量和三要素 以正弦电流为例 最大值 角频率 初相角: 简称初相 瞬时值 相位
最大值Im、角频率ω和初相φ称为正弦量的的三要素。 波形

9 初相角：决定正弦量起始位置 角频率：决定正弦量变化快慢 幅值：决定正弦量的大小 1.最大值（又称峰值、振幅） ：正弦交流电在一个周期内，出现的最大的瞬时值就叫做正弦交流电的最大值。 幅值必须大写, 下标加 m。 幅值：Im、Um、Em 有效值：与交流热效应相等的直流定义为交流电的有效值。 有效值= 最大值 或 最大值= 有效值

10 注意 交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值
交流电压、电流表测量数据为有效值 交流设备名牌标注的电压、电流均为有效值 想一想 教室里的照明电源为220V的交流电，若有人不慎触电，则对人体造成伤害的瞬间最高电压可达到多大(人体所能承受的安全电压为36V)？

11 2．周期与频率 （1）周期T：交流电每重复变化一次所需要的 时间称为周期，单位是秒（s）。
（2）频率f：交流电在一秒内重复变化的次数称为频率，单 位是赫兹(Hz)。 周期与频率的关系： 我国电能规定：频率f＝50Hz 习惯上称为工频 角频率ω：正弦量单位时间内变化的弧度数 角频率与周期及频率的关系：

12 3．初相角 相位： 相位反映正弦量变化的进程 初相角： 表示正弦量在 t =0时的相角 表示 用 给出了观察正弦波的起点或参考点 :

13 初相角常用小于180º的角度表示，图3-4是 不同初相位对应波形图. 图3-4 不同初相位值 φ对应的波形图 a） c） b）

14 4.相位差 　两个同频率的正弦量之间的初相角之差 如 若 电压超前电流

15 u i ωt O 电压与电流同相 电流超前电压 

16 ωt u i O 电流超前电压 电压与电流反相

17 注意 　　① 两同频率的正弦量之间的相位差为常数， 与计时的选择起点无关。  t O ② 不同频率的正弦量比较无意义。

18 【例3-1】已知两正弦电动势分别是 求：1）各电动势的最大值和有效值。 2）频率、周期。 3）相位、初相位、相位差。 4）波形图。 1）最大值 【解】 有效值

19 2）频率 周期 3）相位 初相位 相位差 4）波形图

20 第二节 正弦交流电的三种表示法 特点 有四种表示法： 解析法、曲线法、相量表示法和符号法， 一、解析法 e=Emsin(ωt +φe)
第二节 正弦交流电的三种表示法 有四种表示法： 解析法、曲线法、相量表示法和符号法， 一、解析法 （瞬时值表达式） e=Emsin(ωt +φe) u=Umsin(ωt +φu) i=Imsin(ωt +φi) 已知三要素，就可以写出表达式，计算出交流电在任意瞬间的数值。 特点

21 特点 二、曲线法（波形图法） 图中的横坐标表示时间t（或电角度ωt），纵坐标表示交流电的瞬时值e。
直观地反映出交流电的最大值、初相位和周期等。 图3－7 正弦交流电的波形图 a)初相位大于零 b) 初相位小于零

22 三、相量表示法 在平面直角坐标系中，从原点作一矢量，其长
度等于正弦交变电动势的最大值Em，矢量与横轴OX的夹角等于正弦交变电动势的初相角φ ，令其按逆时针方向旋转，如图3-8 所示。这样，旋转矢量在任一瞬间与横轴OX的夹角就是正弦交变电动势的相位（ωt +φ ），而旋转矢量在纵轴上的投影即为正弦交变电动势的瞬时值，当旋转矢量不断旋转下去时，根据它在不同位置对应不同瞬时值来描点作图，就可得到电动势e的波形图。 图3-8 正弦交流电的旋转相量表示法

23 用相量图来表示同频率正弦交流电的一般规则
1）相量的长度代表正弦交流电的最大值（或有效值），用字母 、 或 、 、 、 表示。 2）相量与X轴正方向的夹角代表正弦交流电的初相角。 ω逆时针旋转方 向为正方向 3）同频率的交流电可以画在同一相量图上。 4）一般选取横轴的正方向为参考方向。 优点：相量的加减运算 图3－9 相量图

24 ？ 【例3-2】已知 【解】 （1） 根据题意作相量图，如图3-11a所示。 。求u=u1+u2和 。 超前 落后 （2）由
a) u1与u2之和 b) u1与u2之差

25 第三节 单相交流电路 一、纯电阻电路 1．电流与电压的相位关系 2．电流与电压的数量关系 符合欧姆定律 同频率、同相位
第三节 单相交流电路 一、纯电阻电路 1．电流与电压的相位关系 同频率、同相位 2．电流与电压的数量关系 符合欧姆定律 图3-12 纯电阻电路 a)电路图 b)相量图 c)波形图

26 表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。
3．功率关系 瞬时功率 平均功率（有功功率 ） 表明电能全部消耗在电阻上，转换为热能散发。 纯电阻元件是耗能元件，且电流的大小与电源频率无关。

27 【例3-3】已知某电炉的额定参数为220V/1kW，其
两端所加电压为 。试求： 1）电炉的工作电阻； 2）电炉的额定电流及工作电流； 3）写出电流解析表达式； 4）作电压和电流的相量图。 【解】 1）因电炉额定电压，额定功率分别为220V/1kW，所以 4）电流和电压相量图 2）电炉的工作电流 3）因电炉属纯电阻负载，电流与电压 同频率、同相位，所以 图3-13 纯电阻电路中的电流和电压的相量图

28 二、电感与纯电感电路 设 1．电流与电压的相位关系 自感电动势： 同频率、电流比电压滞后了90° 感抗与频率成正比， 电感元件具有通直
流阻交流的特性。

29 2．电流与电压的数量关系 XL=ωL称为感抗，单位为欧姆 图 纯电感电路 a)电路图 b)波形图 c)向量图

30 3．功率关系 瞬时功率 有功功率 无功功率 衡量这种能量转换的规模大小 图3-15 纯电感电路的功率波形 单位：乏尔（var）

31 纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。
分析： 瞬时功率 ： i u o 结论： 纯电感不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐)。 u i + - u i + - u i + - u i + - p o 可逆的能量 转换过程 + p >0 + p >0 p <0 p <0  电感L是储能元件。 储能 放能 储能 放能

32 【例3-4】 4)电流和电压相量图 【解】 1)线圈的感抗为 2)电流有效值为 电流的初相位 3)无功功率为
有一个线圈，其电阻R≈0，电感L=0.7H， 接在 【例3-4】 的电源上，求： 1)线圈的感抗。 2)流过线圈的电流及其瞬时值表达式。 3)电路的无功功率。 4)电压和电流的相量图。 4)电流和电压相量图 【解】 1)线圈的感抗为 XL=ωt =314×0.7=220Ω 2)电流有效值为 电流的初相位 3)无功功率为 QL=ULI=220×1var=220 var 图3-16 电流和电压的相量图

33 三、纯电容电路 电容量 1．电容器的基本知识 (1)电容器 ——是储存电荷的容器 组成：由两块相互平行、靠得很近而又彼此绝缘的金属板构成。
电容元件的图形符号 电容量 1）C是衡量电容器容纳电荷本领大小的物理量。 2）电容的SI单位为法［拉］, 符号为F; 1 F=1 C／V。常采用微法（μF）和皮法（pF）作为其单位。 图3-17 电容器的图形符号

34 (2) 电容器的基本性质 实验现象1 1）图3-18a是将一个电容器和一个灯泡串联起来接在直流电源上，这时灯泡亮了一下就逐渐变暗直至不亮了，电流表的指针在动了一下之后又慢慢回到零位。 2）当电容器上的电压和外加电源电压相等时，充电就停止了，此后再无电流通过电容器，即电容器具有隔直流的特性，直流电流不能通过电容器。 电容器充电 图 a)施加直流电压

35 当电容器充好电之后，若将电源断开并立即将
实验现象2 当电容器充好电之后，若将电源断开并立即将 图3-18a中虚线所示的开关闭合，这时我们可看到电流表的指针向相反的方向又动了一下，之后仍慢慢回到零位，而灯泡也突然亮了一下又随之熄掉。 它表明了电容器在脱离电源后仍具有一定的电能，因此，电容器具有储存电荷的特性。 电容器放电 图3-18 a)施加直流电压

36 结论：电容C具有储存电荷和隔直通交的基本特性
实验现象3 若把图3-18b所示电路接到交流电源上，当 电压增加时，电容器就充电，当电压降低时，电容器就放电，当电压向负值方向增加时，电容器就反方向充电。由于交流电不断地交替变化，因此电容器也就不断地进行充放电，在线路中就会保持一个交变电流。 不是电荷通过绝缘体，而是电容的充放电形成电流。 图 b)施加交流电压 结论：电容C具有储存电荷和隔直通交的基本特性

37 设： 2．纯电容电路的特点 + 相量图 ① 频率相同 电流超前电压90 相位差 （1）电流与电压的相位关系 i 电流与电压的变化率成正比
u i C + _ 电流与电压的变化率成正比 设： 相量图 则： i u ① 频率相同 电流超前电压90 相位差

38 （2）电流与电压的数量关系 或 有效值 定义： 容抗（Ω） 则: XC 直流： XC ，电容C视为开路 交流：f

39 3.功率关系 u i C + _ (1) 瞬时功率 (2) 无功功率 Q

40 瞬时功率 ： u i - u i - u i - u i - + p >0 + p >0 p <0 p <0 u i
瞬时功率 ： u i o u,i 结论 纯电容不消耗能量，只和电源进行能量交换（能量的吞吐) u i + - u i + - u i + - u i + - p o + p >0 + p >0 p <0 p <0 所以电容C是储能元件 充电 放电 充电 放电

41 (3) 无功功率 Q 单位：乏（Var）

42 表3-3 纯电容电路的特点 序号 关系 特点 1 相位关系 电压滞后电流900 2 数量关系 ，电流的大小与频率成正比。 3 功率关系 电容器是不消耗电能的元件，属储能元件。无功功率Q=UCI=I2XC=UC2/XC

43 【例3-5】 【解】 已知某纯电容电路两端的电压为 电容C=15.9μF。试求： 1）电路中电流的瞬时值表达式。 2）电路的无功功率。
3）电流和电压的矢量图。 【解】 1） 3）电流和电压矢量图 所以 2）无功功率 QC=UCI=220×1.1var=242var 图3-21 纯电容电路中的电流、电压相量图

44 纯正弦交流电路的分析计算小结 R L C 电路 参数 设 i + u 则 - 设 i + u - 设 i + 则 u - 阻抗
电压、电流关系 功　率　　　　　　　 基本 关系 电路 参数 电路图 (参考方向) 瞬时值 相量图 有效值 有功功率 无功功率 设 i + R u 则 - u、 i 同相 设 i + L 则 u - u领先 i 90° 设 i + C 则 u - u落后 i 90°

45 四、电阻和电感串联电路 1．电流与电压的相位关系 图解分析 设电流i为参考矢量，根据R、L各电压相位关系作出各电压相量图如图3-22b所示。
如：交流电动机、变压器、交流继电器所组成的交流电路及日光灯照明线路等。 1．电流与电压的相位关系 图解分析 设电流i为参考矢量，根据R、L各电压相位关系作出各电压相量图如图3-22b所示。 结论：总电压超前电流一个角度，为感性电路 图3-22 RL串联电路及相量图 a)串联电路 b)相量图

46 2．电流和电压的数量关系 图解分析 总电压相量为各分电压相量之和 相量图 为总阻抗，单位为Ω。 （欧姆定律形式） 电压三角形 阻抗三角形 或

47 u 与 i 的夹角 电路中总电压与总电流有效值的乘积。 S Q P 3．功率与功率因数 视在功率 S：
单位：伏安、千伏安 注： S＝U I 可用来衡量发电机（电源）可能提供的最大功率（额定电压×额定电流） u 与 i 的夹角 功率三角形 P Q （有助记忆） S 有功功率 无功功率 视在功率

48 值大，则表明有功功率在总功率中占的比例数大，电源的利用率高；反之则表明电源利用率低。 cos
功率因数： 有功功率与视在功率的比值称作功率因数，用 来表示。 结论 值大，则表明有功功率在总功率中占的比例数大，电源的利用率高；反之则表明电源利用率低。 cos cos 称为功率因数，用来衡量对电源的利用程度。 提高功率因数的意义 1.充分发挥电源设备的潜在能力； 2.减少输电线路上的能量损耗。 所以要求提高电网的功率因数对国民经济的发展有重要的意义。

49 u i C 必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压和负载的有功功率不变。 R L 提高功率因数的方法 1）原则 2）方法
方法2：提高自然的功率因数 方法1：并联补偿法 u i R L 合理选用电动机，不要用大容量的电动机来带动小功率的负载（俗称大马拉小车）。另外，应尽量不让电动机空转。 C

50 1）电阻是消耗电能的元件，有功功率P=I2R 2）电感是储能元件，无功功率Q= I2XL 3）视在功率（总功率）
表3-4 RL串联电路特点 序号 关系 特点 1 相位关系 总电压超前电流 φ角，tan φ=XL/R 2 数量关系 3 功率关系 1）电阻是消耗电能的元件，有功功率P=I2R 2）电感是储能元件，无功功率Q= I2XL 3）视在功率（总功率） 4 功率因数 cosφ=有功功率P/视在功率S

51 【例3-6】 【解】 将电感为25.5mH，电阻为6Ω的线圈串接到 1）线圈的阻抗。 2）电路中电流的有效值I和瞬时值i 的解析式。
交流电源上。求： 1）线圈的阻抗。 2）电路中电流的有效值I和瞬时值i 的解析式。 3）电路的P、Q、S。 4）功率因数。 5）电流和电压的相量图。 【解】 1） 2）

52 3） P = I2 R = 222 ×6 W=2904 W Q = I2 XL =222×8 Var= 3872 Var
5） 相量图 Q = I2 XL =222×8 Var= 3872 Var S = UI = 220 × 22VA= 4840 VA 4) cosφ=cos 53º= 或 图3-24 电流、电压相量图

53 由3个频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦交流电源所构成的电源称为三相电源。由三相电源供电的电路称为三相电路。
第四节 三相交流电路 一、三相交流电 由3个频率相同、振幅相同、相位互差120°的正弦交流电源所构成的电源称为三相电源。由三相电源供电的电路称为三相电路。 采用三相制输电，比单相制输电节省用铜量，三相电动机的工作性能比单相电动机工作性能好；三相发电机和三相电动机的制造较简单，节省原材料。 三相制交流电源 的优点 特点:三个电压 同幅值 同频率相位互差120

54 二、三相正弦电动势的产生 工作原理：动磁生电 (首端) (尾端) 图3-25 三相交流发电机示意图 a)定子和转子示意图 b)三相绕组

55 铁心（作为导磁路经） 三相绕组 匝数相同 空间排列互差120 定子 转子 发电机结构 : 直流励磁的电磁铁 三相电动势瞬时表示式 相量图 波形图

56 三、三相四线制 由三根端线和一根中性线组成的供电方式。 端线（相线、火线） 中性线（零线、地线） 在低压系统,中性点通常接地，所以也称地线。
三相四线制电源 电路符号 线电压：火线与火线之间的电压， UL = UUV =UVW = UWU 相电压：火线与中线之间的电压 ， Up=UU=UV=Uw 三个电压达最大值的先后次序叫相序，图示相序为L1L2L3 图3－27 三相四线制电路 a)星形连接 b)相序

57 线电压和相电压的数量关系

58 由相量图可得 即 同理 图3-28 三相四线制线电压与相电压的相量图 线电压和相电压的数量关系 在相位上，线电压超前与之相应的相电压30°

59 四、三相负载的连接方式 三相负载 分类 单相负载：只需一相电源供电 照明负载、家用电器 负载 三相负载：需三相电源同时供电 三相电动机等 对称三相负载：ZU=ZV= ZW 如三相电动机 三相负载 不对称三相负载： 不满足 ZU =ZV = ZW 如由单相负载组成的三相负载

60 表3-5 电压、电流符号及定义 名称 符号 定义 相电压 UP 各相负载两端的电压 相电流 IP 流过每相负载上的电流 线电流 IL 流过各火线上的电流 中性线电流 IN 流过中性线上的电流

61 负载对称时，三相电流也对称,只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。
1．对称三相负载星形连接 相电流：负载中的电流 N负载中性点 线电流：端线中的电流 结论 Y 联结时： 图3－29 三相负载的星形连接 负载对称时，三相电流也对称,只需计算一相电流，其它两相电流可根据对称性直接写出。 各相电流大小相等， 相位差互为120°.

62 负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。如三相交流电动机就是采用三相三线制。
中线电流 负载对称时,中性线无电流,可省掉中性线。如三相交流电动机就是采用三相三线制。 当三相负载不对称时，各相电流的大小不一定相等，相位差也不一定为120°，此时中线电流不为零，但通常中线电流比相电流小得多，所以中线的截面可以小一些。 图3-30 电流相量图

63 关于零线的结论 中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。
负载不对称而又没有中线时，负载上可能得到大小不等的电压，有的超过用电设备的额定电压，有的达不到额定电压，都不能正常工作。比如，照明电路中各相负载不能保证完全对称，所以绝对不能采用三相三相制供电，而且必须保证零线可靠。 中线的作用在于，使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。 小知识 一般照明电路是取自三相电源的其中一相，如果发现家中照明灯比平常特别亮时，这极可能是三相电源零线出现故障。此时应该迅速断开总闸或各种重要家用电器（如电视机、电脑等）开关，以避免因电器损毁而造成不必要的损失。

64 【例3-7】已知某三相异步电动机每相的电阻为6Ω，
感抗为8Ω，作星形连接，电源线电压为380V，电动 机工作在额定状态下。求此时流入电动机每相绕组的电流及各相线的电流。 【解】由于电源电压对称，各相负载对称，则各相电流相等，各线电流相等。

65 2．三相负载的三角形连接 1. 联接形式 把三相负载分别接在三相电源的每两根相线与相线之间的连接方式，称为三相负载的三角形连接，如图3-31a所示。 三相负载对称时才能作三角形连接 相电流: 流过每相负载的电流 、 、 线电流: 流过端线的电流 图3-31 三相负载的三角形连接及电流相量图 a）三角形连接 b）电流相量图

66 一般电源线电压对称，负载相电压始终对称, 即
2. 分析计算 (3)线电流与相电流的 关系 (1) 负载相电压=电源线电压 一般电源线电压对称，负载相电压始终对称, 即 UU=UV=UW=UL =UP (2) 相电流 电流相量图

67 三相电动机绕组可以联结成星形，也可以 联结成三角形，而照明负载一般都联结成星 形（具有中性线）。 三相负载的联接原则 （1） 应使加于每相负载上的电压等于其额定电压，而与电源的联接方式无关。 负载的额定电压 = 电源的线电压 应作 联结 负载的额定电压 = 电源线电压 应作 Y 联结

68 （2） 单相负载尽量均衡地分配到三相电源上。
L1 L2 电源 L3 保险丝 三相四线制 380/220伏 N 额定相电压为 220伏的单相负载 额定线电压为 380伏的三相负载

69 无论是△连接还是Y连接的电动机，若三相电源或三相绕组断了一相时（称为缺相），电动机都将不能正常工作甚至烧毁。
小知识 无论是△连接还是Y连接的电动机，若三相电源或三相绕组断了一相时（称为缺相），电动机都将不能正常工作甚至烧毁。

70 五、三相负载的电功率 三相总有功功率 负载对称时 星形接法时： 三角形接法时：  

71 在三相负载对称的条件下： 有功功率 无功功率 视在功率

72 【例3-8】已知某三相对称负载接在线电压为380V 的三相电源中，其中RP=8Ω，XP＝6Ω 。试分别计
算该负载作星形联接和三角形联接时的相电流、线 电流及有功功率，并作比较。 【解】 (1)负载作星形连接时 或

73 小知识 （2）负载作三角形连接时 （3）两种连接方式的比较 1.负载消耗的功率与连接方式有关，要使负载正常运行，必须正确地连接电路。
2.在同样电源电压下，错将星形连接成三角形连接，负载会因3倍的过载而烧毁；反之，错将三角形连接成星形连接，负载也无法正常工作。

74 涡流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。如图a)所示。
第五节 涡流与趋肤效应 一、涡流 涡流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。如图a)所示。 为了减小涡流，通常是用增大涡流回路电阻的方法。例如在低压交流电器、变压器、电动机等电器设备的磁路中，一般都是用相互绝缘的硅钢片（厚度为0.35~0.5mm）叠成铁心，如图b)所示。 a)整体铁心 b)硅钢片铁心

75 涡流的利弊 利的方面： 1.高频感应熔炼炉和工频感应炉都是利用涡流产生高温使金属熔化的，见图3-33a。
2.利用涡流还可对金属进行表面热处理。在家用电器方面，新型的电炊具电磁炉就是根据电磁感应原理，由电磁线圈通电后在锅底产生涡流而发热来制造的（见图3-33b）。 图3－33 感应炉、电磁炉 a)感应炉 b)电磁炉

76 提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。
弊的方面： 涡流损耗: 由涡流所产生的功率损耗。 涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。 减少涡流损耗措施： 提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。

77 二、集肤效应 集肤效应：交变电流在导体内趋于导体表面的现象。 集肤效应的利弊 利的方面： 弊的方面： 图3-34 高频淬火原理图 想一想
高频淬火使工件表面硬度提高、内部韧性好的目的。 弊的方面： 电流集中在导体表面层通过，而中心几乎无电流。这在实际上就减小了导体的有效截面，使电阻增加。 图3-34 高频淬火原理图 想一想 高频电路中采用空心导线以节省有色金属，有时则用多股相互绝缘的绞合导线或编织线以增大导线的表面积来减小电阻。 凡是金属锅都可以放在电磁炉上面用吗？

78 第六节 变压器 一、变压器的用途及其基本结构 1．变压器的用途有： 在能量传输过程中，当输送功率 P = I² Rl 电能损耗小
第六节 变压器 一、变压器的用途及其基本结构 变压器是改变交流电压而保持交流电频率不变的电气设备。在电力系统和电子线路中应用广泛。 1．变压器的用途有： 变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗配 变电流：电流互感器 在能量传输过程中，当输送功率 P =UI cos 及负载功率因数cos 一定时： P = I² Rl 电能损耗小 U  I I  S 节省金属材料（经济）

79 电力工业中常采用高压输电低压配电， 实现节能并保证用电安全。具体如下： 220kV～750kV 35kV或10kV
380V、220V或36V 10.5kV 电力供电系统图 电力变压器： 电力系统中传输和 分配电能用的变压器等。

80 2．变压器的基本结构 1）变压器的分类 按用途分 按相数分 按制造方式 电力变压器 (输配电用) 电压互感器 仪用变压器 电流互感器
整流变压器 电压互感器 电流互感器 T 按相数分 三相变压器 单相变压器 单相变压器图形符号 按制造方式 壳式 心式

81 + – 2）变压器的基本结构 绕组： 一次绕组 二次绕组 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁心 变压器的电路
单相变压器 + – 二次侧绕组 N2 一次侧 绕组 N1 绕组： 一次绕组 二次绕组 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁心 变压器的电路 变压器的磁路

82 3）变压器铁心形式 图3－36 芯式变压器和壳式变压器 a)芯式 b)壳式

83 4）油浸式电力变压器 1—温度计 2—吸湿器 3—油表 4—安全气道 5—储油柜 6—气体继电器 7—高压套管
4—安全气道 5—储油柜 6—气体继电器 7—高压套管 8—低压套管 9—分接开关 —油箱 11—铁心 12—线圈 —放油阀门 图3-37 油浸式电力变压器

84 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。
二、变压器的工作原理 单相变压器 + – 一次 绕组 N1 二次 N2 铁心 原理图 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。

85 1. 变压原理 + – + – + – + – + –  一次侧接交流电源，二次侧开路。 1 i0 ( i0N1) 其中 结论 
1. 变压原理  + – + – + – + – 1 + – 一次侧接交流电源，二次侧开路。 i0 ( i0N1)  若略去绕组电阻和漏抗压降， 则以上两式之比为：               1 其中 结论 （匝比） n为变比 改变匝数比，就能改变输出电压。

86 【例3-9】一变压器的一次侧绕组接在380V 的输电线上，要求二次侧绕组输出36V电压 设一次侧绕组的匝数为1652匝。求变压器的
电压比和二次侧绕组匝数N2。 【解】 变压器的电压比为 实际应用中，二次侧匝数应加5%~10%（有损耗），所以实际N2可取168匝。

87 2. 变流原理 i2 i1 + – e2 + – u2 + – + – + – e2 + –  2 一次侧接交流电源，二次侧接负载。
2. 变流原理 i2  i1 2 + – e2 + – u2 + – + – 1 Z  一次侧接交流电源，二次侧接负载。 + – e2 + – 变压器在变压过程中只起能量传递的作用，无论变换后的电压是升高还是降低，电能都不会增加。根据能量守恒定律，在忽略损耗时，变压器的输出功率P2应与变压器从电源中获得的功率P1相等，即P1=P2。 有载时，铁心中主磁通是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。 结论 变压器工作时其一次侧、二次侧电流比与一次侧、二次侧的电压比或匝数比成反比。

88 【例3-10】已知某变压器的匝数比n=5， 其二次侧电流I2=60A，试计算一次侧电流。 若负载减小，使二次侧电流I2=30A时，一次
侧电流又是多少？ 当I2=60A时,得 【解】 当I2=30A时,得 结论 一次侧的电流随着二次侧负载电流的变化而变化

89 三、变压器的铭牌和技术数据 1） 变压器的型号 S J L /10 变压器额定容量(KVA) 铝线圈 冷却方式 J:油浸自冷式 F:风冷式 相数 S:三相 D:单相 高压绕组的额定电压(KV)

90 2） 额定值  额定电压 U1N、U2N 变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值 单相：U1N ，一次侧电压， U2N，二次侧空载时的电压 三相：U1N、U2N，一次、二次侧的线电压  额定电流 I1N、I2N 变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。 单相：一次、二次侧绕组允许的电流值 三相：一次、二次侧绕组线电流

91 2) 额定值  额定容量 SN 传送功率的最大能力。 单相： 三相： 变压器运行时的功率取决于负载的性质 注意：变压器几个功率的关系（单相） 容量： 一次侧输入功率： 输出功率： 效率 容量 SN  输出功率 P2 一次侧输入功率 P1  输出功率 P2

92 第七节 居室照明电路 一、照明概念 合理的电气照明还能美化环境，有利于人们的身心健康和工作。 居室照明是现代电气照明的重要组成部分；
第七节 居室照明电路 一、照明概念 居室照明是现代电气照明的重要组成部分； 良好的照明环境，照明光线应柔和并分布均匀，不耀眼眩目且具有稳定性。 合理的电气照明还能美化环境，有利于人们的身心健康和工作。 居室照明不但要求能满足人们对光照的技术需求，而且在灯具的造型和色彩上还必须与室内的建筑装璜风格相协调，符合审美要求。

93 照明灯具 按安装方式分为吊灯、吸顶灯、壁灯、台灯和 射灯等 吊灯:餐厅、卧室、客厅灯具

94 各式吸顶灯：客厅、卧室、过道灯具

95 各式壁灯：客厅、门庭过道、 床头、浴室镜前灯

96 各式台灯

97 各式射灯

98 一次侧的电流随着二次侧负载电流的变化而变化
落地灯 一次侧的电流随着二次侧负载电流的变化而变化

99 按发光原理分：白炽灯和日光灯 白炽灯 日光灯
日光灯的优点是光效高，是相同瓦数白炽灯的2~5倍，可以节约能源。其光线散布均匀，光色好，灯管表面温度低，表面亮度低，不耀眼，使用寿命长。缺点是有频闪效应，不宜频繁开关。 具有构造简单、成本低廉、使用方便、光线柔和、点燃迅速、容易调光等优点。但其发光效率很低，且不耐震，平均寿命较低，现已列为国家逐步淘汰品种。 白炽灯 日光灯

100

101

102 各式LED平面灯 各式LED吊线灯

103 二、白炽灯照明电路 1.一只开关控制一盏灯白炽灯(带插 座)的照明电路 单相220V 低压断路器 总开关 单联开关 熔断器 白炽灯 插 座

104 安装要点：灯座、开关要串联，火线进开关，零线进灯座。
安装接线图 装螺口灯泡时，火线必 须经开关接到螺口灯座 的中心接线端上，以防 触电。 安装要点：灯座、开关要串联，火线进开关，零线进灯座。

105 1.两只双联开关控制一盏灯白炽灯的照明电路 用于在两处用两只双联 开关控制一盏灯
双联开关一般有三个接线柱，有两个接线柱为静触头，有一个接线柱是公共端，与动触片相连，如图3-42所示。 用于在两处用两只双联 开关控制一盏灯 静触头 公共端 静触头 图3-42 双联开关 a)双联开关实物 b）双联开关符号

106 安装要领：两开关之间静触头互相连接，公共端
向外引线接负载和电源。用双联开关控制的电路，可在 任意装有开关的地方开灯或关灯，也可在一个地方开灯， 到另一个地方关灯。 注意 使用白炽灯时，灯泡的额定电压要与供电电压一致。若误将额定电 压低的灯泡接入高电压电路，就会烧坏灯泡，如将36V低压灯泡接 在220V电路时，灯泡就烧坏，反之灯泡不能正常发光。

107 1—起辉器 2—起辉器座 3—灯管 4—镇流器 5—灯座 6—灯架
三、日光灯照明线路 1．电感式镇流器的日光灯电路 (1)电路组成： 由灯管、启辉器、电感式镇流器、灯架和灯座等组成。 图3－44 日光灯电路的组成 1—起辉器 2—起辉器座 3—灯管 4—镇流器 5—灯座 6—灯架

108 当灯管接入电路后，它将电能转换为紫外线，再由 紫外线激励管壁荧光粉发出可见光。灯管是一种能 量转换器件，也是日光灯电路中的主要组成部分。
1）灯管 常用规格有6、8、12、15、20、30及40W等 图3－ 灯管的结构 1—灯脚 —灯头 3—灯丝 4—荧光粉 5—玻璃管 当灯管接入电路后，它将电能转换为紫外线，再由 紫外线激励管壁荧光粉发出可见光。灯管是一种能 量转换器件，也是日光灯电路中的主要组成部分。 日光灯管的形状有直管形、环形、U形等。

109 2）启辉器 氖泡：自动接通和切断电路。 并联在氖泡上的纸质电容器有两个作用：一是与镇流器线圈形成LC振荡电路，以延长灯丝的预热时间和维持脉冲电动势； 二是吸收能干扰收音机和电视机等电子装置的杂波。当电容器被击穿后，去除电容器氖泡时仍可使用。 常用规格有4~8、15~20、 30~40W，还有通用型4~40W等。 图3－46 启辉器的结构 1—静触片 —电容 —铝壳 —玻璃泡 5—动触片 —钠化物 7—绝缘底座 8—插头

110 镇流器的主要作用是限制通过灯管的电流和产生脉冲电动势，使日光灯能正常点亮和工作。
3）镇流器 镇流器的主要作用是限制通过灯管的电流和产生脉冲电动势，使日光灯能正常点亮和工作。 由铁芯和电感 线圈组成 主要有6瓦、8瓦、15瓦、 20瓦、30瓦、40瓦 （220伏50赫芝）等 多种类型，以满足与灯管 配套的需要。 图3－47 电感式镇流器的外形及图形符号 a）镇流器外形 b）图形符号 使用时镇流器的功率必须与灯管的功率及起辉器的规格相符。

111 4）灯座 有插入式（弹簧式）和开启式两种。 大型：适用15W及以上的灯管；小型：适用6~12W灯管。 图3－48 日光灯灯座
图3－48 日光灯灯座 a）开启式 b）插入式 大型：适用15W及以上的灯管；小型：适用6~12W灯管。

112 管壁上涂不同的荧光粉，可得到不同颜色的光线。
（2）荧光灯工作原理 在开关接通的瞬间，线路上的电压全部加在启辉器的两端， 迫使启辉器辉光放电。辉光放电所产生的热量使启辉器中双 金属片变形，并与静触片接触，使电路接通，电流通过镇流器与灯丝、 启辉器形成回路，灯丝经加热后发射电子。启辉器的双金属片与静触片 接触后，启辉器停止放电，氖泡温度下降，双金属片因温度下降而恢复 原来的断开状态。而在启辉器断开的瞬间，镇流器两端产生一个自感电 势，这个自感电势与线路电压叠加，形成一个高压脉冲（约800V左右）， 将日光灯管内的惰性气体击穿，使灯管点亮而发出像日光一样的光线。 管壁上涂不同的荧光粉，可得到不同颜色的光线。 图3-49 电感式镇流器日光灯线路原理图

113 特点：电子镇流器是那个附加能耗很少，节能、起动电压
2．电子镇流器日光灯电路 特点：电子镇流器是那个附加能耗很少，节能、起动电压 宽、无频闪现象，有利于保护视力；无噪音、起动时间短、功率因数 高，灯管使用寿命比老式镇流器长二倍以上，且外形美观，安装方便， 不用启辉器，线路可靠性好。 一般有六根引出线，其中 二根接电源，另外四根分 为两组分别接灯管两边的 灯丝。 图3-50 荧光灯电子镇流器的外型

114 当居室客厅面积较大时，采用两地控制客厅主照明是否会更方便一些？
小知识 节能灯 节能灯实际上是一种紧凑型、自带镇流器的日光灯。由于它具有光效高（是普通灯泡的五倍），节能效果明显，寿命长，体积小，使用方便的特点，是国家重点发展并推广使用的节能灯具。 想一想 图3-51 节能灯外形图 当居室客厅面积较大时，采用两地控制客厅主照明是否会更方便一些？

115 人体是导电体，一旦有电流通过时，将会受到 不同程度的伤害。由于触电的种类、方式及条
第八节 安全用电 一、触电与触电急救 触电:人体接触带电体而受到伤害的现象 人体是导电体，一旦有电流通过时，将会受到 不同程度的伤害。由于触电的种类、方式及条 件的不同，受伤害的后果也不一样。 触电原因 主要是由于设备有缺陷、运行不合理、保护装置不完 善，或者是由于人们违章操作或粗心大意，直接触及 或过分靠近电气设备的带电部分等原因造成的。

116 电流大小:通过人体的电流越大，人体的生理反 工频交流电 三种电流
影响电流对人体危害程度的主要因素 电流对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、 频率、持续时间、通过人体的路径及人体电阻的大 小等多种因素有关。 电流大小:通过人体的电流越大，人体的生理反 应就越明显，感应越强烈，引起心室颤动所需的 时间越短，致命的危险越大。 工频交流电 三种电流 （1）感觉电流 是指引起人体感觉的最小电流。实验表明，成年男 性的平均感觉电流约为1.1mA，成年女性为0.7mA。感觉电流不会 对人体造成伤害，但电流增大时，人体反应边的强烈，可能造成坠 落等间接事故。 （2）摆脱电流 是指人体触电后能自主摆脱电源的最大电流。实验 表明，成年男性的平均摆脱电流约为16 mA ，成年女性的约为10mA。 （3）致命电流 是指在较短的时间内危及生命的最小电流。实验表明， 当通过人体的电流达到50 mA以上时，心脏会停止跳动，可能导致死亡。

117 电流频率 通电时间 电流路径 一般认为40~60Hz的交流电对人体最危险。随着频率的增高，危险性 将降低。高频电流不仅不伤害人体，还能治病。
通电时间越长，电流使人体发热和人体组织的电解液成分增加，导致 人体电阻降低，反过来又使通过人体的电流增加，触电的危险亦随之增加。 电流路径 电流通过头部可使人昏迷；通过脊髓可能导致瘫痪；通过心脏造成心跳停止，血液循环中断；通过呼吸系统会造成窒息。因此，从左手到胸部是最危险的电流路径，从手到手从手到脚也是很危险的电流路径，从脚到脚是危险性较小的电流路径。

118 触电的种类：电击和电伤 电击： 是指电流通过人体时所造成的内伤。它可以使肌肉抽搐，内部组织损伤，造成发热发麻，神经麻痹等。严重时将引起昏迷、窒息，甚至心脏停止跳动而死亡。通常说的触电就是电击。触电死亡大部分由电击造成。 电伤： 是指电流的热效应、化学效应、机械效应以及电流本身作用下造成的人体外伤。常见的有灼伤、烙伤和皮肤金属化等现象。

119 触电方式 ： 按照人体触及带电体的方式， 一般有三种情况 1）单相触电 ①中性点接地的单相触电
触电方式 ： 按照人体触及带电体的方式， 一般有三种情况 1）单相触电 是指人体某一部分触及一相电源或接触到漏电的电气设备，电流通过人体流入大地造成触电。触电事故中大部分发生在单相触电，380/220V低压配电网有中性点接地和中性点不接地两种，所以单相触电又有两种情况： 后果很严重 ①中性点接地的单相触电 人站在地面上，人体触及一根 相线，电流便会经导线流过人 体到大地，再从大地流回电源 中性线形成回路。 图3-52 中性点接地的单相触电

120 ②中性点不接地的单相触电 人站在地面上，接触到一根火线， 这时有两个回路的电流通过人体 （图3－53）：一个回路的电流从
L3相火线出发，经人体、大地、 对地电容到L2相；另一回路从L3 相出发，经人体、大地、对地电 容到L1相。如果线路的绝缘良好， 通过人体的电流就较小，如果线 路的绝缘不良，通过人体的电流 就较大，对人体伤害的危险性也 较严重。 图3-53 中性点不接地的单相触电

121 两相触电是人体的两个部位分别触及两根火线，这时人体承受380V的线电压，危险性比单相触电更大。
2）两相触电 两相触电是人体的两个部位分别触及两根火线，这时人体承受380V的线电压，危险性比单相触电更大。 图3-54 两相触电

122 3）跨步电压触电 在高压电网接地点、防雷装置接地点及高压线断落或绝缘损处，有电流流入地下时，强大的电流在接地点周围的土壤中产生电压降。因此，当人走近接地点附近时，两脚因站在不同的电位上而承受跨步电压。跨步电压的大小与人的两脚位置等因素有关。 必须远离高压 危险区域。 应采取单脚或双脚并拢方式迅速跳出危险区域。 跨步电压能使电流通过人体而造成伤害。因此，当设备外壳带电或通电导线断落在地面时，应立即将故障地点隔离，不能随便触及，也不能在故障地点附近走动。 图3-55 跨步电压触电

123 2．触电的急救 （1）脱离电源 触电急救首先是使触电者迅速脱离电源，然后根据触电者受伤情况采取适当的救护方法。
（1）脱离电源 触电急救首先是使触电者迅速脱离电源，然后根据触电者受伤情况采取适当的救护方法。 触电急救的要点:动作迅速，救护得法，切不可惊慌失措、束手无策。 低压触电事故 对于低压触电事故，可采用下列方法使触电者脱离电源。 1)触电地点附近有电源开关或插头，可立即断开开关或拔掉电源插头，切断电源。 2)电源开关远离触电地点，可用有绝缘柄的电工钳或干燥木柄的斧头分相切断电线，断开电源；或干木板等绝缘物插入触电者身下，以隔断电流。 3)电线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、木棒等绝缘物作为工具，拉开触电者或挑开电线，使触电者脱离电源。

124 高压触电事故 对于高压触电事故，可以采用下列方法使触电者脱电源。
1)立即通知有关部门停电。 2)戴上绝缘手套，穿上绝缘靴，用相应电压等级的绝缘工具断开开关。 3)抛掷裸金属线使线路短路接地，迫使保护装置动作，断开电源。注意在抛掷金属线前，应将金属线的一端可靠地接地，然后抛掷另一端。 脱离电源的 注意事项 1）救护人员不可以直接用手或其它金属及潮湿的物件作为救护工具，而必须采用适当的绝缘工具且单手操作，以防止自身触电。 2）防止触电者脱离电源后，可能造成的摔伤。 3）如果触电事故发生在夜间，应当迅速解决临时照明问题，以利于抢救，并避免扩大事故。 4)千万不可用切断低压电源的方法去处理高压触电的电源。

125 当触电者脱离电源后，应根据触电者的具体情况，迅速地对症进行救护。 （1）对症进行救护
（2）现场急救方法 当触电者脱离电源后，应根据触电者的具体情况，迅速地对症进行救护。 （1）对症进行救护 1)如果触电者伤势不重，神智清醒，但是有些心慌、四肢发麻、全身无力；或者触电者在触电的过程中曾经一度昏迷，但已经恢复清醒。在这重情况下，应当使触电者安静休息，不要走动，严密观察，并请医生前来诊治或送往医院。 2)如果触电者伤势比较严重，已经失去知觉，但仍有心跳和呼吸，这时应当使触电者舒适、安静地平卧，保持空气流通。同时揭开他的衣服，以利于呼吸，如果天气寒冷，要注意保温，并要立即请医生诊治或送医院。 3)如果触电者伤势严重，呼吸停止或心脏停止跳动或两者都已停止时，则应立即实行人工呼吸和胸外挤压，并迅速请医生诊治或送往医院。 应当注意 急救要尽快地进行，不能等候医生的到来，在送往医院的途中，也不能中止急救。

126 现场应用的主要救护方法: 人工呼吸法和胸外心脏挤压法。 1）人工呼吸法
操作要领：把触电者的口掰开，用一只手捏住鼻孔，救护人深吸一口气后紧靠触电者的口向内吹气约2秒钟使其胸肺扩张。吹气完毕，立即离开触电者的口，并松开其鼻孔，让他排出废气、自行呼气约3秒钟。吹2秒停3秒，每分钟12次最恰当。如果触电者的口无法掰开，可根据上述步骤采用从鼻孔吹气的方法。 触电者如系儿童，只可小口吹气，以免肺泡破裂 人工呼吸法适用于有心跳但无呼吸的触电者 图3-56 人工呼吸法

127 a)心脏胸外挤压法的正确压点 b)向下挤压 c)突然松手
2）心脏胸外挤压法 操作要领：救护人跪在触电者腰部一侧，或者骑跪在他的身上，两手相叠，掌根放在心窝与颈窝之间的约三分之一处（见图3－57a）。用掌根用力向下挤压3－4厘米，迫使血液流出心房；每次挤压后掌根迅速全部放松，但不必完全离开胸廓，使血液返流回心脏。动作要领是慢下快起，每秒挤压一次，每分钟60～80次左右。 触电者系儿童，只用一只手进行，不可用力过猛，每分钟100次左右。 胸外挤压法适用于有呼吸但无心跳的触电者 图3-57 心脏胸外挤压法 a)心脏胸外挤压法的正确压点 b)向下挤压 c)突然松手

128 想一想 当触电者既无呼吸又无心跳时，可同时采用人工呼吸法和胸外挤压法进行急救（称为交替法）。
如单人操作时，应先吹气两次（约5秒完成），迅即挤压15次（约10秒内完成），也可采用吹1次挤5次的方法，以后交替进行。双人操作时，按前述两种方法各施一法进行。 【知识拓展】 当触电者经人工急救脱离危险后，并不意味着平安无事了。若电流是可能经心脏形成回路的话，则会造成对心脏的伤害而暂时未表现出来，应建议触电者到医院作进一步检查，以免留下健康隐患。 想一想 触电者脱离电源后身上还有电吗？能否采用埋沙子的方法来“放电”?

129 二、常用的安全用电防护措施 1．设立屏障保证安全距离 2．安全电压 3．采用各种保护用具
为了防止偶然触及或过分接近带电体而引起的触电事故，通常采用绝缘、设立屏障、保证人体与带电体的安全距离等措施。特别是对于高压线路或设备，保证安全距离尤为重要。 2．安全电压 我国规定的安全电压等级为36V、24V、12V等几种，36V多用于触电危险性大的场合；而12V则用于有高度触电危险的场合。 3．采用各种保护用具 保护用具是保证工作人员安全操作的工具。主要有绝缘手套、鞋、绝缘钳、棒、垫等。在低压带电作业或使用手电钻等移动电器时，必须戴绝缘手套并使用绝缘垫等保护用具。

130 4．保护接地和保护接零 在正常情况下，电气设备的金属外壳是不带电的，但当绝缘损坏时，外壳就会带电，人体触及就会触电。为了防止触及意外带电的导电体，保证操作人员的安全，必须对电气设备采用保护接地或保护接零措施。这样即使电气设备因绝缘损坏而漏电，人体触及时也不会有危险。 （1）工作接地 在正常或事故情况下，为了保证电气设备能安全工作必须把电力系统（电网上）某一点（通常是中性点）直接或经电阻、电抗、消弧线圈接地，称为工作接地，又称电源接地。 作用：为了降低人体的接触电阻

131 将电气设备正常情况下不带电的金属外壳通过接地装置与大地可靠连接。
（2）保护接地 适用于电源 中性点不接 地系统 将电气设备正常情况下不带电的金属外壳通过接地装置与大地可靠连接。 原理：如图如图3－58b所示。在图3－58a中，电动机外壳不接地，当运行中电动机因绝缘损坏，一相电源线碰壳时，人若触及外壳，就相当于接触一相电源。漏电电流通过人体流入大地，并通过线路与大地之间的分布电容构成回路，造成触电事故。当人体触及外壳，人体就相当于接地装置的一条并联支路（见图3－58b），由于人体电阻比接地体的接地电阻大得多，漏电电流大部分通过接地装置流入大地，从而减轻了触电的危险性。 图3-58 保护接地的设置

132 在中性点直接接地系统中，把电气设备金属外壳等与电网中的零线作可靠的电气连接。
（3）保护接零 在中性点直接接地系统中，把电气设备金属外壳等与电网中的零线作可靠的电气连接。 保护接零适用于 三相四线制中性 线直接接地供电 系统。 原理：如图如图3－59所示当发生某相火线碰壳时，就会造成该相短路，巨大的短路电流使线路保护装置迅速动作（如烧保险或开关自动跳闸），切断了故障电源，从而避免了因漏电设备外壳带电而发生触电事故。 图3－59 保护接零 在同一供电系统中不能既采用保护接地，又采用保护接零的混合措施。

133 （4）保护线（PE） 为防止电击而将设备金属外壳、装置外导电部分、总接地端子、接地干线、接地极、电源接地点或人工接地点进行电气连接的导体，称为保护线。兼有保护（PE）和中性线（N）作用的导体，称为保护中性线，文字符号为PEN。 国标规定 L——相线 N——中性线 PE——保护接地线 PEN——保护中性线，兼有保护线和中性线的作用。 图3-59 保护接零

134 我国380/220V电力线路均为中性线直接接地系统，所以零线又称作“地线”。
低压输配电常用的三种制式 （1）三相四线保护接零制 我国380/220V电力线路均为中性线直接接地系统，所以零线又称作“地线”。 称为保护 接零 用电设备的金属 外壳与电源零线 PEN相连接 变压器低压侧中 性点直接接地 图3-60 三相四线保护接零制线路

135 （2）三相五线保护接零制 线路安全性能优 于其他制式线路 图3-61 三相五线保护接零制线路 用电设备的金 变压器低压侧中 属外壳与保护
线PE相连 变压器低压侧中 性点直接接地 工作零线N没 有保护作用 保护零线与工作零线严格分开 图3-61 三相五线保护接零制线路

136 （3）三相四线——五线保护接零制 图3-62 三相四线-—五线保护接零制线路
这种接线方式可靠性较好，安装灵活、方便且较为经济，在生产实际中应用较为普遍。 由三相四线 保护接零制 线路演变而 来 PEN线一般接自 干线的分支处， 就近分为保护线 PE和中性线N 图3-62 三相四线-—五线保护接零制线路

137 单相用电器（如洗衣机、电饭锅等）的保护接零
正确接法：左孔（N）接零线，右孔（L）接火线，中间的孔 （PE）接保护线 小知识 1）民用住宅安装电气线路时，最好采用单相三线制，即从电源零线上多接一条保护接零线，将三孔插座的中间孔接到保护线上，以提高线路的安全性。 2）在没有装设保护接零线的插座上使用淋浴用的电热水器、电饭锅等家用电器极不安全的，若它们发生漏电现象，将会造成相关人员触电意外。 图3-63 三脚插头和三孔插座 1—零线 —保护零线或地线 3—火线