① 電工常見問題
實用電工常識
隨著國民經濟的發展,我國廣大農村都將實現電氣化。電力將廣泛應用於鄉鎮工業和農業生產之中,電燈、電訊也會廣泛地進入農村家庭,因此,鄉鎮小學的畢業生應當了解電,並且從小參與電工科技活動。
小學生的實用電工科技活動首先要注重安全用電的教育,同時通過參觀、講座、實驗、操作,提高學生安全用電意識和科學用電能力。
下面給同學們介紹實用電工活動中所需的一些常識和一些活動方法。
一、 實驗
燈怎樣才會亮 活動前應准備干電池、導線、電珠、塑料繩、鐵絲、膠布等。 對中高年級的學生,可以把這些材料發下去,讓學生自己動手動腦做出有開關的小電燈。 對於低年級學生,教師可以在木板上做一個電路示教板,將干電池、裸導線、開關、燈座及小電珠固定在示教板上,讓學生看教師的表演,再讓學生用所發的材料動手動腦讓電珠亮起來。
這種實驗之後,要讓學生自己討論什麼是電源,什麼是導體、絕緣體,電燈怎樣才會亮等等問題。
二、 學習使用測電筆
測電筆是一種試測電線、用電器和電氣裝置帶不帶電的工具。
它由氖管、電阻、彈簧和筆身組成。常見的測電筆有鋼筆式和旋鑿式(改錐式)兩種。教師在活動前切記檢查筆內是否有電阻,並且在正常電源上試一試它能否正常發光。
用測電筆測電,要注意握法,見圖10-1。
必須使筆帽或筆尾的螺絲接觸到皮膚,但應特別注意皮膚絕不能觸及筆尖的金屬體,以防發生觸電事故。使用中還要使氖管小窗背光,並朝向自己。筆握妥後,用筆尖去接觸試測點,並看氖管是否發光。如果氖管發光明亮,說明試測點帶電。如果氖管不發光或有微弱的光,不能馬上斷定測點沒有電:這時也許是測試點不清潔,也許是筆尖接觸的是地線,要帶領學生分析一下,想一想怎麼辦?是不是用筆尖劃磨幾下測試點,是否把筆尖移到同一線路的另外幾個點試一試?如果反復測幾次,氖管仍舊不發光,然後在已知有電的電源上測試一下,氖管能正常發光,這才能肯定測點不帶電。
旋鑿式(改錐式)測電筆在使用前應當檢查金屬部分的絕緣管是否完好,在使用中要保護好套管。
測電筆的使用要測試市電,只宜於在小學高年級開這類活動,活動前應當向學生介紹完全用電知識。
三、 常用電工工具的使用
1.電工工具套
電工工具套是一種盛放常用電工工具的袋子,用皮革或帆布製成,它一般佩掛在電工背後右側的腰帶上。
2.電工刀是一種切削工具,常用來剖削電線線頭,切割木台缺口等。使用時,刀口應向外,用完要把刀身折回刀柄。小學高年級學生方可練習使用電工刀,並且注意安全。活動時首先要學慣用電工刀剖削線頭(圖10-2)。
3.旋鑿(改錐、螺絲刀、起子、螺批)
旋鑿是一種旋緊或起松螺絲的工具,電工必備的是長50毫米的大改錐,禁用穿心旋鑿,必須套有絕緣管,見圖10-3。
4.鋼絲鉗(電工鉗)
帶有絕緣把的鋼絲鉗(克絲鉗)是常用的電工工具。它有很多用處:鉗口可以用來彎鉸或鉗夾電線線頭;齒口可以用來旋緊或起松有角的螺母;刀口可以用業切割電線或拔起鐵釘;鍘口可以用來鍘切鋼絲、鉛絲等金屬絲。
圖10-4畫出了它的幾種用法。電工常用的鋼絲鉗有長150毫米、175毫米、200毫米三種。
正確使用鋼絲鉗和改錐,是小學科技活動中的一種技能訓練。如圖所示,要學會用小改錐捻旋小螺絲、用大改錐捻旋大螺絲,還要學會電工鉗的四種用法。
四、 電線的連接練習
安裝電線,遇到電線不夠長或要分接支路的時候,就要把電線與電線連接起來。接線是電工的基本功,在科技活動中應當讓學生反復練習。電線應連接得緊密結實,就像一根整條,不但結實而且電流暢通。
1.單芯電線的直線連接
如圖10-5,分五步進行。第一步把兩個線頭的芯線以相等的長度絞繞起來;第二步互相各絞繞2圈;第三步把絞繞了的兩個芯線都扳直,並按順時針方向先纏繞一個芯線;第四步纏繞6~10圈後,用鋼絲鉗切去餘下的芯線,並鉗平線的末端;第五步用上述第三步和第四步的方法再纏繞另一個芯線。
2.單芯電線的分路連接
如圖10-5,分三步。第一步把支路線頭的芯線垂直交在干線芯線上;第二步按順時針方向纏繞支路芯線;第三步纏繞6~10圈後,用鋼絲鉗切去餘下的芯線,並鉗平芯線的末端。
3.絕緣帶的包纏
電線的絕緣層由於接線被剝去,接好線後一定要包纏絕緣帶,絕緣帶應包得緊密結實,帶與帶之間粘合在一起,使電跑不出來,外面的潮氣也進不去。在照明電路上,一般是用黃蠟帶(或黑蠟帶或聚氯乙烯薄膜帶)和黑膠布作為絕緣帶的。如果沒有黃蠟帶,在比較乾燥而電線又不與建築物接觸的地方,也可以用黑膠布包纏兩層。
4.電線與接線樁頭的連接
在用電器或電氣裝置上連接電線,要利用接線樁頭。常見的接線樁頭有針孔式螺絲壓接式兩種(俗名"接線眼"和"接線螺線")。見圖10-6。
在針孔式接線樁頭上接線時,如果芯線較粗,只要把芯線插入針眼,旋緊螺絲即可;如果芯線較細,就要把芯線折成雙根或多根再插入針孔;如果是多根細絲的軟芯線,還必須先絞緊再插入針孔,切不可有細絲露在針孔外面,以免發生短路事故。
在螺絲壓接式接線樁頭上接線時,如果是單根芯線,要先用鋼絲鉗的鉗口把芯線彎一個圓圈,套在螺絲上,再擰緊螺絲。如果是多股細絲軟線,則要把芯線絞緊後順著螺絲,剪去餘下的芯線。
用戶保險盒內保險絲與接線樁頭的連接,技法大致與上述相同。
這種連接也是實有電工的基本功,要讓小學中高年級學生利用廢舊電料親自動手反復練習,同時也就練習了鋼絲鉗、改錐的用法,學習了更換保險絲的技巧。
五、 照明電路的安裝
1.參觀照明電路和安裝保險絲 照明電路是取自供電系統的低壓配電線路上的一根火線(相線)和一根地線(零線),用進戶線穿過進戶管引入戶內,再接到供電單位的總保險盒上,然後依次經過單相電度表、總開關("總電閘")、用戶保險盒上,最後接到電燈和插座上。
參觀照明電路時,要讓學生去查電度表上的數碼,學會怎樣拉開總開關,安裝和更換保險絲。
單相電度表是計算用戶耗電多少的儀表,常用規格(說出是幾安培的電度表)。
用戶保險盒接在電度表和用電器之間,有的就在總開關里,有的在總開關下。更換保險絲時必須注意:第一,必須先斷電,也就是拉開總開關;第二,不能用其他金屬絲代替保險絲;第三;保險絲要合乎規格。保險絲有許多種,粗細不同,每種保險絲都有一個規定的最高工作電流,電工常用這個工作電流數來區分保險絲,常用的有2安培、3安培、5安培、7.5安培等多種。電度表後邊所接的用戶保險絲安培數必須小於或等於電度表規格安培數。例如,5安培電度表,它的總閘保險絲不得大於5安培。
2.插座的安裝
插座是供活動的用電器(如台燈、收錄機、電視機等)插用的出線口。在照明電路上,常用的有雙眼插座和三眼插座。安裝雙眼插座的步驟是:①在牆上准備裝插座的地方居中塞上木枕,俗話說"釘上木楔子";②在事先准備好的插座用木台上鑽兩個穿線孔和一個螺絲孔,鑽孔時要按照插座穿線孔的位置劃出位置;③把火線線頭和地線線頭穿入木台上的兩個孔里,用螺絲把木台連同底板釘在木枕上;上的兩個孔里,④把兩個線頭分別穿入插座底座的兩個穿線孔里,並用兩枚螺絲把底座釘在木台上;⑤把兩個線頭分別接到接線樁上;⑥裝上插座蓋子。見圖10-7。
三眼插座的安裝方法與雙眼插座基本上相同,只是三眼插座中的一個較大的插眼位置應在上方,那是接觸地眼、要接地。接地是為了避免用電器損壞時引起觸電事故採取的措施。接地線的安裝方法比較復雜,小學科技活動的實習中以練習裝雙眼插座為主。
3.電燈的安裝
小學科技活動以安裝卡口矮腳式電燈為宜,因為這種燈構造簡單。如圖10-8所示,卡口矮腳式燈頭的安裝步驟是:①在預定的地方塞上木枕。②在木台上鑽好孔。③把零線線頭(也叫地線線頭)和燈頭與開關連接線的線頭對准位置穿入木台上的兩個孔里,用螺絲的把連同底板一起釘在木枕上;④把兩個線頭分別接到燈頭的兩個接線樁頭上;⑤用螺絲把燈頭底座裝在木台上;⑥裝上燈罩和燈泡。
由於這種電燈的實際安裝往往在屋頂,進行科技活動時,可以先在木板上練習。實際操作時應考慮登高作業有一定要求,低中年級和個子矮小的學生不宜參加。
4.開關的安裝和更換拉線
拉線式開關和扳動式開關的安裝方法如圖10-9,步驟是:①塞上木枕;②孔對准開關上的穿線孔位置,在木台上鑽兩個穿線孔和一個螺絲孔;③把火線線頭和燈頭與開關連接線的線頭穿入木台上的兩個孔里,用螺絲把木台連同底板釘在木枕上;④卸下開關的蓋子,把開關底座改正。如果是拉線開關,要使拉線口跟拉線時的方向一致,這樣線就不易拉斷。然後把兩個線頭分別穿入底座上的兩個穿線孔里,並用兩枚螺絲把底座釘在木台上;⑤把兩個線頭分別接到接線樁上;⑥裝上開關蓋子。
拉線開關的拉線有時會拉斷,練習怎樣更換拉線是小學電工活動的一項內容。換新拉線時一定先斷電(拉開總閘),用鉗子把舊線頭取出,從孔中穿進新線,打結。
六、 萬用表及其使用
萬用表是一種多用途電表,它的特點是量程多,用途廣。普通萬用表可用來測量直流電壓,直流電流,交流電壓及電阻;高檔萬用表還可測量電感、電容和交流電流。萬用表的種類很多。小學生學習使用簡易型萬用表的方法是科技活動應達到的目的,教師則要了解萬用表的基本工作原理,和操作方法。
1.萬用表的工作原理
(1)表頭
表頭是萬用表進行各種不同測量的公共部件,它是一個很靈敏的磁電式毫安表或微安表。它有一個可動的線圈,稱為動圈,動圈的電阻稱為表頭內阻,用Rg表示。當動圈中通以電度與通過它的電流大小成正比。固定在動圈上的指針隨它一起偏轉,在刻度盤上顯示出動圈所偏轉的角度。 不論用萬用表作何種測量,都是利用一定的電路,使通過表頭的電流與被測電量(電壓、電流或電阻等)具有一定的關系,根據表頭指針的偏轉角度,便能測出被測量的值。
(2)直流電壓表
將表頭G串聯一個降壓電阻RD,便組成一個最簡單的直流電壓表,見圖10-10。測量時,要將電壓表並聯在被測電壓U兩端,特別要注意表頭的極性與被測電壓的極性一致。
此時,通過表頭的電流為 IG=U/RgRD 因為Rg、RD為確定之值,所以IG與U成正比關系。只要在刻度盤上按電壓刻上標記,便可根據指針偏轉的角度來指示被測電壓U的值。 萬用表中,可用轉換開關將不同阻值的降壓電阻RDI、RD2……,分別與表頭串聯,這樣便可得到多量程的電壓表,見圖10-11。
(3)交流電壓表
圖10-12是萬用表作為交流電壓表時的基本原理圖,D1、D2是二極體,它具有單方向導電性,當被測交流電壓U~,經降壓電阻RDˊ降壓,作用在a、c兩端。當交流電壓正半周時(b正c負),二極體D2不導通,而D1導通,此時表頭上有電流通過;當交流電壓為負半周時,D2導通,D1不導通,這時表頭上無電流通過。因此,雖然被測電壓是交流電,但通過表頭的電流卻是單方向的,使指針偏轉的角度基本上與被測交流電壓成一定的關系,從而測出U∽的數值。
降壓電阻RˊD的阻值,也與量程有關。萬用表也是藉助轉換開關,將交流電壓表製成多量程的。由於二極體是非線性元件,即二極體兩端電壓與電流不成線性關系,所以交流電壓表的刻度與直流電壓表不同。故有專用的刻度來表示被測的交流電壓。
(4)直流電流表
將表頭G並聯一個分流電阻RS,便成為一個最簡單的直流電流表,見圖10-13。測量時要將電流表與被測電路串聯。
根據分流公式,經過表頭的電流為IG=I•RS/RS+Rg說明在一起的分流電阻Rs下,通過表頭的電流與被測電流I成正比關系,所以根據指針偏轉,能在刻度盤上指示出被測電流的數值。
萬用表用作電流表,也利用轉換開關製成多量程,見圖10-14。
(5)歐姆表
歐姆表的基本原理圖,如圖10-15所示,設a、b兩端為表棒,被測電阻Rx=0時,表針指至滿檔,即IG=Ig,這叫"調零",然後就可利用該表測量電阻。根據歐姆定律及分流公式,得 由此可見,當E、R1 、R2、Rg數值一定時,通過表頭的電流IG,取決於被測電阻RX之值,也就是說,指針偏轉至刻度盤上某一位置可與被測電阻RX相對應。
2.萬用表的使用
萬用表是一個綜合測量儀表,表上有很多轉換開關,刻度盤上又名目繁多,所以為了充分發揮萬用表的作用,必須正確使用萬用表。使用時應注意下列幾點。
(1)測量的對象
搞清楚測量的是電壓還是電流、電阻。然後將開關轉換到相應的位置,才可按單一電表用法進行測量。
(2)連接方式
測量電流時,應將電表與被測電路串聯;測量電壓時,將電表並聯在被測電壓兩端。
(3)極性
測直流電量(電流、電壓)時應注意極性。
(4)量程
如果對被測量的大小沒有把握時,應由大量程向小量程過渡,達到指針指示恰當時為止。要熟悉刻度盤上的各種標記。
(5)調零
用歐姆檔測電阻時,應將被測電路的電源切斷;然後把兩表棒碰在一起,看指針是否指零,如果不指零,就需調節電位器,有時電池用舊了,調不到零,應更換新電池。此外,手不要碰及表棒的金屬頭。
3.實驗
在教師指導下,分組練習使用萬用表,測量直流電壓、電流和電阻。
七、 安全用電常識
電能是一種優越的能量獲得廣泛的應用,不斷地造福於人類。同時電對人類也有很大的潛在危險性。如果不能做到完全用電,便會對人民的生命財產造成不可估量的損失。懂得安全用電常識,才能主動靈活地駕馭電力,避免發生觸電事故,保障人民生命財產的安全。輔導電工活動的教師尤其應當了解安全用電知識。
所謂安全用電,系指電氣工作人員、生產人員以及其他用電人員,在既定環境條件下,採取必要的措施和手段,在保證人身及設備安全的前提下正確使用電力。
1. 電流對人體的作用及影響
由於人體是導體,所以當人體接觸帶電部位而構成電流的迴路時,就會有電流流過人體。電流對人體會造成不同程度的損害,歸結起來為兩種傷害:一種是電傷;一種是電擊。電傷是指電流對人體外部造成的局部傷害,它是由於電流的熱效應、化學效應、機械效應及電流本身的作用,使熔化和蒸發的金屬微粒侵入人體,皮膚局部受到灼傷、烙傷和皮膚金屬化的損傷,嚴重的也能致人死命。電擊是指電流通過人體,使內部組織受到損傷,這種傷害會造成全身發熱、發麻、肌肉抽搐、神經麻痹、會引起室顫、昏迷,以致呼吸窒息,心臟停止跳動而死亡。
(1)觸電形式
為預防觸電事故的發生,我們分析幾種常見的觸電形式和人體對電流的反應,從而明確電流對人體的嚴重危害。觸電形式有以下四種。
單相觸電。人體的一部分在接觸一根帶電相線(火線)的同時,另一部分又與大地(或零線)接觸,電流從相線流經人體到地(或零線)形成迴路,稱為單相觸電。在觸電事故中,發生單相觸電的情況很多,如檢修帶電線路和設備時,不作好防護或接觸漏電的電器設備外殼及絕緣損傷的導線都會造成單相觸電。
兩相觸電。兩相觸電是指人體的不同部位同時接觸兩根帶電相線時的觸電。這時不管電網中心是否接地,人體都在電壓作用下觸電,因線電壓高,危險性很大。
跨步電壓觸電。電器設備發生對地短路或電力線斷落接地時都會在導線周圍地面形成一個強電場,其電位分布是電位從接地點向擴散,逐步降低,當有人跨入這個區域時,分開的兩腳間有電位差,電流從一隻腳流進,從另一隻腳流出而造成觸電,叫跨步電壓觸電。
懸浮電路上的觸電。市電通過有初、次級線圈互相絕緣的變壓器後,從次級輸出的電壓零線不接地,相對於大地處於懸浮狀態,若人站在地面上接觸其中一根帶電線,一般沒有觸電感覺。但在大量的電子設備中,如收、擴音機等,它是以金屬底板或印刷電路板作公共接"地"端,如果操作者身體的一部分接觸底板(接"地"點),另一部分接觸高電位端,就會造成觸電。所以在這種情況下,一般都要求單手操作。
(2)人體對電流的反應
人體對電流的反應是非常敏感的。觸電時電流對人體的傷害程度與下列因素有關。 人體電阻。人體電阻不是常數,在不同情況下,電阻值差異很大,通常在10~100千歐之間。人體電阻愈小,觸電時通過的電流愈大,受傷愈嚴重。人體各部分的電阻也是不同的,其中皮膚角質層的電阻最大,而脂肪、骨骼、神經較小,肌肉電阻最小。一個人如果角質損壞時,他的人體電阻可降至0.8~1千歐。在這種情況下接觸帶電體,最容易帶來生命危險。人體電阻是變化的,皮膚愈薄、愈潮濕,電阻愈小;皮膚接觸帶電體面積愈大,靠得愈緊,電阻愈小。若通過人體的電流愈大,電壓愈高,使用時間愈長,電阻也愈小。人體電阻還受身體健康狀況和精神狀態的影響。如體質虛弱、情緒激動、醉酒等,容易出汗,使人體電阻急劇下降,所以在這幾種情況下也不宜從事電氣操作。
不同強度的電流對人體的傷害。大量的實踐告訴我們,人體上通過1毫安工頻交流電或5毫安直流電時,就有麻、痛的感覺。但10毫安左右自己尚能擺脫電源。超過50毫安就很危險了。若有工頻100毫安的電流通過人體,則會造成呼吸窒息,心臟停止跳動,直至死亡。
不同電壓的電流對人體的傷害。人體接觸的電壓愈高,通過人體電流愈大,對人體傷害愈嚴重。在觸電的實際統計中,有70%以上是在220伏或380伏交流電壓下觸電死亡的。以觸電者人體電阻為1千歐計,在220伏電壓下通過人體的電流有220毫安,能迅速將人致死。人們通過大量實踐發現,36伏以下電壓,對人體沒有嚴重威協,所以把36伏以下的電壓規定為安全電壓。
不同頻率的電流對人體的傷害。實驗證明,直流電對血液有分解作用;高頻電流不僅不危險,還可用於醫療。即觸電危險性隨頻率的增高而減少,40~60赫交流電最危險。
電流的作用時間與人體受傷的關系。電流作用於人體的時間愈長,人體電阻愈小,則通過人體的電流愈大,對人體的傷害就愈嚴重。如工頻50毫安交流電,如果作用時間不長,還不至於死亡;若持續數10秒鍾,必然引起心臟室顫,心臟停止跳動而致死。
電流通過的不同途徑對人體的傷害。電流通過頭部使人昏迷;通過脊髓可能導致肢體癱瘓;若通過心臟、呼吸系統和中樞神經,可導致神經失常、心跳停止、血循環中斷。可見,電流通過心臟和呼吸系統,最容易導致觸電死亡。
2. 觸電急救
觸電事故在極短暫的時間內,就會釀成嚴重的後果,所以發生觸電事故,必須施行搶救。據有關資料記載,觸電後1分鍾內開始搶救的,90%有救活的可能;觸電後6分鍾才救治的,僅有10%的生機;如果在觸電後12分鍾才救治的,則救活率就很少了。所以對觸電者及時搶救非常重要。救治的方法如下。
(1)脫離電源
如果附近有配電箱、閘刀等,應該立即斷開電源。如果身邊有帶絕緣柄的工具(如鋼絲鉗等),可將電線截斷。或帶上絕緣手套或用乾燥的木棍或竹竿,將觸電者身上的電線挑開。千萬注意,不可直接用手去拉觸電者,也不可用金屬或潮濕的東西去挑電線。否則,非但沒有使觸電者擺脫電源,反而使救護者自己也變成觸電者。如果觸電者是在高空作業時觸電,斷電時要防止觸電者摔傷。
(2)現場救治
當觸電者脫離電源以後,如果神志清醒,呼吸正常,皮膚也未灼傷,只要讓他到空氣清新的地方休息,令其平躺,不要行走,防止突然驚厥狂奔,體力衰竭而死亡。如果觸電者神志不清,呼吸困難或停止,必須立即把他移到附近空氣清新的地方,及時進行人工呼吸,並請醫務人員前來搶救。如果心臟停止跳動,則需立即進行胸外擠壓法搶救,並在送往醫院途中不間斷搶救。如果觸電極嚴重,心跳呼吸全無,這就需要用人工呼吸法和胸外擠壓法同時或交替搶救。
人工呼吸法:使觸電者平躺仰卧,頭後仰,使其舌根不堵住氣流,捏住鼻子吹進一口氣,然後松開鼻子,使之慢慢恢復呼吸,每分鍾約12次。此法效果很好。
胸外擠壓法:救護者雙手相疊,掌握放在比心窩稍高一點的地方(即兩乳頭之間略下一點),掌根向下壓3~4厘米,每分鍾壓60次左右。擠壓後掌根迅速放鬆,讓觸電者胸廓自行復原,以利血液充滿心臟,恢復心臟正常跳動。
對兒童可用一手輕輕擠壓,但次數可快到每分鍾100次左右。注意:對觸電者實施搶救,有時往往需要較長時間,所以必須耐心,不間斷地搶救;急救中嚴禁用不科學的方法,如用木板壓,搖抖身體,掐人中,用水潑,盲目打強心針等錯誤方法,因為這樣只會使奄奄一息或處於假死狀態的觸電者,呼吸更加困難,體溫更加下降,從而加速其死亡。
3. 安全用電常識
(1)接線端或裸導線是否帶電的鑒定 任何情況下,均不能用手來鑒定接線端或裸導線是否帶電。如需了解線路是否有電,應使用完好的驗電筆或電工儀表。
(2)如何更換保險絲 在更換保險絲時,應先切斷電源,切勿帶電操作 如果確需帶電作業,則需採取安全措施,例如:站在橡膠板上或穿好絕緣鞋,戴好絕緣手套,而且操作時要有專人在場監護。
(3)帶電接頭的處理 拆開的或斷裂的暴露在外部的帶電接頭,必須及時用絕緣膠布包好,並懸掛到人身不會碰到的高度,以防人體觸及。
(4)使用36伏以上照明燈要注意 不得把36伏以上的照明燈,作為安全行燈來使用。
(5)數人作業時須知 遇有數人進行電氣作業時,應於接通電源前告知全體人員。
(6)確保使用家用電氣設備的人身安全 如電風扇的底盤、風罩、電視機的天線、電冰箱的門拉手、洗衣機外殼等,都是隨時可能與人體接觸的,而且這些家用電器都是使用單相交流電,為了消除不安全因素,應使用三孔形帶接地線的插座、插頭。或者對它們的外殼採取安全措施,即通常說的接地與接零保護,以保護人體安全。
② 電工實驗過程中,如何發現短路、斷路、虛聯、接線錯誤、讀表不正確等故障分析其產生原因並說明處理措施
在實驗過程中,可以通過檢測某段電路兩端的電壓和通過該電路的電流來發現短路、斷內路、虛聯等故障;容可以通過與實驗電路圖的對照連線來發現接線錯誤故障;可以把讀數與理論值相比較來發現讀表不正確故障。其產生的原因大多是學生在連接電路時不認真,沒有嚴格按照實驗電路圖正確接線。處理措施:把出現故障路段的線路拆掉,重新按照實驗電路圖正確連接;在實驗過程中端正實驗態度,按要求正確接線,認真讀數,確保實驗結果的真實性與有效性。
③ 抽濾裝置打不開怎麼辦
徒手開。簡稱空手套白狼,關鍵在於你的手勢是否正確。
手千萬不要去抓中間靠近磨口的地方,手要緊緊的握住和瓶子磨口連接的部位,另外一隻手緊緊握住下面的瓶子的口部,這樣以來,兩只手之間應該沒有空隙。然後雙手用力左右扭動,力量逐漸增大。一般情況,這時候就開了。
基本介紹
如果還沒開,就在用力扭動的同時往垂直方向拔,就可以了。千萬不要旋,這東西是錐形,越旋越緊。也可以先用熱吹風多吹一段時間(近半個小時)再進行上面操作。
抽濾瓶,又稱布氏燒瓶、北里燒瓶,是實驗室中使用的一種玻璃器皿,為燒瓶的一種。配合布氏漏斗過濾用。
實驗室里如果處理不當很可能導致抽濾瓶與抽濾頭或抽濾塞之間有負壓或者太緊而打不開,下面小編給大家說明哪些辦法可以解救,操作時注意安全不要用力過猛,弄碎了弄傷手。如果實在打不開,建議買一個新的吧。
④ 電動卷閘門遙控器鎖死打不開怎樣辦
如果是四鍵遙控器,一般是上下停鎖,再按一次鎖鍵就可以解鎖。有些遙控器有單獨的解鎖鍵的,也就是那個帶這一個開鎖標志的鍵,假如果沒有,就是那個帶鎖的鍵同時有鎖定和解鎖的功能,按一次加鎖,再按一次就是解鎖。
⑤ 高效液相在操作過程中突然停電了怎麼辦
那當前的那一針肯定是不能要了。無論是電腦停了,還是儀器停了,或是兩個都停了。這針肯定是不能採集了。
首先,來電之後,你先重啟一下電腦和儀器的各個部件,看看有沒有突然停電燒壞了的地方。如果沒有,那就沒問題了。然後就是沖洗系統。把你之前那針沖出來。平衡一會兒,繼續做試驗就好了。
一般來說,如果你們的電路不穩定,可以考慮在實驗室裡面安裝一個穩壓蓄電裝置。我們實驗室就有,如果跳閘或者突然停電,那個蓄電裝置能持續供應半小時左右的電量。不過我不是電工,具體的型號和安裝你得咨詢廠家。
⑥ 電工與電子技術論文
電工電子技術既是電氣工程及其相關學科的基礎學科,又可成為邊緣學科和交叉學科的生長點。我整理了電工與電子技術論文,歡迎閱讀!
電工電子技術的現狀與發展
【摘要】電工電子技術既是電氣工程及其相關學科的基礎學科,又可成為邊緣學科和交叉學科的生長點。本文結合我國電力工業實際和發展需要,從電工電子技術的基本理論、電氣化設備的應用以及電工電子領域出現的新技術等幾個方面作了簡單的介紹。
【關鍵詞】電工電子技術;電氣設備;現狀;發展
《電工電子技術》是士官職業技術學校電類專業的一門專業基礎課程。電工技術和電子技術的發展十分迅速,應用非常廣泛,現代一切新的科學技術無不與電有著密切的關系。作為一名從事此類教學的教員,有必要對這一技術的現狀和發展作出深入的研究。
一、電工電子技術概述
電工技術基礎理論:電工技術包括電磁能量和信息在產生、傳輸、控制、應用這一全過中所涉及到的各種手段和活動。作為一門技術,它的內容包括:電路和磁路理論、電磁測量、電機與繼電接觸控制,安全用電、模擬電子電路、數字電路、自動控制系統等。
電子技術基礎理論:電子技術基礎理論屬於這一類的分支學科有:電子線路與網路分析、微波、天線、電波傳播、測量、電源、顯示技術、信號處理、資訊理論、 自動控制原理、可靠性理論等。它們是構成功能性電子系統所需的各種技術手段或基礎理論。
20世紀50年代以來,計算機技術、電子技術以及工程式控制制論等一系列新興的科學技術理論蓬勃發展,基礎科學、應用科學和技術開發之間的知識結構更加緊密,各門科與專業之間互相滲透,互相交叉,使科學技術和社會生產形成一個既深入分化又高度綜合的龐大復雜的整體,同時也促進了電工理論的發展。靜電場、電磁場等結構復雜又包括多種媒質的三維物理場求解方法的研究取得新進展。矩量法、變分原理、函數空間等都引入了電工理論。基於等效模型的概念發展了虛擬的磁荷與磁流模型,研究了多種動態位及不同的規范選擇,提出了有關廣義能量的定理等。由於系統與元件相結合而擴大了元件的內涵,包括了邏輯門、可控源、回轉器以及大規模集成塊等。各類工程系統的發展形成了共同的網路理論基礎,使網路擴展成為研究某種特定空間結構和動狀態的一般性理論方法。廣義網路理論又將“場”與“路”結合起來,出現新的邊緣理論領域,如物理場論的網路模擬、輻射場的絡方法、等離子體的網路圖解等;引用系統論的研究成果,將系統的整體性能和行為與系統結構、參數及局部物理量結合起來,進一步豐富了網路問題的內容。在人類歷史發展的漫長歲月里,技術革命是強大的推動力。今天以電子和計算機技術為特徵的新技術又在延伸人類的智力功能。正是電磁規律在能源、信息、控制等領域的技術應用,描繪出現代化社會的藍圖,形成新技術革命的主流。它沖激著社會生產和生活的每一個角落,不僅大幅度地提高了社會生產力,創造出豐富的物質財富,而且改變著人們的生活方式、社會行為、教育訓練、思維方法,促進了社會的精神文明。電工正在與現代科學技術相匯合,繼續發揮社會支柱的作用。
二、電氣設備的現狀與發展
(一)電氣設備的“健康”狀況存在差異
首先是設備的先天條件不一樣,進口設備和國產設備的技術狀況不一樣;同樣是國產設備,不同廠商因技術與管理水平不一樣,使其產品質量也不一樣;即使是同一廠商,因技術、管理上的差異,其產品質量不同;不同時期、不同批次的產品,其質量也會不一樣。因此應當承認設備投運的初始狀態是千差萬別的。
其次,設備的使用環境不一樣,不同的環境將對設備運行狀況產生不同的影響,這種環境主要有兩種:一是設備所處的外部自然環境不一樣,尤其是供電設備,大部分暴露在室外自然環境中,因溫度、濕度、污染、紫外線、日照等有較大差異,對設備的影響有較大不同;二是設備在電力系統的位置不同,所承受系統運行電壓、短路電流和熱穩定時間等不盡相同,尤其是故障時系統短路容量差異較大。
(二)電氣設備的維修制度:定期維修的弊端
由於電氣設備的初始狀況和現場設備的運行狀況有很大差異,即現場設備的“健康”狀況好壞相差甚大,而定期維修制度幾乎無視這些狀況的差異,而採用統一的、一刀切的定期維修方式,其最主要的表現在維修結果上,要麼維修過剩,要麼維修不足。工程的實際情況大多是出現維修過剩,經常出現“小病大治”、“無病亦治”的盲目維修的現象,這種維修過剩的結果,必將出現如下維修的弊端:一些狀態良好的設備,因盲目維修而出現故障或潛在故障,維修達不到恢復設備原有的可靠性的作用,而是增加了設備的故障隱患和故障率。目前,定期維修是電氣設備停運的主要原因,往往佔全部停運時間的60%以上。
在今後的研究方向上,專家們注重狀態維修完全替代定期維修的可能性。
(三)電氣設備的狀態檢測技術
電氣設備狀態監測為設備的故障診斷和性能評估提供了依據。因此有必要對他們的運行狀態進行監測,及時了解和掌握設備的狀況,以確保整個電力系統的安全、穩定運行。狀態監測是指通過各種測量、檢測和分析方法,結合系統運行的歷史和現狀,對設備的運行狀態進行評估,以便了解和掌握設備的運行狀況,並且對設備狀態進行顯示和記錄,對異常情況進行處理,並為設備的故障分析診斷、性能評估提供基礎數據。
近年來我國電氣設備製造引進不少國外先進的技術、裝備和管理,尤其是21世紀以後,新技術、新材料的使用,使得電氣系統的裝備水平得到較大的改善。因此,電氣設備的維修制度和維修方法也要隨著形勢適當的進行調整,才能提升電氣設備的穩定性、降低生產成本,為企業創造出更多的經濟利益。
三、電子設備的現狀與發展
2010年全球半導體製造設備銷售總額達到395.4億美元,恢復到歷史最高水平。各個地區的設備支出都呈現了兩位數甚至三位數百分比的增長,增長最快的是中國大陸和韓國。2010年中國內地半導體設備市場為22.4億美元,預計2011年為26.4億美元。按此增長率推算,到2015年,我國半導體設備市場規模將達到300億元人民幣。2010年,全球光伏生產設備銷售額比上年增長40%,達到104億美元,預計2011年將達到124億美元,同比增長24%。從區域市場來看,2010年中國大陸地區佔全球市場51%的份額,預計未來5年還將繼續保持這一較高比例。據此,可以判斷到2015年我國光伏設備將繼續保有巨大市場空間。 新能源汽車用鋰離子動力電池、高性能驅動永磁式同步電機、金屬化超薄膜電力電容器等新型電子元器件生產設備將成為我國電子專用設備市場新的增長點。多學科交匯為電子儀器開辟了新的發展空間,物聯網技術發展和三網融合對電子儀器提出新的測試需求,預計上述領域的電子儀器以及環境保護測試儀器和醫療電子儀器會面臨大發展。
四、電工新技術
我們已在准備進入21世紀。21世紀,人類期望著進入一個持續協調發展的新時代,我國將以無愧於我們這個偉大民族的新姿態屹立於世界之林。整個進程中,科技的進步與發展有著特別重要的意義。從能源發展看,我國在上半葉還不大可能扭轉以煤為主的能源結構,從而在提高煤的利用效率,特別是燃煤發電效率方面還要做出很大的努力。與此同時,還要大力促進核能和可再生能源的應用發展,使之更快地在技術和經濟上成熟起來,才能期望得以較快地改變以化石能源為主的能源結構,走上能源、環境與生態持續、協調、穩定發展的道路。在交通運輸方面,實現高速度將是主要發展方向,而各種交通運輸高速化都必須以電力推進系統的發展做為基礎。在能源、交通和其他工業的發展中,電工新技術的發展將起著重要的作用,20世紀下半葉的一些進展已為此奠定了良好的基礎,隨著新原理,新技術與新材料的發展,還將出現一些新興的領域。這里簡要展望一下一些可見的重大進展,包括受控核聚變,磁流體發電,太陽能與風力發電,磁浮列車,磁流體船舶推進與超導電工。
(一)受控核聚變
受控核聚變的實現將為人類提供實際上用之不竭的潔凈能源,從根本上解決人類能源,環境與生態的持續協調發展。20世紀下半葉的巨大努力,已在大型的托卡馬克磁約束聚變裝置上達到了“點火”條件,證實了聚變反應堆的科學現實性,正在進行聚變試驗堆的國際聯合的設計研製工作,期望在下世紀能建成、運行試驗堆。然後還需要經過示範堆與商用堆兩個階段的展,預期可在下世紀四五十年代建成第一座商用的聚變電站,走向產業化。與裂變反應堆主要依靠核工技術與熱工技術的結合而發展起來的歷史不同,聚變反應堆的發展主要依賴於核工技術與電工新技術的結合,這里要把大體積、強磁場技術,大能量,脈沖電源技術,輔助加熱技術與等離子體控制技術提高到新的水平。除此之外,還要探索利用聚變產生的帶電粒子直接發電的可能性。聚變電站的實現也將導致一些新興的電工產業的形成。
(二)磁流體發電
磁流體發電是將高溫導電燃氣與磁場相互作用而將熱能直接轉化成電能的新型發電方式。由於其初溫可高達3000K,與已有的燃氣及蒸汽發電組成聯合循環,可望將燃煤電站的熱電轉換效率提高到50%以上,具有高效率、低污染、少用水的重大優越性。磁流體發電自60年代初原理性實驗成功以來,經過30年的持續努力,已達到了最高發電功率幾萬千瓦,持續數百小時的水平。再經過試驗電站、示範電站與商用電站幾個階段的發展,可望在21世紀二三十年代實現商業化。磁流體發電的發展過程表明,所遇到的困難比原設想的大得多,特別是用於燃煤的長時間可靠發電,這里需要大力發展電工、熱工、材料、化工等多方面的新技術,在電工方面要解決電站系統、發電通道、超導磁體、功率調節與逆變等一系列關鍵技術問題,在現有基礎上還要有長足的前進。由於我國屬於燃煤為主和電力迅速發展的國家,燃煤磁流體發電的商業化具有特別重大的意義。
(三)太陽能與風力發電
太陽能與風能是最重要的可再生能源,它們是廣泛存在,機會均等,自由索取,最終可依賴的初級能源。近年來,在太陽能與風力發電技術方面取得了可喜的進展,建設投資與電能成本有了大幅度下降,幾十萬千瓦的太陽熱發電站,百萬千瓦的大型風力發電場已經接入電網運行多年,千千瓦的光伏發電站已有了示範,使得越來越多的人相信太陽能與風力發電能夠在21世紀整個電力生產中佔有一定的份額。為此,需要繼續努力提高效率,降低造價與成本,扶植相應產業的發展,以及解決並網運行的有關技術問題。
(四)磁浮列車
一部人類社會交通運輸發展史,在某種意義上可以說是一部以提高運輸速度為主要目標的技術開發史。20世紀下半葉鐵路的電氣化使常規輪軌鐵路的運營時速提高到了200多公里。為了進一步提高時速,發展起來了磁浮列車,它是一種採用磁懸浮,直線電機驅動的新型無輪高速地面交通工具,具有速度高、客運量大、對環境影響小、能耗低、維護便宜、運行安全平穩,無脫軌危險,有很強的爬坡能力等一系列優點。經過幾十年的持續努力,磁浮列車已達到500公里/時的時速,處於實用化試驗階段,我國的磁浮列車也於幾年前投入試運營。在今後,抓緊高速磁浮列車的研究發展,從技術上實行“迎頭趕上”的戰略,尤顯重要。磁浮列車的實現要解決磁懸浮,直線電機驅動,車輛設計與研製、軌道設施、供電系統,列車檢測與控制等一系列高、新技術的關鍵問題,推動著電工新技術登上新的高峰。高速磁浮列車有常導與超導兩種技術方案,採用超導的優點是懸浮氣隙大,軌道結構簡單,造價低,車身輕。隨著高溫超導的發展與應用,將具有更大的優越性。
(五)磁流體船舶推進
磁流體船舶推進是一種正在發展的新技術。它利用強磁場與海水中的電流相互作用產生的羅倫茲力,使海水向後噴射,依靠其反作用力推進艦船向前行駛。由於它不用螺旋漿,具有無聲、高速的優點,將引起船舶推進技術的重大革命。隨著超導強磁場的順利實現,從60年代開始了認真的研究發展工作。90年代初日本的載人試驗船“大和一號”勝利地進行了海上試驗,顯示了其實現的現實性。再經過一二十年持續的分階段的努力,可以期望在21世紀上半葉達到實用。
(六)超導電工
實用超導線與超導磁體技術與應用的發展,以及初步產業化的實現無疑是20世紀下半葉電工新技術的重大成就。在21世紀上半葉,無論是聚變電站、磁流體發電,還是磁浮列車,磁流體推進船的商業化,均將促使超導電工繼續長足地向前發展,成為一個重要的電工產業。與此同時,還可期望,隨著高臨界溫度超導體的實用發展,超導輸電與超導飛輪儲能將得到實際應用,工頻超導技術的發展將使超導限流器、超導變壓器、超導發電機投入運行,大能量的超導儲能得到了示範和推廣,超導電力技術成為電力發展的重要支柱。假如那時出現了臨界溫度達到室溫的實用超導體,整個面貌還將大大改觀。 五、電子新技術
(一)塑料太陽能電池技術
隨著現代世界能源的日益緊張,許多國家都在致力於研究太陽能的開發和利用技術。在一些城市的街頭已經能夠看見一些由太陽能電池供電的設施。經過數十年的研究開發,這些以硅為材料的太陽能電池的製造成本仍然昂貴,不易安裝,光電轉換效率也低,大約只有12%到15%(現在世界上最好的單晶硅光電轉換效率大約是30%左右),發1度電的成本大約是22美分,遠比燒煤的火力發電廠美分1度電的成本要高。
令人高興的是下一代太陽能電池可能最終使太陽能發電具有競爭力。新型太陽能電池是把光生伏打電池嵌入塑料薄膜的表面,製成太陽能發電薄膜。這種太陽能發電薄膜廉價、轉換效率高,可以有多種用途。
一些大公司開始關注新型太陽能電池技術。西門子開發的一種新技術是把一種納米級的碳60分子同導電的聚合物熔融在一起製成塑料太陽能電池;而美國通用電氣公司則是利用一種有機發光二極體作為吸光材料來製造塑料太陽能電池。採用塑料太陽能電池,實際上能夠使許多材料具有發電能力。例如,塑料太陽能電池可以嵌入手提電腦的箱壁,可以隨時在光照條件下對電腦充電;也可以裝在電動汽車車身,為電動機供電;房屋的屋頂更可以覆蓋塑料太陽能電池,以供應日常用電。
(二)家庭機械電子工廠技術
專家預言,未來的家庭機械電子工廠可能讓消費者能夠擁有他們所需要的更多樣化的產品。未來的家庭電子工廠實際上是採用現在噴墨列印技術的裝置。美國康奈爾大學、麻省理工學院、加州大學伯克萊分校的研究人員正在悄悄地開發一種工藝,利用噴墨列印技術生產機械電子產品。當然,真正製造產品的過程還需要已有的電路、開關以及其它可拆卸零部件。
比如家裡的電視機遙控器壞了,就可以利用這樣的家庭機械電子工廠自製一個:從互聯網上下載數字化電路圖,用家庭機械電子“列印”機列印出所需的電路板,列印“墨盒”里裝的是聚合物及其它材料,每列印一次完成電路板的一層。正在這一領域中開展研究的專家指出,用戶只需為數字化電路圖及所用材料付款,而不需為產品本身付款。
家庭機械電子工廠,意即“機械電子”。然而能夠應用這種裝置的家庭的人口素質必定是很高因為用戶必須知道到哪裡去下載什麼樣的數字化設計圖,製造有關電子產品還要有相關的零部件。這是一種令人嘆為觀止的DIY。這種裝置的問世也表明,在電子產品製造業,設計與製造的分離是一個趨勢。用家庭機械電子工廠固然可以“列印”出自己需要的產品,不過前提是這種產品的設計是現成的。當然也可以自行設計,那就必須會用專業設計軟體,還要有機械電子領域的專業知識。所以未來多數家庭會利用現成的設計。
(三)超級寬頻網中的微型光晶元技術
現在已經有很多家庭通過寬頻連接互聯網。不過這種連接在最後一段的基礎設施一般是已經落伍的同軸電纜或是電話線。而光纜入戶的成本很高,每戶成本大約1300美元。
微型光晶元可以改變這種現狀,採用微型光晶元可以大大降低光纜入戶的成本,讓家庭用戶享受真正的超級寬頻。微型光器件把光路以及通常是分離的光學元件集成在一個光晶元上,這又是一個改變電信業經濟學的重大技術創新,電信業採用光晶元可以以很低的成本傳輸大量數據。售價高達數萬甚至數十萬美元的光學元器件可能因為光晶元的採用而大大縮小體積,成本下降90%以上。這一技術使得人們在家裡下載一部高清晰度電影就像是今天看體育頻道一樣普通。
(四)無線漫遊的技術
無線通信領域是一個標准混亂的世界。手機通信、無線區域網、
軍用無線通信及公共安全無線網路各自在特定的頻段工作,這一工作頻率是相關硬體在工廠生產時就已經設定的。所以美國的CDMA手機在歐洲不能用,而歐洲的許多GSM手機也沒法用。這在平時只是麻煩而已。但是在某些緊急情況如911消防隊同警察居然無法通過無線通信設備聯系,因為頻率不同,設備不兼容。
為了解決這一問題,一些興企業正在用軟體替代相關硬體,從而能夠與不同標准、不同工作頻段的無線通信網路兼容。這種技術稱為軟體無線電。想要駕車橫跨中國旅行而又希望始終保持無線上網的話,軟體無線電能夠利用所到之處的各種無線通信網來上網,不論這種無線通信網是過時的模擬蜂窩電話網還是最新的3G無線網,或是時髦的WiFi及Wi-Max無線區域網。
在未來軟體無線電技術將使美國陸軍士兵、海軍水手、空軍飛行員能夠在激烈戰斗的時候保持無線通信。軟體無線電技術進入消費市場還要再過一段時間。不過5年之內,軟體無線電市場將有310億美元之巨。到時候就可以買一個能夠在各種不同標准無線通信網路工作的手機,從此無線漫遊再無障礙。
六、總結
電工電子技術已經在我們 生活的各個領域發揮著重要的作用生活上離不開它,數字電視、手機、自動導航、自動倒車,這些在以前都是不可想像的,現在都已經變為現實了,在其他的領域也有非常重要的作用。它在很大程度上改變了我們的生活和科技,影響著我們日常身邊的一切,在未來必將有著無限廣闊的前景。
參考文獻
[1]葉光輝.電工電子技術現狀與發展.
[2]邵民.淺談電工電子技術現狀[J].新疆教育,2012,9.
作者簡介:譚晗(1981―),女,江蘇海安人,碩士研究生,副教授,主要研究方向:電工電子技術。