电气技术实践报告文档格式.docx
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实践二：
安全用电知识
1、触电对人体的伤害
电对人体的危害：
电流：
1~50mA，人体是安全的;
100A是人体的极限
电压：
交流电36V时人体耐电是安全;
50V是极限
触电时间：
极限是15秒
（1）单相触电
现在一般的供电系统为三相四线制，单相电是取自三相四线中一个相线（火线）与接地的中性线（零线）。
当人体莫一部位接触相线时，另一部分又与中性线（或大地）接触形成回路的触电，称为单相触电。
单相触电是人体承受的最大电压为220V，在所有的触电事故中，发生单相触电的情况最多。
如带电试验或带电修试验设备。
（2）两相触电
两相触电是指人体两处同时接触两相带电时的触电。
这时，人体把两相带电体短路了，电流直接通过人体形成回路。
人体承受的电压为两相之间的电压（线电压380V）。
因为电压较高，所以通过人体的电流也较大。
故两相触电比单相触电更危险，是试验时发生的概率很少。
单相触电和两相触电：
（3）跨步电压触电
当放在地上的实验设备漏电或电力线掉在地上时会在试验设备或段落导线周围地面形成一个强电场，其电位分布是从接地点想周围扩散，逐渐减低。
当有人跨进这个区域时，分开的两脚间有电位差，电流从一只脚流进，另一只脚流出而造成的触电，称为跨步电压触电。
当触电时，两脚有麻木感。
立即两脚并拢。
判断电线段落点或漏电器具的方位，两脚并拢跳出形成强电场的区域。
当跳出距离超过20m时，可以为挎步电压为零。
脱离了触电区域
（3）接触电压触电
电器设备由于绝缘损坏或由于其它原因造成漏电又没有接地时，如果人体两个部位同时接触设备外壳和地面时，人体两个部位处于不同的电位，其电位差即为接触电压。
由于接触电压造成触电事故叫触电电压触电。
在电气安全技术中触电电压是以站立在距漏电设备地点水平距离为0.8m处的人，手及的漏电设备外壳时，手脚间的电位U作为衡量标准的。
接触电压值大小取决于人体站立点与接地点的距离。
因此，距离越远，接触电压值越高;
当人体站在接地点与漏电设备接触时，接触电压为零。
（5）剩余电荷触电
剩余电荷触电是指当人体触及有剩余电荷的实验设备时，剩余电荷通过人体放电造成的触电事故，带有剩余电荷的设备，通常有储能元件。
因此要及时对电容器等放电，，避免触电事故的发生。
（6）悬浮电压触电
在一些电子仪器或家用电器中，市电经变电器降压后，从次极输出的电压零线不接地，相对大地处于悬浮状态。
人站在地面上接触其中的一根带电导线，一般不触电。
但是很多电子仪器或家用电器中有金属底板作为公共接地端。
人很容易造成触电事故。
2、触电事故的预防、漏电保护
当电气设备的外壳因绝缘损坏而带电时，并无带电象征，人们不会对触电危险有什么预感，这时往往容易发生触电事故。
但是只要掌握了电的规律并采取相应措施，很多触电事故还是可以避免的。
A、保护接地
保护接地是为了防止电气设备绝缘损坏时人体遭受触电危险，而在电气设备的金属外壳或构架等与接地体之间所作的良好的连接。
保护接地适用于中性点不接地的低电网中。
采用保护接地，仅能减轻触电的危险程度，但不能完全保证人身安全。
B、保护接零
为防止人身因电气设备绝缘损坏而遭受触电，将电气设备的金属外壳与电网的零线（变压器中性点）相连接，称为保护接零。
保护接零适用于三相四线制中性点直接接地的低压电力系统中。
对于采用保护接零系统要求：
①零线上不能装熔断器和断路器，以防止零线回路断开时，零线出现相电压而引起的触电事故；
②在同一低压电网中，不允许将一部分电气设备采用保护接地，而另一部分电气设备采用保护接零；
③在接三眼插座时，不准将插座上接电源零线的孔同接地线的孔串接。
正确的接法是接电源零线的孔同接地的孔分别用导线接到零线上；
④除中性点必须良好接地外，还必须将零线重复接地。
C、工作接地
将电力系统中某一点直接或经特殊设备与地
作金属连接，称为工作接地。
工作接地可降低人体的接触电压、迅速切断电源、降低电气设备和输电线路的绝缘水平、满足电气设备运行中的特殊需要。
D、漏电保护
它的作用就是防止电气设备和线路等漏
电引起人身触电事故，也可用来防止由于设备漏电引起的火灾事故以及用来监视或切除一相接地故障，并且在设备漏电、外壳呈现危险的对地电压时自动切断电源。
3.触电急救：
1.尽快使触电者脱离电源。
2.脱离电源时的注意事项：
（1）救护者不得直接用手拉触电者，应保证自身的生命安全。
（2）应站在干燥的绝缘上操作。
（3）触电事故发生在夜间，应快速用手电筒等照明，防止触到裸露的电线上。
3.如病情严重，及时送医院。
实践三：
焊接艺工
焊接是金属连接的常用的方法之一，有导线与导线的连接，导线和器件的连接，导线和端子连接，器件与印刷电路板的连接。
焊接是在两金属连接处加热熔化或加压造成金属分子之间的结合，从而使两金属永久连接。
在电子线路中，最常用的焊接方式为手工锡焊，对其工艺要求是：
电气性能良好，机械强度高，焊接点光亮圆。
1、焊接工具和材料
（1）电烙铁
手工焊接的主要工具是电烙铁。
电烙铁的种类很多,有直热式、感应式、储能式及调温式多种,电功率有15W、2OW、35w……300W多种,主要根据焊件大小来决定。
一般元器件的焊接以2OW内热式电烙铁为宜；
焊接集成电路及易损元器件时可以采用储能式电烙铁；
焊接大焊件时可用150W~300W大功率外热式电烙铁。
小功率电烙铁的烙铁头温度一般在300~400℃之间。
烙铁头一般采用紫铜材料制造。
为保护在焊接的高温条件下不被氧化生锈,常将烙铁头经电镀处理,有的烙铁头还采用不易氧化的合金材料制成。
新的烙铁头在正式焊接前应先进行镀锡处理。
方法是将烙铁头用细纱纸打磨干净,然后浸入松香水,沾上焊锡在硬物（例如木板）上反复研磨,使烙铁头各个面全部镀锡。
若使用时间很长,烙铁头已经氧化发生时,要用小锉刀轻锉去表面氧化层,在露出紫铜的光亮后用同新烙铁头镀锡的方法一样进行处理。
当仅使用一把电烙铁时,可以利用烙铁头插人烙铁芯深浅不同的方法调节烙铁头的温度。
烙铁头从烙铁芯拉出的越长,烙铁头的温度相对越低,反之温度就越高。
也可以利用更换烙铁头的大小及形状来达到调节烙铁头温度的目的。
烙铁头越细,温度越高；
烙铁头越粗,相对温度越低。
<
BR>
根据所焊元件种类可以选择适当形状的烙铁头。
烙铁头的顶端形状有圆锥形、斜面椭圆形及凿形等多种。
焊小焊点可以采用圆锥形的,焊较大焊点可以采用凿形或圆柱形的。
还有一种吸锡电烙铁,是在直热式电烙铁上增加了吸锡机构构成的。
在电路中对元器件拆焊时要用到这种电烙铁。
（2）焊料
焊锡：
焊锡是焊接的主要用料。
焊接电子元器件的焊锡实际上是一种锡铅合金,不同的锡铅比例焊锡的熔点温度不同,一般为180~230℃。
手工焊接中最适合使用的是管状焊锡丝,焊锡丝中间夹有优质松香与活化剂,使用起来异常方便。
管状焊锡丝有0.5、0.8、1.0、1.5…等多种规格,可以方便地选用。
焊剂又称助焊剂,是一种在受热后能对施焊金属表面起清洁及保护作用的材料。
空气中的金属表面很容易生成氧化膜,这种氧化膜能阻止焊锡对焊接金属的浸润作用。
适当地使用助焊剂可以去除氧化膜,使焊接质量更可靠,焊点表面更光滑、圆润。
焊剂：
有无机系列、有机系列和松香系列三种,其中无机焊剂活性最强,但对金属有强腐蚀作用,电子元器件的焊接中不允许使用。
有机焊剂（例如盐酸二乙胶）活性次之,也有轻度腐蚀性。
应用最广泛的是松香助焊剂。
将松香熔于酒精（1：
3）形成"
松香水"
焊接时在焊点处蘸以少量松香水,就可以达到良好的助焊效果。
用量过多或多次焊接,形成黑膜时,松香已失去助焊作用,需清理干净后再行焊接。
对于用松香焊剂难于焊接的金属元器件,可以添加4%左右的盐酸二乙胶或三乙醇胶（6%）。
至于市场上销售的各种助焊剂,一定要了解其成分和对元器件的腐蚀作用后,再行使用。
切勿盲目使用,以致日后造成对元器件的腐蚀,其后患无穷。
2.焊接的基本原则
（1）清洁待焊工件表面：
对被焊工件表面应首先检查其可焊性，若可焊性差，则应先进行清洗处理和搪锡。
（2）选用适当工具：
电烙铁和烙铁头应根据焊物的不同，选用不同的规格。
如焊印制电路板及细小焊点，则可选用20W的内热式恒温电烙铁；
若焊底板及大地线等，则需用100W以上的外热式或75W以上的内热式。
（3）采用正确的加热方法：
应该根据焊件的形状选用不同的烙铁头或自己修整烙铁头，使烙铁头与焊接工件形成接触面，同时要保持烙铁头上挂有适量焊锡，使工件受热均匀。
（4）选用合格的焊料：
焊料一般选用低熔点的铅锡焊锡丝，因其本身带有一定量的焊剂，故不必再使用其他焊剂。
（5）选择适当的助焊剂：
焊接不同的材料要选用不同的焊剂，即使是同种材料，当采用焊接工艺不同时也往往要用不同的焊剂。
（6）保持合适的温度：
焊接温度是由烙铁头的温度决定的，焊接时要保持烙铁头在合理的温度范围。
一般烙铁头的温度控制在使焊剂熔化较快又不冒烟时的温度，一般在230℃~350℃之间。
（7）控制好加热时间：
焊接的整个过程从加热被焊工件到焊锡熔化并形成焊点，一般在几秒钟之内完成。
对印制电路的焊接，时间一般以2s~3s为宜。
在保证焊料润湿焊件的前提下时间越短越好。
（8）工件的固定：
焊点形成并撤离烙铁头以后，焊点凝固过程中不要触动焊点。
（9）使用必要辅助工具：
对耐热性差、热容量小的元器件，应使用工具辅助散热。
焊接前一定要处理好焊点。
还要适当采用辅助散热措施。
在焊接过程可以用镊子、尖咀钳子等夹住元件的引线，用以减少热量传递到元件，从而避免元件过热失。
加热时间一定要短
3、焊点合格的标准
v1、焊点有足够的机械强度：
为保证被焊件在受到振动或冲击时不至脱落、松动，因此要求焊点要有足够的机械强度。
v2、焊接可靠，保证导电性能：
焊点应具有良好的导电性能，必须要焊接可靠，防止出现虚焊。
v3、焊点表面整齐、美观：
焊点的外观应光滑、圆润、清洁、均匀、对称、整齐、美观、充满整个焊盘并与焊盘大小比例合适。
v满足上述三个条件的焊点，才算是合格的焊点
4、焊接质量的检查
1、
目视检查：
就是从外观上检查焊接质量是否合格，有条件的情况下，建议用3～10倍放大镜进行目检，目视检查的主要内容有：
v
（1）是否有错焊、漏焊、虚焊。
v
（2）有没有连焊、焊点是否有拉尖现象。
v（3）焊盘有没有脱落、焊点有没有裂纹。
v（4）焊点外形润湿应良好，焊点表面是不是光亮、圆润。
v（5）焊点周围是无有残留的焊剂。
v（6）焊接部位有无热损伤和机械损伤现象
2、手触检查：
在外观检查中发现有可疑现象时，采用手触检查。
主要是用手指触摸元器件有无松动、焊接不牢的现象，用镊子轻轻拨动焊接部或夹住元器件引线，轻轻拉动观察有无松动现象。
5、焊接的注意事项：
一般焊接的顺序是：
是先小后大、先轻后重、先里后外、先低后高、先普通后特殊的次序焊装。
即先焊分立元件，后焊集成块。
对外联线要最后焊接。
v
（1）电烙铁，一般应选内热式20～35W恒温230℃的烙铁，但温度不要超过300℃的为宜。
接地线应保证接触良好。
v
（2）焊接时间在保证润湿的前提下，尽可能短，一般不超过3秒。
v（3）耐热性差的元器件应使用工具辅助散热。
如微型开关、CMOS集成电路、瓷片电容，发光二极管，中周等元件，焊接前一定要处理好焊点，施焊时注意控制加热时间，焊接一定要快。
还要适当采用辅助散热措施，以避免过热失效。
v（4）如果元件的引线镀金处理的，其引线没有被氧化可以直接焊接，不需要对元器件的引线做处理。
v（5）焊接时不要用烙铁头摩擦焊盘。
v（6）集成电路若不使用插座，直接焊到印制板上、安全焊接顺序为：
地端→输出端→电源端→输入端。
v（7）焊接时应防止邻近元器件、印制板等受到过热影响，对热敏元器件要采取必要的散热措施。
v（8）焊接时绝缘材料不不允许出现烫伤、烧焦、变形、裂痕等现象。
v（9）在焊料冷却和凝固前，被焊部位必须可靠固定，可采用散热措施以加快冷却。
v（10）焊接完毕，必须及时对板面进行彻底清洗，以便残留的焊剂、油污和灰尘等赃物。
实践四：
单、三相交流电源器件测量
1.变压器
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
对不同类型的变压器都有相应的技述要求，可用相应的技述参数表示.如电源变压器的主要技述参数有：
额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能，对于一般低频变压器的主要技述参数是：
变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等
A.电压比：
变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级.在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>
N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：
当N2<
N1时，其感应电动势低于初级电压，这种变压器称为降变压器.初级次级电压和线圈圈数间具有下列关系：
式中n称为电压比（圈数比）.当n<
1时，则N1>
N2，V1>
V2，该变压器为降压变压器.反之则为升压变压器.
B.变压器的效率：
在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即
η=x100%
式中η为变压器的效率;
P1为输入功率，P2为输出功率.
当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率η等于100%，变压器将不产生任何损耗.但实际上这种变压器是没有的.变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损.
铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗.由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损.
变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化，使得硅钢片内部分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗.另一是涡流损耗，当变压器工作时.铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗.
变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率就越小，效率也就越高.反之，功率越小，效率也就越低.
C变压器的功率
变压器铁心磁通和施加的电压有关。
在电流中励磁电流不会随着负载的增加而增加。
虽然负载增加铁心不会饱和，将使线圈的电阻损耗增加，超过额定容量由于线圈产生的热量不能及时的散出，线圈会损坏，假如你用的线圈是由超导材料组成，电流增大不会引起发热，但变压器内部还有漏磁引起的阻抗，但电流增大，输出电压会下降，电流越大，输出电压越低，所以变压器输出功率不可能是无限的。
假如你又说了，变压器没有阻抗，那么当变压器流过电流时会产生特别大电动力，很容易使变压器线圈损坏，虽然你有了一台功率无限的变压器但不能用。
只能这样说，随着超导材料和铁心材料的发展，相同体积或重量的变压器输出功率会增大，但不是无限大！
（1）变压器的工作原理
变压器利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器.
当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。
在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。
为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。
如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。
当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。
如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。
变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。
编辑本段变压器的损耗
当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁芯流动，因为铁芯本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁芯的断面上形成闭合回路并产生电流，好像p一个旋涡所以称为“涡流”。
这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁芯发热变压器的温升增加。
由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。
另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。
所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。
由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。
（2）电源变压器的检测：
A、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象。
如线圈引线是否断裂，脱焊，绝缘材料是否有烧焦痕迹，铁芯紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈蚀，绕组线圈是否有外露等。
B、绝缘性测试。
用万用表R×
10k挡分别测量铁芯与初级，初级与各次级、铁芯与各次级、静电屏蔽层与衩次级、次级各绕组间的电阻值，万用表指针均应指在无穷大位置不动。
否则，说明变压器绝缘性能不良。
C、线圈通断的检测。
将万用表置于R×
1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明此绕组有断路性故障。
D、判别初、次级线圈。
电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出额定电压值，如15V、24V、35V等。
再根据这些标记进行识别。
E、空载电流的检测。
（1）直接测量法。
将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡（500mA，串入初级绕组。
当初级绕组的插头插入220V交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。
此值不应大于变压器满载电流的10％～20％。
一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100mA左右。
如果超出太多，则说明变压器有短路性故障。
（2）间接测量法。
在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻，次级仍全部空载。
把万用表拨至交流电压挡。
加电后，用两表笔测出电阻R两端的电压降U，然后用欧姆定律算出空载电流I空，即I空=U/R。
F、空载电压的检测。
将电源变压器的初级接220V市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值（U21、U22、U23、U24）应符合要求值，允许误差范围一般为：
高压绕组≤±
10％，低压绕组≤±
5％，带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±
2％。
G、一般小功率电源变压器允许温升为40℃～50℃，如果所用绝缘材料质量较好，允许温升还可提高。
H、检测判别各绕组的同名端。
在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次级电压，可将两个或多个次级绕组串联起来使用。
采用串联法使用电源变压器时，参加串联的各绕组的同名端必须正确连接，不能搞错。
否则，变压器不能正常工作。
I.电源变压器短路性故障的综合检测判别。
电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。
通常，线圈内部匝间短路点越多，短路电流就越大，而变压器发热就越严重。
检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流（测试方法前面已经介绍）。
存在短路故障的变压器，其空载电流值将远大于满载电流的10％。
当短路严重时，变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热，用手触摸铁芯会有烫手的感觉。
此时不用测量空载电流便可断定变压器有短路点存在。
（3）变压器用途：
变压器有铁芯和线圈组成.变压器线圈分初级线圈和次级线圈.在初级线圈中通交流电时.变压器铁芯就产生了交变的磁场.次级线圈就感应出与初级频率相同的交流电.变压器线圈的圈数比等于电压比.例如一个变压器的初级线圈是880圈.次级是88圈.在初级接入220V电压.次级就会输出22V的交流电压.变压器不仅可以降压也可升压.远距离输电一般都用变压器升高电压.在用电处再用变压器降到我们所需要的电压
2.三相交流电路电压、电流功率的测量
三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°
角的交流电路组成的电力系统。
由三相交流电源供电的电路。
简称三相电路。
三相交流电源指能够提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，最常用的是三相交流发电机。
三相发电机的各相电压的相位互差120°
。
它们之间各相电压超前或滞后的次序称为相序。
三相电动机在正序电压供电时正转，改为负序电压供电时则反转。
因此，使用三相电源时必须注意其相序。
一些需要正反转的生产设备可通过改变供电相序来控制三相电动机的正反转。
（1）三相电源连接方式
常用的有星形连接（即Y形）和三角形连接（即△形）。
从电源的3个始端引出的三条线称为端线（俗称火线）。
任意两根端线之间的电压称为线电压。
星形连接时线电压为相电压的根号3倍；
3个线电压间的相位差仍为120°
，它们比3个相电压各超前30°
星形连接有一个公共点，称为中性点。
三角形连接时线电压与相电压相等，且3个电源形成一个回路，只有三相电源对称且连接正确时，电源内部才没有环流。
（2） 三相负载
按三相阻抗是否相等分为对称三相负载和不对称三相负载。
三相电动机、三相电炉等属前者；
一些由单相电工设备接成的三相负载（如生活用电及照明用电负载），通常是取一条端线和由中性点引出的中线（俗称地线）供给一相用户，取另一端线和中线给另一相用户。
这类接法三条端线上负载不可能完全相等，属不对称三相负载。
三相负载的连接方式也有星形与三角形之分。
（3）三相电路的瞬时功率
三相电路的瞬时功率（见交流电路中的功率）等于各相瞬时功率之和。
即
P＝PA＋PB＋PC
式中下标分别表示各相。
对于对称电路，
此时UA＝UB＝UC＝UP，式中UP、IP、U、I分别是相电
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