4.3 常用低压电器（课件）-《电工电子技术与技能》同步精品课堂（高教版）

《电子电工技术与技能》（高教版） 高等教育出版社 同步精品课程——中职专业课 第4章 常用电器 4.3 常用低压电器 知识目标 1.理解电压、电流、电阻、功率等基本电气概念，它们在低压电器中应用关系。 2.掌握常见低压电器元件的结构、工作原理和特点，包括电阻、电容、电感、开关、保险丝、断路器等。 能力目标 1.电路分析能力：能够分析和理解低压电路中各种元件的作用和相互关系，能够识别电路中的问题并解决。 2.低压电器搭建及调试能力：具备搭建低压电路并使用仪器进行测试和调试的能力，能够独立完成实验并获取准确数据。 情感目标 1.兴趣和热情激发学生对电子电工技术的兴趣和热情，培养学生对电器技术的探索和学习的积极态度。 2.自信和坚持鼓励学生克服困难，培养解决问题的自信心，坚持不懈地学习和实践，提升自我成长和进步。 3.责任感和安全意识培养学生对电气设备操作和实验的严谨态度，强化对操作安全的重视和责任感，确保自身和他人的安全。 三维目标 导入情景 01 “学校图书馆需要一个智能照明系统，能够在有人的时候自动打开灯，并在无人时自动关闭灯，以节省能源。你们的任务是设计一个简单的电路，实现这一功能。要求是：1.电路必须包括传感器（可以使用人体红外传感器模拟）和继电器。2.当传感器检测到有人时，灯泡应该自动点亮；当传感器没有检测到人时，灯泡应该自动熄灭。“ 新知学习 02 一、熔断器 熔断器俗称保险丝，在低压配电网络和电力拖动系统中用作短路保护。常见熔断器的外形及图形符号如图2.4.22所示。熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。使用时，熔断器应串联在所保护的电路中。当线路或设备发生短路时，通过熔断器的电流如达到或超过某一规定值，其自身产生的热量会使熔体熔断，从而使线路或电气设备脱离电源，起到保护作用。它结构简单、分断能力高、安装体积小、动作可靠、使用维护方便，还可以起到使电路与电源隔离的作用。选用熔断器时，主要考虑其类型和熔体的额定电流两个因素。 新知学习 02 低压断路器可用来保护电网的各种电气设备，在现代机床控制中被广泛作为电源的引入开关，也可用来控制不频繁起动的电动机。它不但能带负载接通和分断电路，而且对所控制的电路有短路、过载、欠电压和漏电保护等作用。常用的低压断路器为塑壳式，其外形及图形符号如图2.4.23所示。 二、断路器 新知学习 02 热继电器是利用电流的热效应原理制成的一种自动电器，在电路中用作电动机的过载保护。常见的热继电器外形及图形符号如图2.4.24所示。热继电器的结构如图2.4.25所示，当主电路中电流超过允许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将动断触点断开，动断触点是接在电动机的控制电路中的，控制电路断开而使接触器的线圈断开，从而断开主电路。 三、热继电器 新知学习 02 低压开关一般为非自动切换电器，主要用作隔离、转换以及接通和分断电路。常用的低压开关主要有:闸刀开关、组合开关和断路器等。 (1)闸刀开关 闸刀开关又称刀开关，是结构最简单、应用广泛的一种手动电器。图2.4.26所示为常用的刀开关外形及图形符号。 四、低压开关 新知学习 02 (2)组合开关 组合开关又称转换开关，有单极、双极和多极之分，常用于各种电气设备中换接电源和负载，如小容量电动机的直接起动控制等。图2.4.27所示为HZ系列组合开关，它由若干动触片和静触片组成动触片装在带有手柄的转轴上，各动触片之间及各静触片之间都互相绝缘，转动手柄可使各动触片与各静触片接通或者断开。 四、低压开关 新知学习 02 行程开关又称位置开关或限位开关，主要用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等，其触点的动作不是靠手去操纵，而是利用机械设备的某些运动部件的碰撞来完成操作。常见行程开关的外形及图形符号如图2.4.29所示。安装行程开关时，安装位置要准确、牢固，防止尘垢造成接触不良或接线松脱而产生误动作导致设备和人身安全事故;由于行程开关经常受到撞块的 碰撞，安装螺钉经常松动造成位移，应注意经常检查;另外在安装 时还应该注意，行程开关在不工作时应处于不受外力的释放状态; 滚轮的方向不能装反。 五、行程开关 新知学习 02 时间继电器是一种根据电磁原理或机械动作原理来实现触点系统延时接通或断开的自动切换电器。它广泛应用于机械电气控制电路时间继电器按动作原理分为电磁式、空气阻尼式、电动式与电子式时间继电器;按延时方式可分为通电延时型与断电延时型两种时间继电器。常见时间继电器的外形与图形符号如图2.4.32。 六、时间继电器 新知学习 02 对于电炉和照明灯等电阻性负载，熔断器可用作过载保护和短路保护，熔体的额定电流应稍大于或等于负载的额定电流。 对于单台电动机，其熔体的额定电流应不小于电动机额定电流的1.5 ~ 2.5倍。 七、选择熔断器熔体时的注意事项: 新知学习 02 热继电器的额定电流应等于或稍大于电动机的额定电流IN。 热继电器的整定电流(指热继电器长期不动作的最大电流若超过此值就会动作)应等于(0.95~1.05)IN。 对于三角形联结的电动机，应选用带断相保护功能的热继电器。 对于三角形联结电动机的过载保护，当热继电器串联在电动机的相电路中时，其整定电流应等于0.58IN。 八、选择热继电器时要注意: 新知学习 02 按钮是一种手动操作接通或分断小电流控制电路，并具有储能复位的控制开关。常见按钮的外形及图形符号如图2.4.28所示。按钮按静态时触点的分合状态，可分为动断按钮、动合按钮和复合按钮。其中动合按钮是指未按下时，触点是断开的，按下时触点闭合，当松开后，按钮自动复位。动断按钮与动合按钮动作状况相反。而复合按钮是将动合按钮和动断按钮组合为一体。按下复合按钮时，其动断触点先分断，然后动合触点再闭合;当松开按钮时，动合触点先断开，然后动断触点再闭合。 九、按钮 小试牛刀 题目 1： 一个变压器的变压比为2：1，初级线圈匝数为500匝。如果初级线圈中流过1A的电流，求次级线圈中流过的电流是多少？ A. 1A B. 0.5A C. 2A D. 4A 答案：C 解析：根据变压比，次级线圈的电流是初级线圈的2倍，因此流过次级线圈的电流是2A。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 在一个变压比为3：1的变压器中，初级线圈匝数为300匝，次级线圈匝数为900匝。如果初级线圈中流过2A的电流，求次级线圈中流过的电流是多少？ A. 6A B. 2A C. 4A D. 8A 答案：A 解析：根据变压比，次级线圈的电流是初级线圈的1/3，因此流过次级线圈的电流是6A。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 一个变压器的变压比为4：1，初级线圈匝数为200匝。如果次级线圈中接入一个阻抗为12欧姆的负载，求这个负载在初级线圈中看到的阻抗是多少？ A. 3欧姆 B. 6欧姆 C. 12欧姆 D. 24欧姆 答案：D 解析：根据阻抗变换规律，在变压器中，阻抗在不同线圈中按变压比的平方进行变换。初级线圈看到的阻抗是次级线圈的4^2倍，即12欧姆 * 4^2 = 24欧姆。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 一个单相变压器的变比为1:2，初级线圈匝数为200匝。如果在次级线圈中流过1A的电流，求初级线圈中流过的电流是多少？ A. 0.5A B. 1A C. 2A D. 4A 答案：B 解析：根据变压器的变比关系，次级线圈的电流是初级线圈的两倍，因此初级线圈中流过的电流是1A。 尝试解答下面习题 题目 5： 一个变压器的变比为3:1，初级线圈匝数为300匝。如果在初级线圈中流过2A的电流，求次级线圈中流过的电流是多少？ A. 0.67A B. 1A C. 1.5A D. 2A 答案：D 解析：根据变压器的变比关系，次级线圈的电流是初级线圈的三分之一，因此次级线圈中流过的电流是2A。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 在一个变压器中，初级线圈匝数为400匝，次级线圈匝数为800匝，变比为1:2。如果次级线圈中接入一个阻抗为10欧姆的负载，求这个负载在初级线圈中看到的阻抗是多少？ A. 5欧姆 B. 10欧姆 C. 20欧姆 D. 40欧姆 答案：C 解析：根据变压器变比的阻抗变换规律，次级电阻变为初级电阻的四倍。所以在初级线圈中看到的阻抗是 10Ω * 4 = 40Ω. 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 在低压配电系统中，以下哪种类型的开关通常用于隔离电源？ A. 刀开关 B. 断路器 C. 接触器 D. 继电器 答案：A 解析：刀开关通常用于隔离电源，即断开电路，保证维修人员的安全。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 在低压配电系统中，以下哪种设备通常用于短路保护和过载保护？ A. 熔断器 B. 断路器 C. 接触器 D. 继电器 答案：B 解析：断路器具有过载保护和短路保护功能，熔断器主要用于短路保护。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 一个热继电器的过载电流为8安培，过载保护时间为10秒，热继电器的过载保护系数为1.2。如果电路中的负载电流为6安培，问在此条件下，热继电器是否会触发过载保护？ 答案：首先，计算热继电器的过载保护电流： 过载保护电流 = 过载电流 × 过载保护系数 = 8安 / 1.2 = 6.67安 在此条件下，热继电器的过载保护电流为6.67安， 而负载电流为6安，因此未达到过载保护电流， 热继电器不会触发过载保护。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 10： 一个电磁式继电器的线圈电阻为80欧姆，工作电压为24伏特。计算当继电器接通时，线圈中的电流是多少？ 答案：根据欧姆定律，电流（I）等于电压（V）除以电阻（R）：I = V / R 线圈中的电流（I）= 24伏特 / 80欧姆 = 0.3安培 因此，当电磁式继电器接通时，线圈中的电流为0.3安培。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 今天我们学习了常用低压电器中的两种重要部件：熔断器和继电器。熔断器：熔断器是一种用来保护电路和设备的重要设备，其主要作用是在电路中过载或短路时切断电流，避免损坏设备或引发火灾。熔断器通常由熔丝和熔丝座组成，熔丝在过载或短路时会熔断，切断电流流动。熔断器的额定电流、额定电压和熔断特性是选择熔断器时需要考虑的重要参数。继电器：继电器是一种电器元件，通过电磁吸引力来控制一个或多个开关，实现电路的控制和保护。电磁式继电器的工作原理是通过电流在线圈中产生磁场，吸引触点闭合或断开电路。热继电器是一种根据线圈发热效应来实现保护的继电器，可用于实现过载保护。 作业布置 04 完成课堂上未完成的练习题目，确保对继电器相关知识的掌握。 复习继电器的相关概念和应用，整理笔记，梳理知识框架。 完成作业本上关于继电器的习题，加深对定理的理解。 准备下节课的讨论问题：你认为在实际生活中继电器的重要性？请结合具体例子进行讨论。 感谢观看 $$