第三章 电工专业知识
第 一 节 常用电工指示仪表
一、电流表与电压表
1、电流表 用来测量电路中电流大小的仪表叫电流表，具体由分为测量直流电流的直流电流表和测量交流电流的交流电流表。使用时，必须让电流表与被测电路相串联，并且要求电流表的内阻尽可能小。使用直流电流表时，还应注意极性的选择，避免指针反偏而损伤仪表。
2、电压表 用来测量电路中两点间电压的仪表叫电压表。电压表也分为直流电压表和交流电压表。使用时必须让电压表与被测电压两端相并联，并且要求电压表的内阻尽可能大。用直流电压表时必须注意极性的选择，避免出现指针反偏。
二、万用表
万用表是一种多用途、多量限的仪表。一般的万用表能测量直流电流、直流电压、交流电压以及电阻、音频电平等。有的万用表还能测量电容、电感、晶体三极管的“hFE”值等。
三、 兆欧表
兆欧表是一种专门用来测量电气设备绝缘电阻的便携式仪表。
第二节 常用电工工具
一、验电器、旋具和电工刀
1、验电器 验电器是用来检验导线、电器和电气设备是否带电的常用电工工具，分高压和低压验电器两种。
2、旋具 电工常用旋具有螺钉旋具和螺母旋具两类。
⑴ 螺钉旋具 是一种紧固和拆卸螺钉的工具，按其头部形状又分成一字形和十字形两种。 ⑵ 螺母旋具 电工常用的螺母旋具是活络扳手，这是一种紧固和拆卸螺母的工具，其扳口大小可以调整。
⑶ 电工刀 是用来剖削导线绝缘层的工具。使用时应让刀口朝外剖削。 二、电工用钳
1、钢丝钳 是一种钳夹和剪切工具，由钳头和钳柄组成。钳头上钳口用来弯绞或钳夹导线线头；齿口用来旋动螺母；刀口用来剪切导线或剖切软导线绝缘层；铡口用来铡切较硬的线材。
2、剥线钳 是用来剥除小直径导线绝缘层的专用工具。
3、尖嘴钳 其头部尖细，适用于在狭小的空间夹持较小的螺钉、垫圈、导线及将导线弯成一定形状供安装使用。
第三节 晶体管及简单应用
一、半导体与PN结
1、半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间的材料称半导体。纯净的半导体称本征半导体。在纯净的半导体中加入某些五价元素，就形成主要由只有电子导电的电子型半导体（N型半导体；而加入某些三价元素，就形成主要由空穴导电的空穴型半导体（P型半导体）。
2、PN结 利用扩散法或合金法把P型半导体和N型半导体结合在一起，在交接面处会因多数载流子浓度不同而进行扩散，形成一个“PN”结。PN结有一个内电场，由N区指向P区。当PN结处于正向偏置（P区电位高于N区电位）时，内电场被削弱，在PN结内形成较大的扩散电流（PN结正向导通）；而当PN结处于反向偏置时，内电场被加强，漂移越过PN结的电流很小，此电流称为反向漏电流（PN结反向截止）。PN结加正向电压导通，加反向电压截止的现象，称为PN结的单向导电性。
二、晶体二极管
把PN结加上相应的封装和电极引出线，就称为晶体二极管。 1、晶体二极管的主要参数
⑴ 最大正向电流 在规定的散热条件，及二极管长期运行时允许通过的最大正向电流平均值。 ⑵ 反向击穿电压 指二极管所能承受的最高反向电压。 ⑶ 最高反向工作电压 一般为反向击穿电压的1/2～2/3。 2、晶体二极管的简易判别
⑴ 好坏的判断 用万用表R×100Ω或R×1kΩ挡测量二极管的正反向电阻，如果正向电阻为几十至几百欧，反向电阻在200kΩ以上，可以认为二极管是好的。（万用表黑表笔接二极管正极、红表笔接负极时测得的为正向电阻，反之则为反向电阻）。
⑵ 极性的判断 用万用表测出二极管的正向电阻（阻值较小）时，黑表笔所接的为二极管正极。 ⑶ 半导体材料的判断 当测得二极管正向电阻时，指针指示在标度尺3/4左右,为锗二极管,指示在2/3左右,为硅二极管。
三、晶体三极管
晶体三极管一般称为晶体管。它是一种具有两个PN结（发射结、集电结）,三个电极（集电极c、基极b、发射极e）的半导体器件。根据PN结的组合方式不同,有PNP和NPN两种类型。
四、单相整流及滤波电路
把交流电变换成直流电的过程叫整流。用于整流的设备叫做整流器。一个整流器主要由整流变压器、整流电路和滤波电路三个部分组成。
1、单相整流电路 其形式有单相半波、单相全波、单相桥式和倍压整流等。 ⑴ 单相半波整流电路 UL＝0.45U2
IF＝IL＝0.45U2/RL
⑵ 单相全波整流电路 UL＝0.9U2
IF＝IL /2＝0.45U2/RL
URM=2
2U2
图3-1单相半波整流电路 图3－2单相全波整流电路
a)电路图 b)波形图 a)电路图 b)波形图
⑶ 单相桥式整流电路 UL＝0.9U2
IF＝IL /2＝0.45U2/RL URM=
⑷单相倍压整流电路 在某些需要高电压，但电流小的直流设备中，可采用倍压整流来提高输出电压，图3－11为三倍压整流电路。该电路中有：
2U2
2U2
URM=22U2
UL=
图 3－3 单相桥式整流电路
图3－4 三倍压整流电路
2、滤波电路 把脉动的直流电变为平滑的直流电，保留脉动电压的直流部分，尽量滤除它的交流成分，称之为滤波。
⑴ 电容滤波电路 把一个大容量的电解电容器并接到整流输出端，利用电容器充、放电特性，可使输出电压平均值uL得到提高，并且脉动系数减小。此电路只适用负载电流较小并保持不变的场合。
⑵ 电感滤波电路 把一个电感元件L串接在整流负载RL前，利用电感元件对交变电流的“阻碍”作用，使流过电感元件电流的变化变慢，达到减小脉动电流的脉动系数。电感滤波电路适用于负载电流较大且经常变化的场合。
⑶ 复式滤波电路 把电容滤波电路和电感电路结合在一起，就组成性能较好的复式滤波电路。 ⑷ 电子滤波电路 利用晶体三极管集电极电流主要由基极电流控制，几乎不受集—射电压影响这一原理，可以组成一个电子滤波器。
图3－5 电容滤波电路及波形
五、单管晶体管放大电路的性能及用途
根据输出信号与输入信号公共端的不同，单管晶体管放大电路有三种接线方式：共发射极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路。
第四节 变压器
一、变压器的分类和用途
1、电力变压器 供输配电系统中升压或降压用，是变压器的主要品种。
2、特殊用途变压器 如电炉变压器、电焊变压器、整流变压器、矿用变压器、船用变压器等。 3、仪用互感器 如电压互感器、电流互感器。
4、试验变压器 如供电气设备做耐压试验的高压变压器。 5、控制变压器 用于自动控制系统中的小功率变压器。
变压器的主要用途是：改变交变电压电。改变交变电流，变换阻抗及改变相位等。 二、电焊变压器
电焊变压器又称交流弧焊机。根据弧焊工艺的要求，电焊变压器空载时要有足够的引弧电压（65～75V）；负载时应具有陡降的外特性。 三、互感器
1、电压互感器 电压互感器将高电压变为低电压以便于进行测量。其特点是：
⑴ 一次绕组匝数多，线径小，使用时并联在被测电路上；二次绕组匝数少，二次电压规定为100V。
⑵ 使用时二次侧绝对不允许短路，否则将烧坏互感器。
2、电流互感器 电流互感器将大电流变为小电流以便于测量。其特点是：
⑴ 一次绕组匝数少、线径大，使用时串联在被测电路中。二次绕组匝数多、线径小，二次电流规定为5A。
⑵ 使用时二次侧绝对不允许开路，否则将造成铁心过热、二次侧产生高压，危及人身及设备安全。
第五节 电动机
一、直流电动机
1、基本构造 直流电动机由定子和电枢两大部分组成。定子包括主磁极、换向磁极、机座、电刷装置等；电枢包括电枢铁心、电枢绕组、换相器及转轴、风扇等。
2、基本工作原理 直流电动机的基本工作原理是通电导体受磁场的作用力而使电枢旋转。 3、分类及用途 按照励磁绕组与电枢绕组的连接关系，直流电动机可分为他励、并励、串励、复励等四种类型。
4、铭牌及额定值
⑴ 型号 表示直流电动机系列、设计序号、规格代号等。 ⑵ 额定功率 指额定运行时转轴上允许输出的机械功率。 ⑶ 额定电压 指额定运行时施加的电源电压。 ⑷ 额定电流 指额定运行时取用的电流。 ⑸ 额定转速 指额定运行时的转速。
(6)定额 指电动机的运行方式，分为连续、短时、断续三种。 ⑺ 温升 指电动机发热部分允许超出周围环境温度的数值。 二、三相异步电动机
1、基本结构 三相异步电动机由定子和转子两大部分组成。