电气工程师基础

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目　　录

第1章 电气基础知识与安全用电 1

1.1 电路基础 1

1.1.1 电路与电路图 1

1.1.2 电流与电阻 1

1.1.3 电位、电压和电动势 3

1.1.4 电路的三种状态 4

1.1.5 接地与屏蔽 5

1.2 欧姆定律 6

1.2.1 部分电路欧姆定律 6

1.2.2 全电路欧姆定律 7

1.3 电功、电功率和焦耳定律 8

1.3.1 电功 8

1.3.2 电功率 8

1.3.3 焦耳定律 8

1.4 电阻的串联、并联和混联 9

1.4.1 电阻的串联 9

1.4.2 电阻的并联 9

1.4.3 电阻的混联 10

1.5 直流电与交流电 10

1.5.1 直流电 10

1.5.2 单相交流电 11

1.5.3 三相交流电 13

1.6 安全用电与急救 15

1.6.1 电流对人体的伤害 15

1.6.2 人体触电的几种方式 16

1.6.3 接地与接零 18

1.6.4 触电的急救方法 20



第2章 电气基本操作技能 22

2.1 常用测试工具及使用 22

2.1.1 氖管式测电笔 22

2.1.2 数显式测电笔 23

2.1.3 校验灯 24

2.2 导线的选择 25

2.2.1 绝缘导线的种类 26

2.2.2 电力电缆的命名 27

2.2.3 绝缘导线的选择 28

2.3 导线的剥削、连接和绝缘恢复 29

2.3.1 导线绝缘层的剥削 29

2.3.2 导线与导线的连接 30

2.3.3 导线与接线柱之间的连接 34

2.3.4 导线绝缘层的恢复 34



第3章 电气测量仪表的使用 35

3.1 指针万用表 35

3.1.1 面板介绍 35

3.1.2 使用前的准备工作 37

3.1.3 测量直流电压 37

3.1.4 测量交流电压 39

3.1.5 测量直流电流 40

3.1.6 测量电阻 41

3.1.7 万用表使用注意事项 42

3.2 数字万用表 43

3.2.1 面板介绍 43

3.2.2 测量直流电压 44

3.2.3 测量交流电压 44

3.2.4 测量直流电流 45

3.2.5 测量电阻 46

3.2.6 测量线路通断 46

3.3 电能表 47

3.3.1 电能表的结构与原理 48

3.3.2 电能表的普通接线方式 49

3.3.3 电子式电能表 49

3.3.4 电能表型号与铭牌含义 51

3.4 钳形表 52

3.4.1 钳形表的结构与测量原理 53

3.4.2 指针式钳形表的使用 53

3.4.3 数字式钳形表的使用 55

3.5 摇表（兆欧表） 57

3.5.1 摇表的外形、结构与工作原理 58

3.5.2 摇表的使用 59

3.5.3 摇表的检测举例 60

3.5.4 摇表的使用注意事项 62



第4章 低压电器 63

4.1 开关 63

4.1.1 照明开关 63

4.1.2 按钮开关 63

4.1.3 闸刀开关 64

4.1.4 铁壳开关 65

4.1.5 组合开关 66

4.1.6 倒顺开关 67

4.1.7 转换开关 67

4.1.8 行程开关 68

4.1.9 接近开关 69

4.1.10 开关的检测 69

4.2 熔断器 71

4.2.1 六种类型的熔断器介绍 71

4.2.2 熔断器的检测 72

4.3 断路器 73

4.3.1 外形与符号  73

4.3.2 结构与工作原理 73

4.3.3 型号含义与种类 74

4.3.4 面板标注参数的识读 75

4.3.5 断路器的检测 76

4.4 漏电保护器 77

4.4.1 外形与符号 77

4.4.2 结构与工作原理 78

4.4.3 在不同供电系统中的接线 78

4.4.4 面板介绍及漏电模拟测试 79

4.4.5 检测 81

4.5 交流接触器 82

4.5.1 结构、符号与工作原理 82

4.5.2 外形与接线端 83

4.5.3 辅助触点组的安装 83

4.5.4 铭牌参数的识读 83

4.5.5 型号含义 85

4.5.6 接触器的检测 85

4.5.7 接触器的选用 87

4.6 热继电器 87

4.6.1 结构与工作原理 88

4.6.2 外形与接线端 88

4.6.3 铭牌参数的识读 89

4.6.4 型号与参数 90

4.6.5 选用 91

4.6.6 检测 91

4.7 电磁继电器 92

4.7.1 电磁继电器的基本结构与原理 93

4.7.2 电流继电器 93

4.7.3 电压继电器 94

4.7.4 中间继电器 94

4.8 时间继电器 97

4.8.1 外形与符号 97

4.8.2 种类及特点 98

4.8.3 电子式时间继电器 98

4.8.4 选用 98

4.8.5 检测 98

4.9 速度继电器与压力继电器 100

4.9.1 速度继电器 100

4.9.2 压力继电器 101



第5章 电子元器件 103

5.1 电阻器 103

5.1.1 固定电阻器  103

5.1.2 电位器 108

5.1.3 敏感电阻器 109

5.2 电感器 111

5.2.1 外形与图形符号 111

5.2.2 主要参数与标注方法 112

5.2.3 性质 113

5.2.4 检测 115

5.3 电容器 115

5.3.1 结构、外形与图形符号 115

5.3.2 主要参数 115

5.3.3 性质 116

5.3.4 容量与误差的标注方法 119

5.3.5 常见故障及检测 119

5.4 二极管 120

5.4.1 半导体 120

5.4.2 二极管 121

5.4.3 发光二极管 123

5.4.4 稳压二极管 124

5.5 三极管 125

5.5.1 外形与图形符号 125

5.5.2 结构 126

5.5.3 电流、电压规律 127

5.5.4 检测 129

5.6 其他常用元器件 131

5.6.1 光电耦合器 131

5.6.2 晶闸管 132

5.6.3 场效应管 133

5.6.4 IGBT  135

5.6.5 集成电路 136



第6章 变压器 139

6.1 变压器的基础知识  139

6.1.1 结构与工作原理 139

6.1.2 电压、电流变换功能说明 140

6.1.3 极性判别 141

6.2 三相变压器 142

6.2.1 电能的传送 142

6.2.2 三相变压器 143

6.2.3 三相变压器的工作接线方法 143

6.3 电力变压器 145

6.3.1 外形与结构 146

6.3.2 型号说明 146

6.3.3 连接方式 147

6.4 自耦变压器 148

6.4.1 外形 148

6.4.2 工作原理 149

6.5 交流弧焊变压器 149

6.5.1 外形 149

6.5.2 结构工作原理 150

6.5.3 使用注意事项 150



第7章 电动机 151

7.1 三相异步电动机 151

7.1.1 工作原理  151

7.1.2 外形与结构 153

7.1.3 三相线组的接线方式 155

7.1.4 铭牌的识别 156

7.1.5 判别三相绕组的首尾端 157

7.1.6 判断电动机的磁极对数和转速 159

7.1.7 测量绕组的绝缘电阻 160

7.1.8 常见故障及处理 160

7.2 单相异步电动机 161

7.2.1 分相式单相异步电动机的基本结构与原理 161

7.2.2 四种类型的分相式单相异步电动机的接线与特点 164

7.2.3 判别分相式单相异步电动机的启动绕组与主绕组 166

7.2.4 罩极式单相异步电动机的结构与原理 167

7.2.5 转向控制线路 168

7.2.6 调速控制线路 168

7.2.7 常见故障及处理方法 171

7.3 直流电动机 171

7.3.1 工作原理  171

7.3.2 外形与结构 173

7.3.3 五种类型直流电动机的接线及特点 173

7.4 同步电动机 176

7.4.1 外形 176

7.4.2 结构与工作原理 176

7.4.3 同步电动机的启动 177

7.5 步进电动机 179

7.5.1 外形 179

7.5.2 结构与工作原理 179

7.5.3 驱动电路 182

7.6 无刷直流电动机 182

7.6.1 外形 182

7.6.2 结构与工作原理 182

7.6.3 驱动电路 185

7.7 开关磁阻电动机 187

7.7.1 外形 187

7.7.2 结构与工作原理 187

7.7.3 开关磁阻电动机与步进电动机的区别 188

7.7.4 驱动电路 189

7.8 直线电动机 189

7.8.1 外形 190

7.8.2 结构与工作原理 190



第8章 三相异步电动机常用控制线路识图与安装 192

8.1 常用控制线路识图 192

8.1.1 简单的正转控制线路 192

8.1.2 自锁正转控制线路 193

8.1.3 接触器联锁正反转控制线路 194

8.1.4 限位控制线路 195

8.1.5 自动往返控制线路 197

8.1.6 顺序控制线路 198

8.1.7 多地控制线路 199

8.1.8 星形-三角形降压启动线路 200

8.2 控制线路的安装 201

8.2.1 画出待安装线路的电路原理图 202

8.2.2 列出器材清单并选配器材 202

8.2.3 在配电板上安装元件和导线 203

8.2.4 检查线路 204

8.2.5 通电试车 205

8.2.6 注意事项 206



第9章 室内配电与照明线路的安装 207

9.1 照明光源 207

9.1.1 白炽灯 207

9.1.2 荧光灯 208

9.1.3 卤钨灯 210

9.1.4 高压汞灯 211

9.2 室内配电布线 213

9.2.1 了解整幢楼房的配电系统结构 213

9.2.2 室内配电方式与配电原则 213

9.2.3 配电布线 215

9.3 开关、插座和配电箱的安装 221

9.3.1 开关的安装 221

9.3.2 插座的安装 223

9.3.3 配电箱的安装 225



第10章 变频器的使用 228

10.1 变频器的基本组成与调速原理 228

10.1.1 异步电动机的调速方式 228

10.1.2 变频器的基本组成 228

10.2 变频器的结构与接线说明 230

10.2.1 外形、结构与拆卸 230

10.2.2 端子功能与接线 232

10.3 操作面板的使用 235

10.3.1 操作面板介绍 235

10.3.2 操作面板的使用 236

10.4 变频器的使用 239

10.4.1 使用变频器的面板控制电动机正、反转 240

10.4.2 使用变频器外接的开关和电位器控制电动机正、反转和调速 241

10.4.3 变频器带保护电路控制电动机正、反转和调速 242



第11章 PLC快速入门 244

11.1 认识PLC 244

11.1.1 什么是PLC 244

11.1.2 PLC控制与继电器控制的比较 245

11.2 PLC的组成与工作原理 246

11.2.1 PLC的组成 246

11.2.2 PLC的工作方式 249

11.2.3 PLC用户程序的执行过程 250

11.3 PLC编程软件的使用 251

11.3.1 软件的安装和启动 251

11.3.2 程序的编写 252

11.3.3 程序的转换与传送 255

11.4 PLC应用系统的开发流程及举例 256

11.4.1 PLC应用系统的一般开发流程 256

11.4.2 PLC控制电动机正反转的开发举例 256