第一篇：综采维修电工1301班班级工作总结

综采维修电工1301班班级工作总结

时间匆匆，转眼间又一个学期结束了，在这个学期内我尽心尽力于班级工作，虽遇到大大小小许多难题，虽承受很多失败，留下几许遗憾，但整体上对这个学期工作还是比较满意的。本学期即将结束，回顾这一学期来，我班在各个方面都取得了较好成绩。

一、班级制度建设

本学期，我们班在实现“深入加强日常管理，使同学加强自我管理”的班级管理目标上做了大量的工作。在这项工作中，主要围绕着这些来展开工作：

1.规范管理过程，做到民主决定班级走向；

2.明确责任管理，落实每个班委的责任。

3.我们班坚持每周一次班会探讨班上的事情要务。

在这基础上 , 扬长避短 , 争取使在稳步发展的基础上 , 寻求新的突破与新的提高。

二、干部队伍建设及其工作情况

上学期，我们班进行了班干部选举。成立了班委会，经过明确的分工，大家都能积极工作，不定期的在一起研究工作。经过了一段时间的磨合，各位班委的工作已经步入正轨。经过1年的一起工作，使我们之间也增添了不少默契。

三、活动方面

这学期领导和参与的活动有：

1.和团支书组织班级干部，积极参加学校里的活动，并且受到了学校的好评。

2.参加学校组织的春季运动会，并且取得了优异的成绩。

3.和外班举行篮球赛，并取得好的成绩。

4.在消防安全演练中高效率完成了学校的预案。

5.学期末同学们在一起聚餐,增加同学们的感情。.四、思想方面

1.大多数同学积极向上、进取。

2.大多数同学为自己订立了一个目标，并不懈地努力去实现。

3.大多数同学思想团结、集体荣誉感强。

五、学习方面

本班同学学风较为端正，基本上做到不旷课不迟到不早退，上课认真听讲，学习态度积极，交作业按时按质按量，由此同学们取得了较好的成绩！

六、目前班上存在的问题

1.团活动参加不积极

2.个别班委成员的表现不好，纪律上较差

3.班里个别同学偶尔上课迟到或旷课，对于某些课程态度不积极，课下自主学习意识不强，成绩不理想。

七、工作计划

1.班级要尽快形成优良的班风，使之能体现出优秀班级的良好精神风貌，在学校树立一个良好的形象。

2.有些同学对学校的制度、纪律管理产生“逆反”心理，导致思想、行为自由散漫，不利于班风建设。在这个方面上我想班委会要强化管理、落实制度，避免说做不一，并及时进行阶段性总结。最终，使同学们提高自我管理的能力。

3.狠抓班委会成员自身的纪律作风。建成一个作风正派、强健有力的班委会。

八、个人感想

这一学期已快结束，作为班长，我学到了很多东西，尤其是在与人打交道这个方面上获益匪浅。班上的同学来自不同地方，各自的家庭背景也不同，这就要求我面对不同的对象，采取最合适的方法来与他们交流沟通。只有了解了所有同学们的想法，才能顺利地开展班级工作。从这个角度看，我认为自己的表现是合格的。我基本上做到了和每一位同学保持友好的关系，并乐于倾听他们的意见。多次组织活动也让我学到了很多，很多东西不是一个人能弄起来的，他需要一个强大的团结的班级做后盾。同时做事前要把所有可能发生的情况考虑周到，才能避免到时候手忙脚乱。

总之，我们班是一个蒸蒸日上的班集体，在班主任的带领下，我们将走向更加辉煌的明天！走自己的路，让理想伴我行，走出五彩缤纷的明天！！

综采维修电工1301班班委

班级工作总结

1301班

职教中心技工部 202_年6月26日

综采维修电工

第二篇：综采维修电工操作规程

综采维修电工操作规程一、一般规定

1、综采维修电工必须经过培训、考试合格，并持证上岗。

2、综采维修电工必须熟知《煤矿安全规程》、《煤矿机电设备完好标准》、《煤矿机电设备检修质量标准》及《电气设备防爆标准（GB3836）》中的有关规定。

3、综采维修电工必须认真遵守执行《井下一般电气操作》有关规定。

4、必须清楚采掘巷道、工作地点的安全状况和瓦斯浓度。并熟悉出现事故时的停电顺序和人员撤离路线。

5、综采维修电工应熟悉并掌握所维护电气设备的性能、电气原理、操作程序，能够判断和处理电气设备的各种故障。

6、掌握电气防灭火和触电事故处理方法。

二、安全规定

1、严格执行交接班制度和工种岗位责任制，坚守工作岗位，严格遵守停送电有关规定及各种规章制度。

2、必须随身携带合格的验电笔和常用工具、材料、停电警示牌及便携式瓦斯监测仪，并保持电工工具绝缘可靠。

3、在检修、运输和移动电气也设备前，要注意观察工作地点周围环境和顶板支护情况，保证人身和设备安全。

4、所有电气设备、电缆和电线，不论电压高低，在检修检查或搬移前，必须首先切断设备的电源，严禁带电作业、带电搬运和约时送电。

5、当要对低压电气设备中接近电源的部分进行操作检查时，应断开上一级的开关，并对本台电气设备电源部分进行验电，确认无电后方可进行操作。

6、工作面开关的停送电，必须执行“谁停电、谁送电”的制度，不准他人送电。

7、检修中或检修完后需要试车时，应确保设备上无人工作，再进行点动试车，确认安全正常后，方可进行正式试车或投入正常运行。

三、操作前的准备

1、维修电工入井前应检查、清点应带的工具、仪表、零部件、材料。

2、必须熟悉所维修范围内综采工作面供电系统、电气设备和电缆线路的主要技术特征以及电缆的分布情况。

3、办理计划停电审批单、高压停电工作票，与通风区联系安排瓦斯检测事项。

四、维修作业

1、综采电气设备维修必须由专职电工进行，但维修前必须按要求切断电源，禁止带电作业。

2、操作综采电气设备应由专职电气人员或专职电气操作人员进行。非专职电气维修操作人员不得擅自操作电气设备。操作电气设备应遵守《煤矿安全规程》有关规定。

3、电气设备拆开后，应把拆的零件和线头记清号码，以免装配时混乱和因接线错误而发生事故。

4、在检修开关时，不准任意改动原设备上的端子位序和标记，所更换的保护组件必须经矿测试组测试过的。在检修有电气连锁的开关时，必须切断被连锁开关中的隔离开关，实行机械闭锁。装盖前必须检查防爆腔内有无遗留的线头、零部件、工具、材料等。

5、开关停电时，要记清开关把手的方向，以防所控制设备倒转。

6、工作面电缆、照明信号线、管路应按《煤矿安全规程》规定悬挂整齐。使用中的电缆不准有鸡爪子、羊尾巴、明接头。加强对综采设备移动电缆的防护和检查，避免受到挤压、撞击和炮崩、发现损伤后，应及时处理。

7、各种电气和机械保护装置必须定期检查维修，按《煤矿安全规程》及有关规定要求进行调整、整定、不准擅自甩掉不用。

8、电气安全保护装置的维护与检修应遵守以下规定：

(1)准任意调整电气保护装置的整定值。

(2)每班开始作业前，必须对低压检漏装置进行一次跳闸试验，对煤电钻综合保护装置进行一次跳闸试验，严禁甩掉漏电保护或综合保护运行。

(3)移动变电站低压检漏装置的试验按有关规定执行。补偿调节装置经一次整定后，不能任意改动。用于检测高压屏蔽电缆监视性能的急停按钮每天试验一次。

(4)在采区内做过流整定试验时，应与瓦斯检查员一起进行。

9、移动变电站应装设局部接地极与辅助接地极，局部接地极与辅助接地极距离不得小于5m，接地连接应可靠。

10、在检查和维修过程中，发现电所设备失爆时，应立即停电进行处理。对在现场无法恢复的防爆设备，必须停止运行，并向值班领导

汇报。

11、各类开关突然跳闸后，检查明跳闸原因和故障性质，及时排除后才能送电。

12、电气设备的接地螺栓与接地引线的连接必须接触可靠，不准有锈蚀。连接的螺母、垫片应镀有防锈层，并有防松垫圈加以坚固。局部接地极和接地引线的截面尺寸、材质均应符合规定。

13、不发现有人触电时，根据具体情况迅速切断电源或使触电者迅速脱离带电体，然后就地进行人工呼吸抢救，同时向地面调度汇报汇报。触电者未完全恢复、医生未到之前不得中断抢救。

14、当发现电气设备或电缆着火时，必须迅速切断电源，使用电气灭火器材或砂子灭火，并及时向调度室汇报。

15、每天工作结束后认真填写维修记录。

五、移动变电站操作规程

1、运行前检查

(1)投入前详细阅读说明书、新产品铭牌、线路图、检查容量、电压等级、接线组别及地面试验报告能满足要求：

(2)所有壳体、零部件和观察窗等有无损坏现象；

(3)所有隔爆结合面有无损伤、隔爆间隙是否符合规定要求。

(4)操作机构应灵活，各部按钮应无卡住现象，坚固件无松动，电气连接件接触良好可靠，进出电缆应压紧和密封；

(5)变电站各部分电气绝缘性能良好；

(6)移动变电站接地系统是否符合要求，局部接地极其重和辅助接地极距离不得小于5米，接地电阻不得超过2Ω。

2、移动变电站送电程序应是：先送高压，后送低压。停电程序是：先停低压，后停高压。

3、装有高压隔离开关的移动变电站，高压侧不允许带电切断电源。装有高压负荷开关的移动变电站，允许在紧急情况下断开负荷电源。装有高压断路器的移动变电站允许在正常情况下切断负荷电源。

六、高压隔爆开关操作规程

1、运行前检查：

(1)检查各部件应齐全，系统应完整；

(2)检查电缆插销或连接器是否连接牢固可靠；

(3)检查观察窗玻璃应无破损，应表面清洁，箱内指示仪表及指示灯泡应完好无损；

(4)检查防爆面的坚固螺栓应齐全，坚固可靠；

(5)检查操作手把是否在指定位置，分析指针或标准是否显示在“分”的位置；

(6)检查防爆门与开关的闭锁机构是否可靠闭锁；

2、高压开关合闸时，应先合上隔离开关，然后操作断路器操作手把，使开关接通电源，完毕后应检查合闸标牌或指针应显示在“合”的位置。

3、断路器因短路或接地故障发生跳闸后，必须查明原因并消除故障后，方可允许按复位按钮，操作开关合闸送电。

4、高压开关断电时，操作顺序与合闸时顺序相反。

5、高压开关停电后，隔离刀闸应置于“接地”位置。

七、低压防爆开关操作规程

1、运行前检查：

(1)检查各部件应齐全、完整。如有损坏应予修理；

(2)检查进线箱和出线箱的电缆接线是否接好，电缆插销或连接器是否连接牢固可靠。

(3)检查观察窗玻璃应无破损，表面应清洁，箱内指示仪表及指示灯应完好无损坏；

(4)检查隔爆面及隔爆符合规定，紧固螺栓应齐全，紧固可靠；

(5)检查各操作手柄及按钮，开关动作应灵活。各手柄、开关应在规定位置；

(6)检查电源等级是否与控制变压器信号变压器的原端接线一致。

(7)用试验开关检查各部分电路是否正常。

2、馈电开关或起动器所带负荷容量发生变化时，应将过载保护和短路保护的整定值及时做相应调整。

3、发生过载、短路、漏电和真空接触器发生漏气等故障时，必须先将事故排除，才允许按复位按钮，开关再次起动。

4、开关送电后，操作人员应详细检查各仪表的指示灯的状况，发现异常应立即按下停止按钮，使开关断电。

八、综采工作面通讯控制系统

1、运行前检查：

(1)检查各零部件应齐全，系统完整；

(2)检查系统各组或部分之间的联接应正确，检查所有的插销和插销座应联接牢固可靠；

(3)检查控制台的窗口玻璃应无破损，表面清晰。指示仪表与指示灯完好无损；

(4)检查控制台的防爆结合面的坚固螺栓应齐全、坚固可靠；

(5)检查控制台的隔离开关，就地远方选择开关、电表试验开关是否在指定位置。

2、操作程序

操作人员在接到起动请求信号后，应给皮带机司机发送开机信号，待皮带机起动后，应依如下次序操作：

(1)合上操作台的隔离开关，将就地远方转换开关板到所需位置。

(2)按下起动按钮，发出起动予警信号，延时后，开关吸合，转载机起动，然后起动破碎机，最后起动工作面运输机；

(3)断电停机顺序与送电起动操作顺序相反；

(4)每班应对控制台的工作状态试验开关进行检查试验，发现问题应及时处理，否则控制台内有故障，不得开机运行；

(5)控制系统如有故障，操作工不得擅自开盖检查修理，应由专职维修人员检查修理。

第三篇：综采维修电工技术工作报告

综采维修电工技术工作报告

我叫何文建，是淮北矿业集团朱庄矿综采预备区机采队一名职工，今年30岁。202_年10月在淮北煤炭技工学校毕业，分配到朱庄矿综采预备区机采对工作，时间过的真快，转眼间，我已工作十年了，在此期间，在领导的帮助下，在同事们和工友们的关心和支持下，在我不断的努力学习和工作下，我已经适应了这个工作，从进入岗位学习后，我学到了很多东西，不仅有学习方面的，更学到了很多做人的道理，对我来说真是受益非浅。我做为一个刚进入社会的年轻人来说，刚进矿什么都不懂，没有任何社会经验，在领导和师傅的帮助下，我很快的融入到了这个新的环境当中，这对我今后踏入新的工作是非常有益的。除此以为，我还学会了更好的与别人交流，如何更好的去讲述自己的观点。相信这些宝贵的经验会成为我今后成功的最重要的基石实习是每一个技校毕业生必须拥有的一段经历，它使我们在实踏 中了解社会，让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识，也增长了见识，为我以后更好的服务社会，服务矿区打下了坚实的基础。凭着对工作的热爱和年轻人的一股闯劲，我充分利用业余时间，刻苦钻研学习业务技术水平，系统学习了《综采维修电工》，《综采电器设备》，《电工学》等知识。积累了丰富的理论和实踏知识，不到两年的时间，我便对电器系统的工作原理，故障判断处理能力，及处理方法等了如指掌，各种故障也能手到病除。很快便成了综采预备区机采队电器设备检修的骨干力量，在平时的工作中，我善于思考，勤学好问，不断的提高自己对电器设备的认识水平，事故的准确判断处理能力，急时拿出处理措施，有效的降低了电器设备的事故率，多次完成了事故隐患的处理，为我矿的安全运转做出了积极的贡献。我对处理事故做出了三步处理快的工作方法，一是，机电事故发生后，首先打电话询问现场的事故情况；二是’去处理事故现场的路途中提前考虑事故发生的几种可能及原因定出排查方法；三是；到达现场后，逐步一一进行排查，对症维修，恢复生产。

202_年我被抽去淮北矿业集团公司朱庄矿方国胜工作室，参加综采维修电工知识培训，由于我刻苦钻研，勤学好问，能够很快的学习掌握了采煤机的核心技术和操作原理，受到了领导的表扬和肯定，这时我暗下决心，一定要好好学习技术争取早日能够成为一名真正的电工技术大拿。

由于综采设备对于我来说是一个新事物，仅凭自己在技校学习到的那些知识，不能完全解决生产中遇到的问题。我认真向书本学习别人下了班去打牌，喝酒，我就扎进了自己的小屋里，认真学习电工等专业书籍，虚心向区队领导，老师傅们，和工友们请教，仔细钻研每次下井我都认真了解设备的运转状态，听取班队长和工友们的意见和好的建议。厂家技术服务人员来矿指导时我都主动的向他们探讨，交流，进一步熟悉设备的原理，性能。由于那时候的机械故障仍然很多，我特别注意把没一次处理故障的过程当作学习的好机会，在时间中摸索学习，提高，为了方便以后更好的处理问题，我把每次处理故障的心得和体会，事故原因，处理方法都认真记录下来。平时经常把这些记录拿出来看看，作为经验牢记在心里，以后遇到类似的问题，就可以对症下药，大大提高了处理设备故障的效率。

咱虽然是个工人当不了科学家，但是干一行就要爱一行精一行，做一名合格的技术工人，对与工作中的每一件事我都喜欢，用心钻研，积极摸索，这样既省劲，又省时间的工作方法。虽然矿上近年来投入了大型综采设备，装备提高了，但技术力量还达不到现实，光凭一，两个技术突出的人去维修，是维修不过来的，必然尽快培养这个方面的技术人才，保证井下机电技术人才不出断层，确保设备长期的正常运转，为了更好地提高我们职工判断处理事故的能力，我将好无保留的将自己教他们学习和判断故障。

在平时的工作中，我经常与其他工友进行技术探讨与交流，把自己所学到的知识与大家共享，并从别人身上学习自己所不了解的知识，实现共同进步，例如；有一次采煤机截割电机负荷线漏电我下井到现场，听采煤机司机说，采煤机启动后移变跳电频繁。我从接线腔甩掉截割电机及油泵电机的负荷线，测量绝缘没有问题；测量上截割电机，泵电机绝缘也没问题，但是，发现截割电机接线腔有雾气，水珠，接线柱也脏，处理后试车还掉电，此时从接线柱再测量绝缘仅有0，2mo,此时绝缘值比起单量电机或负荷线都底很多。

经过仔细检查发现接线腔内至上截割电机负荷线的线鼻子护套有异常，我用电工刀划开后，发现里面有水珠，其它相也有此现象，处理后运转正常。上井后，我把故障原因；采煤机截割电机负荷线受潮范措施；一：加强平时绝缘摇测，二：接线腔内要放置干燥剂并适时更换；三：检修工将要加强专业技能学习，提高处理机电故障的能力.还有一次，我带着徒弟在井下跟小班时，井下使用的贝克开关先导出现故障，采煤机在机尾停机，再次开机时，采煤机不起动，我先检查开关显示，正常，打开采煤机控制按钮面板，检查启动，停止行程开关均正常，检查先导回路，用万用表接煤机先导端子，先导回路通。通知机行三机人员，开煤机了，注意观察开关状况，煤机司机启动煤机时，开关吸合了。采煤机没反映，到机行观察开关，煤机司机启动煤机，开关显示正常，但是未听见接触器吸合的声音，这种现象表明，煤机先导回路包括先导控制线子，二级管均正常，开始我怀疑是开关现象，更换继电器模块后，还不行，主要是控制线路可能有接地线象，重点排查控制线，恢复先导断状态，起动时还是显示，接触器不吸合，打开接线腔，先用万用表测量控制线对地阻值，但变化不大，送电测先导电压ac17v左右，原来控制线真的有问题，产生压降，一定是对地泄漏，但不完全接地，否则开关不显示on。正常时，先导控制电压为24v正常。因为工作面采煤机电缆中间有一处高压连接器，重点怀疑，于是打开，发现有小水珠，处理后，24v正常，煤机正常启动。经过这次故障的处理，下次在出现类似的问题，徒弟也会处理了每次出现故障我都和徒弟分析故障的原因，利用业余时间还帮他们复印图纸，让他们的技术不断的提高。这些都告诉了工友们，让他们将强防范，减少事故的发生。

知识使我们在排除机电故障，控制电器事故中，不断的创造价值。以上是我的总结报告，如有不是之处，恳请领导批评指正，在明年的工作中，我不断提高个人素质，同时带动工友素质提高，努力敬业，我会尽力所能，用所掌握的知识为矿区的发展作出更大的贡献.朱庄矿综予区：何文建 202_年3月11日

第四篇：综采维修电工工作标准

综采维修电工工作标准

一、岗位标准

1、综采维修电工必须经过具备四级以上培训部门的专业培训，考试合格后，取得安全资格证、操作资格证，并持证上岗，能独立操作。

2、胶带输送机司机应熟知并严格执行《煤炭安全规程》、《煤矿机电设备完好标准》和《煤矿机电设备检修质量标准》等有关内容和规定。

3、熟悉“一通三防”知识，做到“三懂”、“三会”“三做到”，能独立工作。学徒工不得独立进行工作。

4、必须熟悉采掘设备和电气设备性能、结构和原理，具有维修保养以及故障处理的工作技能和基础知识。熟悉维修范围内的设备分布、设备性能、供电系统及设备与电缆的运行状况。

5、必须清楚采掘巷道、工作地点的安全状况和瓦斯浓度，并熟悉出现事故时的停电顺序和人员撤离路线。

6、必须掌握现场机电事故处理和人身伤害事故抢救的知识。

二、工作标准

1、综采维修电工在检修电器设备前必须切断电源，并断开隔离开关，严禁带电检修。

2、综采维修电工打开电控箱的外盖时，必须轻拿轻放，不得划伤防爆面。

3、停电后应与电源电压等级相适应的验电笔检验，检验无误后，再进行导体对地完成放电(在瓦斯可能积聚之处必须进行检查时，瓦斯浓度在百分之一以下时才准放电)。装有接地装置的设备，停电后必须将相应的开关手柄打到“接地”位置。

4、检查电器设备的绝缘性能时，必须使用与其电压等级相适应的摇表进行测试。

5、处理采煤机故障时，不得甩掉采煤机的各种保护。

6、综采维修电工处理采煤机故障时，不得调整各种元器件的整定值，不得用铜丝、铝丝代替熔断器的熔体。

7、综采维修电工检修完毕时检查电控箱内不得留有工具或备件。

8、综采维修电工盖电控箱外盖时，必须将所有螺栓紧固到位。

9、综采维修电工停电时先停断路器，再停隔离开关。

10、综采维修电工停电后必须挂“有人工作，不得送电”的指示牌，并加锁或专人看守制度。

11、综采维修电工操作高压带电设备时，必须戴绝缘手套和穿绝缘靴并站在绝缘台上。

12、综采维修电工给采煤机合闸时，先合隔离开关，然后合断路器，严禁带负荷操作隔离开关。

13、综采维修电工拆卸运输机电机的电缆插头时，必须轻拿轻放，不得损坏电缆插头。

14、综采维修电工接线时不得出现毛刺，电缆接头用胶带绑全。

15、综采维修电工接线时电气间隙不少于36mm。

16、综采维修电工接线时爬电距离应根据材料选择45—90mm。

17、综采维修电工在用摇表测试电缆绝缘后，测试完毕后必须验电、放电。

18、电缆必须绑扎连接紧固，截面不小于原电缆的80%，包扎绝缘层的绝缘不小于原绝缘等级，冷补采用专用模具，无气泡、无开裂、无缺损。

三、技术标准

1、在排除机械、电气故障或按规定作业需要监护时，不得少于两人。

2、处理机头或机尾故障，紧链、接链后，试车启动前，人员必须离开机头、机尾，严禁在机头、机尾上部伸头查看。

3、处理输送带跑偏时，应停机调整上、下托辊的前后位置或调整中间架的悬挂位置，严禁用手脚直接接触运行中的输送带。

4、检修输送带时，工作人员严禁站在机头、尾架、传动滚筒及输送带等运转部位的上方工作。如因处理事故必须站在上述部位工作时，要指派专人停机、停电、闭锁、挂停电牌后方可作业。

5、在更换输送带和做输送带接头等时，应远离转动部位5m以外作业。如确需点动开车并拉动输送带时，严禁站在转动部位上方和在任何部位直接用手或用脚蹬踩输送带。

6、所有电气设备、缆线，不论电压高低，在检修检查或搬移前，必须首先切断设备的电源，严禁带电作业、带电搬运和约时送电。

7、只有在瓦斯浓度低于1%的风流中，方可按停电顺序停电，打开电气设备的门(或盖)，经目视检查正常后，再用与电源电压相符的验电笔对各可能带电或漏电部分进行验电，检验无电后，方可进行对地放电操作。

8、电气设备停电检修检查时，必须将开关闭锁，挂 “有人工作，禁止送电”的警示牌，无人值班的地方必须派专人看管好停电的开关，以防他人送电。环形供电和双路的设备必须切断所有相关电源，防止反供电。

9、当要对低压电气设备中接近电源的部分进行检查时，应断开上一级的开关，并对本台电气设备电源部分进行验电，确认无电后方可进行操作。

10、电气设备停电后，开始工作前，必须用与供电电压相符的测试笔进行测试，确认无电压后进行放电，放电完毕后开始工作。

11、在有瓦斯突出危险的巷道内打开电气设备检查时，必须切断该设备上一级电源后再进行检查。

12、采掘工作面开关的停送电，必须执行“谁停电、谁送电”的制度，不准他人送电。

13、一台总开关向多台设备和地点供电时，停电检修完毕需要送电时，确认所供范围内无其他人员在该范围内供电的电气设备或线路上检修时，方准送电。

14、检修检查高压电气设备时，应按下列规定执行：

1)、检查高压设备时，必须执行工作票制度，切断上一级电源开关。

2)、停电后，必须用与所测试电压相符的高压验电笔进行测试。

3)、确认停电后，必须进行放电，放电时应注意：

①放电前要进行瓦斯检查。

②放电前，必须先将接地线一端接到接地网(极)上，接地必须良好。

③放电人员必须戴好绝缘手套、穿绝缘鞋或站在绝缘台上进行放电。

④最后用接地棒或接地线放电。

4)、放电后，将检修高压设备的电源侧接上短路接地线，方准开始工作。

15、检修中或检修完成后需要试车时，应保证设备上无人工作，先进行点动试车，确认安全正常后方可进行试车或投入正常运行。

16、在使用普通型仪表及量具进行测量时，应严格执行下列规定：

1)、测试仪表及量具应每年校验一次，仪表及量具应在校验有效期内。

2)、测试仪表及量具由专人携带和保管，电气测量时，一人操作，一人监护。

3)、测试电气设备时周围20米范围内瓦斯浓度必须在1%以下。

控制台操作工工作标准

1、控制台操作工接班后必须认真检查系统电压，当系统超压或欠压时，不得送电。

2、控制台操作工对开泵指令进行复述，得到回应后，方可通知泵站司机开泵。

3、控制台操作工在人员进入三机内检修前，必须停机闭锁或断开三机电源，并挂停电牌、上锁。

4、控制台操作工随时观察下顺槽电器平台前50米巷道的顶板、煤帮情况，发现问题立即处理，无法处理的必须向跟班队干进行汇报。

5、控制台操作工接班后必须检查各隔离开关手把的位置，发现不正常及时复位。

6、控制台操作工接班前应检查电气设备的保护装置和操作按钮是否灵敏可靠，主要连接螺栓有无松动现象，发现问题及时处理。

7、控制操作工必须认真观察采煤机电流，当采煤机超负荷(350A)运行时，及时给采煤机司机发出过载信号。

8、控制台操作工启动三机前必须检查三机是否在正转位置，启动三机时不得将设备的各种保护、闭锁装置甩掉。

9、控制台操作工接到工作面发出开机或送电信号时，必须复述口令，口令听不清不得开机或送电，控制台司机复述口令后无人回答或不是同一人回答，不得开机或送电。

10、控制台操作工听到开喷雾泵的指令时，除了执行以上措施外，还必须通知煤机附近的人员撤离，得到采煤机附近人员的回复后，方可通知开泵。

看电缆工工作标准

1、看电缆工开机前必须认真检查拖曳电缆、煤机冷却水管，发现电缆有破裂、水管有损坏现象，及时整改。

2、看电缆工开机前必须检查电缆槽是否有变形，发现变形的电缆槽后，必须立即整改。

3、看电缆工必须时刻注意观察电缆槽的运行情况，发现挂卡现象，必须及时闭锁刮板输送机，并通知班工长具体情况。

第五篇：综采维修电工培训教案

山西焦煤集团有限责任公司员工职业技能培训丛书

综 采 维 修 电 工

主编郝利荣

煤 炭 工 业 出 版 社

内 容 提 要

本书是山西焦煤集团有限责任公司员工职业技能培训丛书之一。内容包括：电工基础、电子技术基础、变压器与交流异步电动机、综采工作面安全供电及供电系统、综采电气设备、采煤机和刮板输送机的电气控制、矿用电缆等，并附有综采维修电工技能鉴定标准。

本书可作为参加煤炭行业职业技能鉴定、技能大赛的有关人员及综采维修电工技能培训的教材，也可供有关工程技术人员与管理人员学习参考。

202_年8月第1版202_年8月第1次印刷 社内编号5589定价31.00元

前言

综合机械化采煤是煤矿现代化采煤的主要生产方式，它使回采工作面的主要生产工序连同平巷运输等环节都实现了机械化和连续化。随着我国煤炭工业的迅速发展，采煤工作面综合机械化的程度迅速提高，机电设备单机容量和总的容量不断增大，综采设备不断向重型化、强力化发展，结构系统越来越复杂，技术越来越先进，这就为综采设备的安装、回撤、使用、维护提出了较高的要求。

综采工作面电气设备的维修是综采工作面生产过程中极为重要的组成部分。由于综采电气设备的类型和数量很多，工作环境恶劣，所以要求有较多的备件和专门维护。在综采工作面，一个部件发生故障后，如果不及时修复或因配件供应不及时而无法更换，就有可能妨碍整个工作面的正常推进。因此，加强电气设备的维修具有重要的意义。

综采维修电工是指使用机具及仪表从事综采工作面的供电、通信、控制等电气设备的定检、维护、检修的技术工人。综采维修电工的职责是：保证本职范围内电气设备的安全、可靠运行；清楚工作环境的安全状况，熟知相关的规定和标准，熟悉维修范围内的供电系统、设备分布以及电缆、设备的运行情况；熟悉出现事故时停电顺序和人员撤离路线；掌握机电设备的结构、原理性能和事故的处理方法，忠于职守、精心维护、遵守各种规章制度。

为了创建学习型企业，全面提高员工素质，为员工学习技术、掌握技能和业务，以及为技能大赛和技能鉴定提供统一标准的教材和学习资料，山西焦煤集团有限责任公司组织编写了《山西焦煤集团公司员工必读丛书》，《综采维修电工》是这套丛书之一。该书按照中华人民共和国《工人技术等级标准》(煤炭行业)对综采维修电工的要求而编写的。

全书共分八章。第一章至第四章为基本知识和基本理论，主要内容有电工基础、电子技术基础、变压器与交流异步电动机、综采工作面安全供电及其供电系统等；第五章至第八章为实际操作技能，主要内容有综采电气设备的工作原理及其维护、检修、故障分析，矿用电缆，综采工作面通信控制和照明系统等。

在本书编写过程中，针对煤矿综采工作面电气设备的特点，努力贯彻“理论联系实际”的原则，在内容上由浅入深，循序渐进，既注重了基础知识和基本技能，又注重了知识的综合运用以及知识与能力的转化，使教材更贴近实际和应用。在文字的叙述上，力求简明、通俗，便于自学、易于理解。为了适应生产需要，书中还适当地编入了调压调频启动器、电牵引采煤机的电气控制等新技术和新设备。

本书由郝利荣任主编，裴剑平、邵佩林、张志高任副主编，参加编写的人员有邵佩林、韩锡钰、曹学贵、李双珠、张光斌、常玉春、任学明，书中插图由任学明绘制。

在本书编审过程中，得到了太原矿山机器集团有限公司、太原惠特科技有限公司、西山煤矿总公司设备租赁公司、西铭矿机电科、职教办等有关单位的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。

由于时间仓促，水平有限，书中难免有不当之处，恳请广大读者批评指正。编者202_年6月 第一章电工基础..........................................................................................................................第一节直流电路的基本概念与基本定律..................................................................................3 第二节电感、电容与电磁感应................................................................................................11 第三节正弦交流电路................................................................................................................18 第四节三相正弦交流电路........................................................................................................36 第二章电子技术基础....................................................................................................................42 第一节半导体的基础知识........................................................................................................42 第二节晶体二极管与三极管....................................................................................................44 第三节三极管的放大电路........................................................................................................53 第四节整流滤波与稳压电路....................................................................................................62 第五节数字电路基础知识........................................................................................................72 第三章变压器与交流异步电动机................................................................................................83 第一节变压器............................................................................................................................83 第二节交流异步电动机............................................................................................................89 第四章综采工作面安全供电及供电系统....................................................................................98 第一节综采工作面安全供电....................................................................................................98 第二节综采工作面供电系统..................................................................................................101 第三节供电保护......................................................................................................................112 第五章综采电气设备..................................................................................................................133 第一节矿用隔爆高压配电装置..............................................................................................133 第二节移动变电站..................................................................................................................141 第三节矿用低压馈电开关......................................................................................................154 第四节隔爆型电磁启动器......................................................................................................161 第六章采煤机和刮板输送机的电气控制..................................................................................182 第一节采煤机电气控制..........................................................................................................182 第二节刮板输送机电气控制..................................................................................................206 第七章矿用电缆..........................................................................................................................209 第一节概述..............................................................................................................................209 第二节电缆的敷设与维护......................................................................................................213 第三节电缆的连接..................................................................................................................215 第四节电缆的现场修补..........................................................................................................216 第五节电缆的故障及处理......................................................................................................221 第八章综采工作面通信控制与照明系统..................................................................................223 第一节CK-2型通信控制系统...............................................................................................223 第二节ZXZ8-2.5（4）-Ⅱ（Ⅲ）型.....................................................................................237 第三节综采照明......................................................................................................................244 附录：综采维修电工职业技能鉴定标准..............................................................................248 参考文献..................................................................................................................................255

第一章电工基础

［学习提示］

本章主要介绍直流电路的基本概念与基本定律，电感、电容与电磁感应，正弦交流电路，三相正弦交流电路等。初级工应掌握电路的基本概念；中、高级工应掌握电路的基本原理，看懂电路图；技师、高级技师必须全面掌握电工基础知识，能看懂和绘制复杂的电路图。

第一节直流电路的基本概念与基本定律

一、电路的组成与作用

电路就是电流通过的路径。它的作用是实现电能的传输和转换。

电路主要由电源、负载、导线和控制设备四部分组成，可分为外电路和内电路。从电源一端经过负载再回到电源另一端的电路称为外电路。电源内部的通路称为内电路。

(1)电源：电路中电能的来源，是将其他形式的能量转变成电能的装置，是电路中的原动力，如发电机、蓄电池等。

(2)负载：即用电设施，也叫负荷，如电动机、灯泡等。(3)导线：连接电源与负载的装置。

(4)控制设备：改变电路状态或保护电路不受损坏的装置，如开关、熔断器等。

二、电路的基本物理量 1.电流

在电场力的作用下，自由电子或离子所发生的有规则的运动称为电流。为了计量电流的强弱，人们规定电流强度这一物理量。电流强度是在电场力的作用下单位时间内通过某一导体截面的电量。如果电流强度不随时间而变化，则称这种电流为直流电流，简称直流。电流强度简称电流，其表达式为：

电流的单位是安培（A），即在1 秒（s）内通过导体截面的电量为1库仑（C）时，则电流为1安培（A）。在计量小电流时，常用毫安（mA）、微安（μA）为单位，而计量大电流时则采用千安（kA）。其关系为

人们习惯上规定正电荷运动的方向（或负电荷运动的相反方向）为电流的方向。

2.电压和电位

电压是衡量电场做功能力大小的一个物理量。如图1-1所示，设在电场力F的作用下，正电荷Q由A移到B，移动距离为lAB，则电场力所做的功为

电场力把单位正电荷从A点移到B点所做的功，称为该两点间的电压UAB，用公式表示为：

若电场力将1库仑（C）的正电荷从A点移到B点，所做的功是1焦耳（J），则A、B间的电压值为1伏特（V），即

常用的单位还有千伏（kV）、毫伏(mV)、微伏(μV)。

如果选定电路中某一点为参考点，则电路中其他各点与参考点之间的电压就有一个确定的电压值（UAO、UBO），这些电压值称为以Ｏ为参考点的各点电位，用符号V表示，如图1-1所示。

在电场中任意两点间的电压称为两点间的电位差，即

电位的单位与电压的单位相同。

电压和电位是有区别的，电路中某两点间电压的大小是绝对的，与参考点无关；而某点电位的大小则是相对的，随参考点而变。电压的方向总是从高电位到低电位，即电位降的方向。

3.电动势

电动势是衡量电源将非电能转换成电能本领的物理量。

电源中，外力将单位的正电荷从电源的负极移到正极所做的功，称为电源的电动势，用E表示，即

电动势的单位也与电位的单位相同。电动势的方向是由电源的负极指向正极，因此电动势的方向与电压的方向相反，这是两者的区别。

在数值关系上，电动势等于电源内部电压降与负载两端的电压降之和，即

如忽略电源内部的电压降Ir，则电动势就等于负载两端的电压降，即

当外电路(即负载)开路时，则电动势就等于电路的开路电压。4.电阻

导体对电流的阻碍作用称为电阻，用符号R表示，单位为欧姆（Ω），简称欧。如果导体的两端电压为1 V，通过电流为1 A，则该导体的电阻为1 Ω，即

电阻常用的单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)，其换算关系为：

实验证明，导体的电阻与导体截面成反比，与导体长度成正比，并且还与导体的材料有关。用公式表示为：

三、欧姆定律、电功和电功率 1.欧姆定律

1）一段无源电路的欧姆定律

在一段电路中不含电动势，仅有电阻，如图1-2所示。这段电路电阻中流过的电流与加在电阻两端的电压成正比，与电阻的大小成反比，即

电阻的倒数称为电导，引用电导G后，欧姆定律还可以写成：

2）全电路欧姆定律

全电路是含有电源的闭合电路，如图1-3所示。图中E为电源电动势，r0为电源的内阻，R为负载电阻。

全电路欧姆定律的内容是：全电路中的电流强度与电源的电动势成正比，与整个电路中（即内电路和外电路）的电阻成反比，其数学式为：

由上式可得

全电路中的电压与电流的变化规律表现为如下几个方面：

(1)电路处于通路状态时，当负载电阻减小时，电路中电流增大，电源端电压

将略有下降。

(2)电路处于断路状态时，如图1-4所示，电路的特征可用下列各式表示：

即：外电路电阻对电源来说等于无限大，电路中电流为零，电源端电压等于电源电动势，电源不输出电能。

(3)短路状态时（电源的两端a和b由于某种原因连在一起）如图1-5所示，电路的特征可用下列各式表示：

电源短路时，外电路电阻可视为零，电流不再流过负载，回路中仅含电源内阻，这时电流很大称为短路电流。短路电流可使电源遭受电磁力的冲击与热的损伤而损坏。电源所产生的能量全被内阻所消耗。

2.电功与电功率

1）电功

电流通过电动机会带动机器转动，电流通过电炉会发出大量的热，电流通过电灯会发光，这些能量的传递和转换，说明电流做功，电流所做的功称为电功，用符号W表示。

电功的大小跟通过电器的电流和加在用电器两端的电压及通电时间有关。其计算公式为：

电功的单位是焦耳(J)，但实用上焦耳太小，而用千瓦时(kW²h)，即度为单位，其换算关系为：

2）电功率

电流在单位时间内所做的功称电功率。其计算公式为：

电功率常用的单位瓦特(W)、千瓦(kW)，其关系为：

由式(1-13)可以看出：

(1)当电器的电阻一定时，电器消耗的功率与电流的平方或电压的平方成正比。例如，电流或电压是原来的2倍，功率则是原来功率的4倍。

(2)当流过用电器的电流一定时，电功率与电阻成正比。在串联电路中，各电阻消耗的功率与电阻成正比。

(3)当加在电器两端的电压一定时，功率与电阻成反比。并联电路，每个电阻消耗功率与其电阻成反比。

四、电阻的串、并联电路 1.电阻的串联

几个电阻一个接一个地连接起来，中间没有分支，这种连法称为串联。如图1-6（a）所示为两个电阻串联电路。

电阻串联的特点：

(1）通过各电阻的是同一个电流；(2）总电压等于各电阻上电压之和，即

(3）等效电阻R等于各电阻之和，即

于是可以把电路等效成如图1-6（b）所示。各电阻上的电压分别为：

可见，串联各电阻上的电压与相应的电阻成正比。

2.电阻的并联

几个电阻连接在两个公共节点之间，这种连法称为并联。如图1-7（a）所示，表示两个电阻并联。

电阻并联的特点：

(1）各电阻两端是同一电压；

(2）总电流I等于各并联电阻中电流之和，即

(3）等效电阻R的倒数，等于各电阻倒数之和，即

式(1-16)也可写成：

于是，可以把电路等效成如图1-7(b)所示。

两个电阻并联时，式（1-16）可以写成：

则两并联电阻上的电流分别为：

可见，并联各电阻上的电流与相应的电阻成反比。3.电阻混联

电路中既有串联又有并联，这样的联接方式叫混联。对于这样的电路，首先将混联电路简化成一个无分支电路，再进行电流电压计算，简化方法是：

(1）找出混联电路中等电位点进行编号，将电阻对号接入各点；(2）画出简化电路。

第二节电感、电容与电磁感应

一、电容器

1.电容器和电容量

被绝缘材料分隔开的两个导体，就组成一个电容器。图1-8所示为一个简单的平板电容器及其图形符号。金属板A、B称为极板，极板中间的绝缘材料称为介质。如果两极板接上直流电源，在电场力的作用下，自由电子由电源负极移到极板B上，使极板B带负电荷；同时极板A带等量的正电荷，直到极板间的电压与电源电压相等为止，这种现象叫充电。充电完成后，极板所带的电量与外加电压U的大小成正比，即

式中的比例常数C称为电容器的电容量，简称电容。它的大小完全取决于电容器的结构，是一个固定不变的量，与所带电量或两端电压大小无关。在同样电压下，C越大，则Q越大，所以电容量表示单位电压下电容器1个极板上储存电荷量的能力，可写为：

当U=1 V时，Q=1 C时，电容器C=1法拉（F）。由于法拉这个单位太大，通常采用较小的单位微法（μF）和皮法(pF)，其换算关系为：

2.电容器的串联

两个或两个以上的电容器正、负极板依次连接的方式，叫电容器的串联，如图1-9所示。串联电容器的特点是：

(1）每个电容器所带电量相等，并等于等效电容器上所带的电量，即

(2）总电压等于各电容器两端电压之和，即

(3）总电容的倒数等于各电容器电容的倒数和，即

由此得两个串联电容器的等效电容为：

(4)串联电容器两端承受的电压与其电容量成反比,即

当两个电容器串联时，各电容器两端承受的电压分别为：

由此可见，电容器串联时总电容量比其中任一串联电容器的电容量小。串联电容器越多，总电容量越小。而且，电容器串联时，电容器电容量越小，承受的电压会越高。

3.电容器的并联

两个或两个以上的电容器，同性极板连接在一起的连接方式叫做电容器的并联，如图1-10所示。

并联电容器的特点：

(1）每个电容器两端电压相同，并等于外加电压，即

(2）并联电容器的总电量等于各电容器电量之和，即

(3）并联后的总电容等于各电容量之和，即

由此可见，并联电容器的总电容比其中任一个电容器的电容量都大。而且并联电容器越多，总电容量越大。因此，在电容量不能满足要求的情况下，可以用几个电容器并联使用，但最高工作电压按并联电器中最小额定工作电压确定。

二、电流的磁场

实验表明，产生磁场的根本原因是电流。在载流导体或永久磁铁的周围存在着磁场，磁场是物质的一种特殊形态。磁场有两种表现形式：一是磁场对处在磁场内的载流导体或铁磁物质有力的作用，在对磁场做相对运动的导体上能产生感应电动势；二是磁场具有能量。

为了使磁场形象化，可用磁力线来描绘磁场。磁力线都是些闭合曲线，线上任一点的切线方向即为该点的磁场方向，如图1-11（a）所示。载流导体周围的磁场方向与产生该磁场电流方向有关系，磁场的方向与电流方向之间关系可用右手螺旋定则来确定。用右手握住通电导体，拇指伸直并指向电流方向，则其余四指所指的方向便是磁力线即磁场方向，如图1-11（b）所示。对于通电螺旋线圈周围的磁场，磁场方向也用右手螺旋定则判断，四指指向线圈中的电流方向，伸直的拇指就表示磁力线的方向，如图1-11（c）所示。

三、磁场的基本物理量

图1-12导体受到的作用力1.磁感应强度

磁感应强度是表示磁场内某点磁场的强弱和方向的一个物理量，其大小可用该点磁场作用于1 m长、通过1 A 电流的导体在磁场中所受到的力来衡量，如图1-12所示，即

2.磁通

磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通，即

磁通的单位是韦伯(Wb)，简称韦。为了把磁通、磁感应强度与磁力线密切联系起来，把垂直穿过单位面积上的磁力线数叫磁感应强度，也叫做磁通密度，即

3.磁势

要使电路中产生电流必须有电源电动势。同样，要使线圈中产生磁通，必须要有磁势。通常把电流与线圈匝数N的乘积叫磁势(FC)，即

磁势的单位是安(A)。

磁势愈大，产生的磁通愈大，说明磁场愈强。4.磁场强度

表示磁场强弱的一个辅助计算量，通过它来确定磁场与电流的关系。磁力线通过的闭合路径叫磁路。如果磁路长为L，则磁场强度为：

5.磁导率(μ)磁导率是用来表示磁场媒质的磁性的物理量，也就是用来衡量物质导磁能力的物理量。它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即

例如，有两个完全相同的线圈，一个线圈内以磁钢做心，一个以铜做心。这两个线圈内的媒质不同，则磁导率μ不同，通入同样大小的电流所产生的磁通也不同。因此，磁感应强度随着媒质的不同而不同。

任一媒质的磁导率与真空中的磁导率之比叫做相对磁导率用μr表示，即

表示在其他条件相同的情况下，媒质中的磁感应强度是真空中的多少倍。

从以上分析可知，磁导率μ只与磁路材料有关，μ愈大说明材料的导磁性能愈好，也就是说能够用较小的磁场强度产生较大的磁通密度。

四、对载流直导线的作用力

把一根通有电流I的导线垂直放入均匀磁场中，如图1-13（a）所示，载流导线在磁场中受力F的大小与磁通密度B、导线电流I及导线有效长度成正比。

如果导线l以任意方向放在磁场中，如图1-13（b）所示，求载流导线所受到的电磁力时，可将导体l按投影法则，分解为与磁场垂直的分量和平行的分量，其垂直分量为导体的有效长度，即

电磁力的方向可用左手定则来确定，如图1-13(a)所示。即伸开左手于磁场内，让磁力线直穿过手心，四指伸直指向电流方向，则与四指垂直的拇指的指向便是导体所受电磁力的方向。

应用左手定则可以判断通电导体在磁场中的运动方向，它和电动机原理相同。

五、电磁感应

电流能够产生磁场，在一定的条件下，变化的磁场也可以产生电动势。这种变化的磁场能在导体中引起电动势的现象叫做电磁感应，由电磁感应所产生的电动势叫感应电动势，由感应电动势引起的电流叫感应电流。在电力系统中，发电机、变压器等设备都是根据电磁感应原理制造出来的。

1.自感电动势

当线圈中通过电流时，线圈周围一定会产生磁场。若线圈中电流发生变化时，由这个变化的电流所产生的磁通也将随着变化，这个变化的磁通将在线圈中产生感应电动势。由于这个感应电动势是由线圈本身的电流变化而产生的，所以叫自感电动势。自感电动势的方向总是反抗线圈中磁通变化。当电流增加时，自感电动势的方向力图阻止电流增加；而当电流减小时，自感电动势的方向力图阻止电流减小。

自感电动势大小是由下列因素决定的：

(1）与电流变化率有关。电流变化快慢通常用电流变化率表明。所谓电流变化率是指在很短的时间内电流变化的数值与这段时间的比值。

(2）与线圈本身的结构（如几何形状、匝数）有关。(3）与线圈周围介质有关。2.互感电动势

两个互相靠近的线圈，当其中一个线圈接通电源时，其电流的变化将引起磁通变化。这个变化的磁通除穿过本身线圈外，还有一部分穿过与它靠近的另一线圈。因此，在另一线圈中会产生感应电动势，这种现象称互感，由互感产生的电动势称互感电动势。

第三节正弦交流电路

一、概述

通常把大小和方向随时间变化的电流、电压、电动势，统称为交流电。在交流电动势作用下的电路称为交流电路。如果交流电是按正弦规律变化的，称为正弦交流电。图1-14所示为正弦交流电流的波形图。

正弦交流电有许多优点。例如，可以方便地利用变压器升压和降压，便于高压输电，减少输电损失；交流电动机比直流电动机结构简单，在制造和维护上都比较经济；在某些场合下必须用直流电时，可以用整流设备很方便地转换成直流电，供给直流负载。所以正弦交流电得到了广泛的应用。

二、正弦交流电的产生

正弦交流电动势是由交流发电机产生的，如图1-15（a）所示为两极交流发电机的结构示意图。在静止的两个磁极N、S之间放置圆柱形铁心，其上绕有线圈(图中仅示1匝)。铁心和线圈合称电枢。线圈的两端分别接到两只相互绝缘的铜环上，铜环固定在转轴上，环上压接电刷与外电路相连。为了使线圈产生的感应电动势能按正弦规律变化，把磁极做成特殊形状，使其气隙中的磁场按正弦规律分布。如图1-15（b）所示，当电枢由原动机拖动在按正弦规律分布的磁场中旋转切割磁力线时，线圈中便会产生正弦感应电动势。如图1-15（c）所示，电枢表面的磁感应强度可用公式表示为：

电枢在磁场中等速旋转时，线圈中的感应电动势为：

因此，上式可写成：

在图1-15(b)中，发电机电枢在按正弦规律分布的磁场中旋转1周时，线圈中的感应电动势e也按正弦规律交变1次。

如果发电机是四极的，如图1-16（a）所示，在2π的空间角内，当电枢旋转1周时，电动势就按正弦规律变化了2次，如图1-16（b）所示。交流电在变化过程中经过的角度叫电角度。电角度和空间角的关系为：

交流电在任一瞬间的值称为瞬时值，瞬时值用小写字母表示，如i、u、e分别表示交流电流、交流电压、交流电动势的瞬时值。

三、正弦交流电的三要素

正弦交流电的主要特征表现在量值大小、交变的快慢及初始值三个方面，它们分别由幅值（或有效值）、频率（或周期）和初相位来确定。所以，幅值、频率和初相位就称为正弦量的三要素。

(1)最大值：瞬时值中的最大值，电动势、电压和电流分别用大写字母Em、Um和Im表示。

(2)周期T和效率f：周期T为交流电按正弦规律变化1次所需的时间，单位为s；频率f为每秒钟内正弦交流电变化的周期数，单位为Hz。周期和频率互为倒数，即

例如，我国发电厂发出的交流电频率为50 Hz；周期为0.02 s。(3)角频率ω：正弦交流电在1 s内变化的电角度。即

角频率的单位为弧度/秒(rad/s)，由于α=ωt，于是式(1-35)可写成： e=Emsinωt

发电机所产生的电动势的频率与发电机的磁极对数和转速有关，即

四、相位与相位差 1.相位与初相位

如图1-17所示，设t=0时开始计时，a1b1线圈平面与中性面之间的夹角为ψ1，a2b2线圈与中性面之间的夹角为ψ2，则在任意时刻这两个电动势的瞬时值可分别为：

上式中的电角度(ωt+ψ)称为该交流电量的相位或相角，它反映了交流电变化的进程。显然，e1的相位(ωt+ψ1)与e2的相位(ωt+ψ2)不相同。电动势e1、e2的波形图如图1-17(b)所示。

t=0时的相位叫初相位或初相，显然e1的初相是ψ1，e2的初相是ψ2。

交流电量的初相可以为正也可以为负，图1-18(a)、(b)分别表示初相为+60°及初相为-30°的正弦电动势的波形。

2.相位差

两个同频率交流电量的相位之差叫做相位差，用字母φ表示，即

可见，两个同频率交流电量的相位差就等于它们的初相之差。根据两个同频率正弦量的相位差，可以确立两个正弦量之间的相位关系。一般的相位关系可分为超前或滞后；特殊的相位关系有同相、反相、正交几种。

(1)超前、滞后：当两个同频率正弦量的相位差φ=ψ1-ψ2＞0时，即e1的初相大于e2的初相时，e1的变化领先e2，这种情况叫做e1的相位超前e2，或叫做e2的相位滞后于e1。在图1-19中，e1超前e2为135°，或e2滞后e1为135°。

(2)同相、反相、正交：如果φ=ψ1-ψ2=0，则称两个正弦量同相，在图1-20(a)中，电动势e1与e2同相。如果φ=ψ1-ψ2=180°，则称两个正弦量反相，在图1-20(b)中，电动势e1与e2反相。如果φ=ψ1-ψ2=90°，则称两个正弦量正交，在图1-20(c)中，电流i1与i2正交。

交流电量的相位差实际上反映了两个交流电量到达最大值的时间差，时差(t)的大小等于相位差除以角频率。即

五、交流电的有效值 1.有效值的概念

交流电流的有效值是以电流的热效应来规定的。因此，有效值的定义如下：如果一个交流电通过一个电阻在一个周期时间内所产生的热量和某一直流电流通过同一电阻在相同的时间内产生的热量相等，那么这个直流电的量值就是交流电的有效值。有效值常用大写字母U、E、I表示。

2.有效值与最大值的关系

根据有效值的定义，采用图形面积来推导有效值与最大值之间的数量关系。首先看看接在直流电源上的灯泡A所消耗的能量。在图1-21(a)中，灯泡A的电阻为R，通过的电流为I时，灯泡所消耗的功率为：

在t秒时间内，灯泡A所消耗的电能为：

设直流电流的波形如图1-21(c)所示，那么灯泡A所消耗的电能可以用图1-21（e）中带有阴影的矩形面积来表示。

再来看接在交流电源上的灯泡B所消耗的能量。在图1-21(b)中，灯泡B接在交流电源上，它的电阻也等于R，通过它的交流电流波形如图1-21(d)所示。灯泡消耗的功率为：

因为电流i的大小是随时间而变化的，所以功率力也随时间变化，不能用一个固定的数值来表示。因此，需要用做图的方法求出灯泡B在t时间内所消耗的电能WB。

在图1-21(d)中，如果将电流i每一瞬间的数值平方，再乘以R，就可以得到在同一瞬间功率的大小。逐点求出功率的瞬时值，画在直角坐标中，就得到pB的波形图，如图1-21(f)所示。在一个周期内，电流值虽有正有负，但是电阻上消耗的功率总是正值。因为在后半周期内，电流虽为负值，但i2R仍为正值。灯泡B所消耗的电能可以用图中的带有阴影的矩形面积来表示。从图中可以看出(或用数学证明)，矩形的高度(平均高度)为：

这时WB应为

根据有效值的定义可得

即也就是说正弦电流的有效值等于最大值的0.707倍,或正弦电流的最大值等于有效值的2倍。

把正弦电流有效值的概念推广到正弦电压和正弦电动势上,同样可得到:

在交流电路中，通常都是用有效值进行计算的。电气设备的额定电流、额定电压也都是用有效值来标定的，交流伏特表和安培表的刻度也都是用有效值来刻度的。可见，有效值的应用是十分广泛的。

有效值和最大值是对同一交流电量从不同角度来反映电流强弱和电压高低的物理量。在计算功率时，要用有效值。但在选择电器设备的耐压时，必须考虑到最大值。例如，直流耐压160 V的纸介电容器，就不能用于电压有效值为160 V的交流电路。

六、正弦交流电的表示法 为了便于研究交流电，人们通常用四种形式表示一个正弦交流电。第一种形式是解析式，就是用一个数学式子来表示，例如i=12sin(100πt-30°)（A）；第二种形式是曲线图；第三种形式是相量图，即用旋转矢量来表示；第四种形式称为符号形式，是用复数来表示一个交流电。本节的重点是研究正弦交流电的矢量图表示法。

旋转矢量表示法，就是用一个在直角坐标中绕原点不断旋转的矢量，来表示正弦交流电的方法。旋转矢量常用最大值符号Em、Im或Um表示。

图1-22所示为用旋转矢量表示交流电动势的方法。旋转矢量Em沿逆时针方向旋转，其角速度等于正弦交流电动势的角频率，其长度代表正弦交流电动势的最大值(或有效值)。若旋转矢量与x轴的正方向同向时，正弦电动势的初相为零。若旋转矢量的长度为Em，角频率为ω，起始时与横轴正方向的夹角为ψ，则t=0时刻旋转矢量在纵坐标轴y上的投影就等于正弦电动势的瞬时值的初始值，即：正弦电动势的瞬时值可表示为y=e=Emsin(ωt+ψ)。例如，在t1时刻，和其对应的正弦电动势是瞬时值e1。这样规定以后，正弦电动势的每一瞬时值将和一个确定的旋转矢量相对应。在t0、t1„时的瞬时值，在y轴上有e0、e1„与其对应。由于旋转矢量在坐标中的位置与时间有关，通常称其为时间矢量。

需要说明：该矢量反映了正弦量三要素，它可以表示一正弦量，但它与速度的空间矢量不同，它只是用来作为正弦交流电路的计算工具。通常将这种矢量称为相量。相量的符号用大写字母上加“²”表示，如U²、I²等。

将同频率的交流电画在同一张旋转相量图上时，由于这些相量的角频率相同，不论它们旋转到什么位置时，彼此之间的相位关系始终保持不变，所以在研究各相量之间的关系时，通常不标出角频率而只按初相和最大值作出相量，这样作出的图叫相量图。例如：

它们的相量图如图1-23所示。作图时要注意，在同一相量图上，相同单位的相量，要用相同的尺寸比例绘制，如图1-23中的E²m或U²m。

上面是用最大值作出的相量图。由于有效值已被人们广泛使用，因而各正弦量的旋转相量也可以用有效值画出。以后画相量图时，将较多地采用有效值旋转相量图。有效值相量常用字母U、I、E来表示。

采用相量来表示正弦交流电的优点是，计算和决定几个同频率交流电相加或相减时，要比解析式和曲线图简便，故相量图是研究交流电的重要工具之一。

正弦交流电用相量表示以后，它们的和差运算就可以采用相量加减的方法进行。一般步骤是先画出各相量，然后用平行四边形法则作出总相量，最后用三角方法计算出结果。

七、纯电阻电路

纯电阻电路，就是既没有电感，又没有电容而只包含有电阻的电路，如图1-24(a)所示。在实际生活中，由白炽灯、电烙铁、电阻炉或电阻器组成的交流电路都可近似地看成是纯电阻电路。

图1-24纯电阻电路

1.电流与电压的相位关系

为了分析方便起见，设加在电阻两端的正弦电压uR的初相为零，即

根据欧姆定律，通过电阻的电流瞬时值应为：

从上式不难看出，在正弦电压作用下，电阻中通过的电流也是一个同频率的正弦电流，且与加在电阻两端的电压同相位。图1-24(b)和(c)分别画出了电流、电压的相量图(有效值)和波形图(瞬时值)。在作相量图时，是以电压相量作为参考相量的，由于电流与电压同相，故两者的指向一致。

2.电流与电压的数量关系 由式(1-45)可知，通过电阻的最大电流为：

若把两边除以2，则得：

这说明，在纯电阻电路中，电压与电流的有效值之间符合欧姆定律。3.电路的功率 在任一瞬间，电阻中的电流瞬时值与同一瞬间电阻两端电压的瞬时值的乘积，称为电阻获取的瞬时功率，用pR来表示，即

瞬时功率的变化曲线如图1-24（c）中的画有线条的曲线所示。由于电流与电压同相，所以pR在任一瞬间的数值都是正值。这就说明，在任一瞬时电阻都从电源取用功率，起着负载的作用。

由于瞬时功率时刻变动，不便计算，因而通常都是计算一个周期内取用功率的平均值，即平均功率。平均功率又称为有功功率，用P表示。

电流、电压用有效值表示时，其功率P的计算与直流电路相同，即

八、纯电感电路

由电阻很小的电感线圈组成的交流电路，都可以近似地看成是纯电感电路。图1-25所示为由一个线圈构成的纯电感电路。

1.电流与电压的关系

在纯电感线圈的两端，加上交流电压uL，线圈中必定要产生一交流电流i。由于这一电流时刻都在变化，因而线圈上就产生自感电动势来“反抗”电流的改变，因此线圈中的电流变化就要落后于线圈两端的电压变化，uL和i之间就会有相位差。对于一个内阻很小的电源，其自感电动势与端电压总是大小相等方向相反的，即

由上式可看出，线圈两端的电压大小与电流的变化率成正比。下面就通过式（1-48）来分析电流与电压之间的相位关系。设线圈中的电流的初相为零，电流波形如图1-25所示。现把一周期内电流的变化分成四个阶段来研究。(1)在0～π2(即第一个1／4周期内)。电流从零增加到最大正值。此间电流的变化率ΔiΔt为正值，并且起始时刻最大，然后逐渐减小到零，根据式(1-48)可知，此期间的电压uL从最大正值逐渐变为零，如图1-25所示。

(2)在π2～π(即第二个1／4周期内)。电流从最大正值减小到零。此间电流的变化率ΔiΔt为负值，且从零变到最大负值，uL也从零变到最大负值。

(3)在π～3π2(即第三个1／4周期内)。电流从零变为最大负值，此间电流的变化率仍为负值，且从最大负值变到零，则uL也从最大负值变到零。

(4)在3π2～2π(即第四个1／4周期内)。电流从最大负值变到零，此间电流的变化率为正值，且从零变到最大正值，则uL也从零变到最大正值。

电路中的相位关系从以上分析可得电流和电压的相位关系。图1-25所示为i与uL的波形图，从波形图中可清楚地看出：在纯电感线圈中的正弦电流要比它两端的电压滞后90°，或者说，电压总是超前电流90°，图1-26为电流、电压的相量图。设流过电感的正弦电流的初相为零，则电流、电压的瞬时值表达式为：

（1-49）

2.电流与电压的数量关系

由数学推导可知，电压的最大值为：

若把两边同除以2，则得：

XL称为电感抗，简称感抗，它的单位是欧姆。因此，电感线圈中的电流有效值，就等于线圈两端电压的有效值除以它的感抗。

抗是用来表示电感线圈对交流电流阻碍作用的一个物理量。感抗的大小，取决于线圈的电感量L和流过它的电流的频率f。对具有某一电感量的线圈而言，f愈高则XL愈大，在相同电压作用下，线圈中的电流就会减小。在直流电路中，因频率f=0，故线圈的感抗也等于零，这时线圈只起电阻作用。由于一般线圈的电阻很小，故可视电感线圈为短路。图1-27所示为线圈的感抗随频率变化的图形。

3.电路的功率

纯电感线圈的瞬时功率为：

在图1-28画出了pL的变化曲线，从图中可以看到：在第一和第三个1/4期内，pL是正值，这就表示线圈要从电源方面吸取电能并把它转换成电磁能，储藏在线圈周围的磁场中，此时线圈起着一个负载的作用。但在第二和第四个1／4期内，pL为负值，这表示线圈是在向电源输送能量，也就是线圈把磁能再转换为电能而送回电源，此时线圈起着一个电源的作用。综上所述，纯电感线圈时而“吞进”电能，功率为正；时而“吐出”电能，功率为负，在一个周期内的平均功率为零。平均功率不能反映线圈能量交换的情况，因而人们就用电流与电压有效值之乘积来反映这种能量交换的情况，并把它叫做电路的无功功率。无功功率用字母QL表示，QL的大小为：

为与有功功率相区别，无功功率的单位用乏尔，简称乏。在式(1-53)中，当各物理量的单位分别用V、A、Ω时，无功功率的单位就是乏。

必须指出，“无功”的含义是“交换”而不是“消耗”，它是相对“有功”而言的，绝不能理解为“无用”。

九、纯电容电路

由介质损耗很小、绝缘电阻很大的电容器组成的交流电路，可近似地看成纯电容电路，图1-29(a)所示就是纯电容电路。

1.电流与电压的相位关系 电容器接入直流电源电路中，在电容器充放电过程中会产生电流，稳恒直流电流不能通过电容器。当电容器接到交流电路中时，由于外加电压不断变化，电容器就不断充放电，电路中就不断有电流流过，交流电流可以通过电容器。电容器两端的电压随电荷的积累(即充电)而升高，随电荷的释放(即放电)而降低的，由于电容电流等于电荷的积累和释放的变化率，因此电容中的电流与电容两端的电压的变化率成正比。

设在Δt时间内电容器极板上的电荷变化量是ΔQ，则

图1-29(b)中所示为电压与电流的变化波形，现根据式(1-54)来分析电流的变化。

(1)在0～π／2(即第一个1／4周期内)。uC从零增加到最大正值。电压变化率为正值且开始为最大，然后逐渐减小到零。根据式(1-54)可知，电流i从最大正值逐渐变为零。

(2)在π／2～π(即第二个1／4周期内)。uC从最大正值变为零，变化率为负且从零到最大负值。此间电流也从零变到最大负值。

(3)在π～3π／2(即第三个1／4周期内)。uC从零变到最大负值，变化率为负且从最大负值变为零。此间电流也从最大负值变为零。

(4)在3π／2～2π(即第四个1／4周期内)。uC从最大负值变为零，变化率为正且从零到最大正值。此间电流也从零变到最大正值。

相位关系从以上分析可清楚地看出：纯电容电路中的电流超前电压90°，这与纯电感电路的情况正好相反。图1-30所示就是电流、电压的相量图。

2.电压与电流的数量关系

设加在电容器两端的交流电压的初相为零，则电流、电压的瞬时值表达式为：

其中，电流的最大值为：

若把上式两边同除以2，则得

式(1-56)表明，在纯电容电路中，电流的有效值等于它两端电压的有效值除以它的容抗。

容抗是用来表示电容器对电流阻碍作用大小的一个物理量。容抗的大小与频率及电容量成反比。当电容器的电容量一定时，频率f愈高，则容抗XC愈小。在直流电路中，因频率f=0，故电容器的容抗等于无限大。这表明，电容器接入直流电路时，在稳态下是处于断路状态的。图1-31为电容器的容抗随频率变化的曲线。

3.电路功率

纯电容电路的瞬时功率为：

图1-32中画出了pC的变化曲线。从图中可看出，在第一和第三个1／4周期内，pC是正值，此时电容器被充电，从电源吸取能量，并把它储藏在电容器的电场中，此时电容器起着一个负载的作用。但在第二和第四个1／4周期内，pC是负值，此时电容器放电，它把储藏的电场能量又送回电源，此时电容器又起着一个电源的作用。所以在纯电容电路中，电容器也是时而 “吞进”电能，时而“吐出”电能，因而电容器不消耗电能，在一个周期内的平均功率为零。

和纯电感电路相类似，为了衡量电容器和电源之间的能量交换，用其电压有效值和电流有效值之积来标志其交换的情况，并称之为无功功率。其表示式为：

十、交流电路的功率因数 1.功率因数的概念

在交流电路中，由于电压与电流有相位差，电压与电流不同相，即电压和电流不会同时达到最大值。因此，电路实际吸收的有功功率要比同相位时UI小些。

以R、L串联电路为例，电路吸收的有功功率就是电阻R所消耗的功率。由(图1-33)电压三角形可知：

电感的无功功率为：

可见，电路的有功功率等于总电压、总电流的有效值的乘积再乘以系数cosφ。cosφ叫做电路的功率因数，φ叫做功率因数角。

电路中电压、电流有效值的乘积，既不是有功功率，也不是无功功率，称为视在功率，用符号S表示。即

视在功率也称为表观功率，它表示电源提供电流的总能力，即表示交流电源的容量大小。为区别起见，视在功率的单位用V²A。

有功功率一般小于视在功率，仅当cosφ=1时，即电流、电压同相位时，二者才相等。2.提高功率因数的意义

电力系统通常要求有较高的功率因数，原因如下：

(1)功率因数过低，电源设备的容量就不能充分利用。发电机或变压器在运行时不能超过其额定电压U和额定电流I的数值，也就是其视在功率有一个确定的值。在这种情况下，负载的功率因数越低，发电机发出的有功功率就越小，电源的利用率就愈低。

(2)功率因数过低，输电能力、输电效率下降。由公式P=UIcosφ可知，要求输送的有功功率一定时，功率因数cosφ越低，线路的电流I就越大。电流越大，线路的电压和功率损耗越大，输电效率也就越低。

综上所述，提高功率因数是必要的，其意义就在于能提高供电设备的利用率和提高输电效率。

3.提高功率因数的方法

电力系统的大多数负载是感性负载，例如电动机、变压器等，这类负载的功率因数较低。为了提高电力系统的功率因数，常在负载两端并联电容器，叫并联补偿。

感性负载和电容并联后，线路上的总电流比未补偿时减小，总电流和电源电压之间的相角φ也减小了，这就提高了线路的功率因数。在图1-34(a)中，R和L为等效感性负载，C为补偿电容。并联电容前(开关未合时)，I=I1，矢量关系如图1-34(b)所示。并联电容后(开关闭合)，总电流I为电流I1和IC的相量和，相量关系如图1-34(c)所示。从图中可看出，并联电容后，总电流从I1减小到I，功率因数角从φ1减小到φ，从而使功率因数得到提高。

第四节三相正弦交流电路一、三相交流电的产生

在三相交流电路中同时有三个电动势在作用。它们的幅值、频率相等，但在相位上彼此相差120°，这就是三相电动势。

三相电动势是由三相交流发电机产生的。最简单的发电机如图1-35（a）所示，它与单相发电机不同之处在于电枢上有三个相同的绕组，这三个绕组放置的位置在空间相隔120°。当原动机带动电枢按逆时针方向做等速旋转时，各相绕组分别产生正弦感应电动势。由于三相绕组结构相同，切割磁力线的速度相同，彼此在空间上相距120°，故所产生的电动势是三相对称电动势。图1-35(b)中，三相绕组在电路中的符号以U1、V1、W1，表示发电机绕组的首端，U2、V2、W2表示发电机绕组的末端。

三个对称电动势可用下列公式表示：

相量图和变化曲线如图1-36所示。

二、三相发电机绕组的星形连接

发电机(或变压器)三相绕组的末端U2、V2、W2连于一点N，此端点称为发电机(或变压器)的中点，如图1-37所示。从中点接出的输电线称为中线。中线通常与大地相联，故称为地线或零线。从三个始端引出的输电线称为端线(俗称火线)。

端线与中线之间的电压称为相电压，用UU、UV、UW表示。端线与端线之间的电压称为线电压，用UUV、UVW、UWU表示。三相发电机绕组产生的三相电动势是对称的，因此三个相电压也是对称的，而三个线电压可表示为：

其相量图如图1-38所示。从相量图可以看出：

同理

三相对称一般公式为：

三相发电机绕组作星形连接时，可以给负载两种电压，一种是线电压；一种是相电压。三个相电压对称，三个线电压也对称，并且同一端线输出的线电压在相位上超前其输出相电压30°。

三、三相发电机绕组的三角形连接

将各相绕组的首末端依次相连，连成一个三角形回路；再从三个顶点引出三根导线与负载相接，如图1-39所示。

从图1-39可见，发电机绕组作三角形连接时，线电压就是相电压，两者相等，即

三角形连接时必须注意要正确接线，当首尾依次连接正确时，回路中三相电压相量和等于零，在负载对称的情况下，绕组回路中无环流流过。如果接法不正确，只要一相绕组始末端接反，闭合回路中的三相电压相量和不为零，这时回路中将出现很大环流，会烧坏发电机。

四、三相负载的星形连接

将三组负载的一端分别接在U线、V线和W线上，另一端接在中线上，如图1-40(a)、(b)所示，这种连接方式称为三相星形接法，又称Y形连接，高压时用Y表示，低压时用y表示。

从图1-40(a)(b)可以看出，加在各相负载两端的电压就是该相的相电压。在各相电压的作用下，有电流流过各端线、负载和中线。流过端线(火线)的电流称为线电流，流过负载的电流称为相电流，流过中线电流称为中线电流，分别表示为Iu、Iv、Iw，IUN、IVN、IWN和IN。

三相负载星形连接时，线电流等于相电流，I线=I相，即

各相电流为：

各相负载的电压与电流之间的相位差分别为：

中线电流等于各相电流之相量和，即

各相负载取用的有功功率为：

Pu=UUNIUNcosφUN Pv=UVNIVNcosφVN Pw=UWNIWNcosφWN 三相总功率为：

P=Pu+Pv+Pw（1-67）

五、三相负载的三角形连接

将各相负载依次接在两端线之间，如图1-41所示。这种连接方式称为三角形接法，又称为D接法，高压时用D表示，低压时用d表示。

1.负载三角形连接的特点

因为各相负载都直接接在电源的线电压上，所以负载的相电压UZ与电源的线电压相等，即

UUV＝UVW＝UWU＝UZ＝U线

因此，不论三相负载对称与否，其相电压对称；当三相负载对称时(各相的电阻、感抗、阻抗分别相等)，负载的相电流IZ也是对称的，即

IUV=IUW=IWU=IZ=UZ /Z相

在图1-42中，线电流和相电流的关系为： 的线电流与相电流关系从图1-42相量图可以看出,线电流也是对称的,在相位上较相应的相电流滞后30°。

线电流和相电流的关系为：

三相负载取用的总功率为：

2.负载连接的一般原则

三相负载究竟应连接成D形还是Y形，应根据每相负载的额定电压与电源线电压的大小而定。如果各相负载的额定电压等于电源线电压的13，则负载应接成Y形；如果两者相等，应接成D形。如把应作Y形连接的负载误接成三角形，则每相负载的相电压比其额定值升高3倍，电流增大，设备会烧坏；反之，若把D形连接的负载误接成Y形，则负载的额定电压仅为其额定值的13，功率、电流也随之减小，如果是电动机会产生转矩不足，烧毁电动机。

第二章电子技术基础第

［学习提示］

本章主要介绍半导体基础知识、晶体二极管和与晶体三极管、三极管放大电路、整流滤波与稳压电路、数字电路基础知识等。初级工应初步了解晶体管的基本知识与应用；中级工应熟悉各类晶体管电路的组成与应用；高级工应掌握各种晶体管电路的原理及故障分析；技师应全面掌握电子技术基础理论，掌握常见电子线路的定性分析；高级技师应掌握较复杂电子线路的识读与绘制。

第一节半导体的基础知识

一、导体、绝缘体与半导体 1.导体

自然界中能导电的物质，称为导体。如金、银、铜、铁、铝、铅等金属材料，都可称为导体。导体之所以能导电，是因其物质的分子是由原子组成的，原子又是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成的。电子受到原子核的束缚力绕原子核有规则地分层运动（就像行星绕恒星运转一样），其外层电子受原子核的束缚力最小，因此在外界条件（如光、电、热等因素）的作用下，原子中就会有足够能摆脱原子束缚力的自由电子，这些自由电子在外电场的作用下，就会沿电场方向运动形成了电流。金属导体的电阻率很小，约为(10-6～10-3)Ω/cm。

2.绝缘体

对于某些物质，无论给它施加多高的电压，都不会导电。如橡胶、玻璃、塑料、纤维等，这些物质均可称为绝缘体。因绝缘体不会导电。绝缘体的电阻率很大，约为(106～108)Ω/cm。

3.半导体

半导体是绝缘性能介于导体和绝缘体之间的一种特殊物质，如硅、锗、硒及大多数金属氧化物和硫化物都属于半导体。它们的电阻率为(10-3～106)Ω/cm，介于导体和绝缘体之间。

图2-1空穴和自由电子 的形成很多半导体的导电能力在不同条件下有很大区别。

(1)有些半导体对温度很敏感，环境温度升高时，它的导电能力就大大增强，利用这种特性就可做成热敏原件。

(2)有些半导体受到光照时，它的导电能力变的很强，当无光照时，它又近乎不导电。利用这些特性就可以制成各种光电元件。

(3)在纯净的半导体中掺入微量的某种元素后，导电能力就会成十万乃至几百万倍的增大。例如，在纯硅中掺入百万分之一的硼后，硅的电阻率就会从20³108 Ω²mm2/m 减小到4 000 Ω²mm2/m 左右。利用这种特性就可以制成各种不同用途的半导体器件。

二、半导体物质的内部结构和导电机理 1.电子、空穴和载流子 在共价键结构中，原子最外层虽然具有八个电子而处于较为稳定的状态，但是共价键中的电子还不像在绝缘体中的价电子被束缚的那样紧。在获得一定能量（温度升高或光照）后，共价键中的电子即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子。温度越高，晶体中产生的电子就越多。

在电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共价键中就出现一个空位，称为空穴。在一般情况下，原子是中性的。当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，原子的中性便被破坏，而显出带正电，或者说，原子中出现了带正电的空穴，如图2-1所示。在这种情况下晶体中的自由电子（带负电）和空穴（带正电）必然成对出现，数量相等。

当半导体两端加上外电压时，半导体中将出现两部分电流：一是自由电子作正向运动所形成的电子电流；一是仍被原子核束缚的价电子（注意，不是自由电子）递补空穴所形成的空穴电流。在半导体中，同时存在着电子导电和空穴导电，这就是半导体导电方式的最大特点，也是半导体和金属导体在导电原理上的基本差别。

自由电子和空穴都称为载流子。2.N型半导体

在硅或锗等不同材料的半导体中掺入杂质锑或磷等物质，半导体中的自由电子的数目就会大量增加，自由电子就会成为半导体中的多数载流子而空穴是少数载流子。这种以电子为主要载流子的半导体称为N型半导体。

3.P型半导体 如掺入铟、铝、镓等物质后，在半导体中就形成了大量空穴，空穴就会成为多数载流子，自由电子成为少数载流子，这种以空穴为主要载流子的半导体称为P 型半导体。

应当注意，无论是那种半导体，虽然它们都有一种载流子占多数，但是整个晶体仍然是不带电的。

三、PN结的形成及其单向导电性 1.PN结的形成

通常是在一块晶片上，采取一定的工艺措施，在两边掺入不同的杂质，分别形成P型半导体和N型半导体。在这两种半导体中，由于P区有大量空穴存在（浓度大），而N区的空穴极少（浓度小），因此空穴要从浓度大的P区向浓度小的N区扩散，扩散过程首先是交界面附近的空穴扩散到N区，形成了一个负空间电荷区。同样N区的电子要向P区扩散，在交界面附近形成正空间电荷区，如图2-2（a）所示。这样在P型半导体和N型半导体交界面两侧形成的一个空间电荷区就是PN结。

形成空间电荷区的正负离子虽然带电，可它们不能移动，不参与导电，但是它们的电荷却在交界面形成了一个电场，称为内电场，其方向从带正电的N区指向带负电的P区，如图2-2（b）所示。由P区向N区扩散的空穴在空间区将受到内电场的阻力，而由N区向P区扩散的电子也将受到内电场的阻力，即内电场对多数载流子的扩散起阻挡作用，所以空间电荷区又称为阻挡层。另外一方面，内电场对少数载流子（P区的自由电子和N区的空穴）则可能推动它们越过空间电荷区进入对方。这种少数载流子在电场作用下有规则地运动称为飘移运动。

扩散和飘移是互相联系的，又是互相矛盾的。刚开始形成空间电荷区时，多数载流子的运动占优势。但在扩散运动进行过程中，空间电荷区逐渐加宽，内电场逐渐加强，于是在一定条件下（如温度一定），多数载流子的运动逐渐减弱，而少数载流子的运动逐渐加强，最后扩散和飘移运动达到动态平衡，这时PN结相对处于稳定状态。

PN结的最大特点是单向导电性，它是晶体二极管的基本结构，是各种半导体器件的基本组成环节，也是半导体器件入门的基础。

2.PN结的单向导电性

前面讨论的是PN结的自然状态，由于阻挡层的作用，载流子的扩散处于动态平衡。如果给PN结外加一个正向电压，即外加电源的正端接在P区，负端接在N区，此时外电场与内电场的方向相反，驱使P区的空穴进入空间电荷区抵消一部分负电荷，同时N区的自由电子也进入空间电荷区抵消一部分正电荷，于是整个电荷区由宽变窄，内电场被削弱，多数载流子的扩散运动被增强，形成较大的扩散电流（即正向电流）。在一定范围内，外电场越强，正向电流越大，这时PN结呈现的电阻很低。若给PN结外加一个反向电压，即外接电源的正端接在N区，负端接在P区，外电场与内电场方向一致，驱使空间电荷区两侧的空穴和自由电子移走，使得空间电荷增加，空间电荷区变宽，内电场增强，多数载流子的扩散运动难以进行，此时PN结呈现出高电阻。只有在外电场作用下少数载流子飘移运动形成很小的反向电流。

由以上分析可知，PN结具有单向导电性。在PN结加上正向电压时，PN结电阻很低，正向电流很大，PN结处于导通状态；在PN结加反向电压时，PN结电阻很高，反向电流很小，PN结处于截止状态。

第二节晶体二极管与三极管

一、晶体二极管 1.基本结构

晶体二极管简称二极管，是最简单的半导体器件，它实际上就是在一块晶片上形成的PN结，由P区引出一个电极称为阳极（正极），再由N区引出一个电极称为阴极（负极），然后封装在管壳中，就形成一个完整的二极管。通常在管壳的外皮上标有二极管的图形符号，有的则用黑环及色点的一端表示为阳极。

2.伏安特性

二极管的两端电压与电流的关系称为二极管的伏安特性，如图2-3所示。图中右上方为正向特性，即二极管加正向电压时电压与电流的关系曲线；左下方为反向特性，即二极管加反向电压时电压与电流的关系曲线。

从正向特性曲线中可以看出，当所加的正向电压很小时，由于外电场还不能克服内电场的作用，此时正向电流很小（图2-3OA、OB段，该段所对应的电压称为死区电压），二极管的电阻很大。当正向电压超过死区电压以后，外电场大大削弱了内电场，多数载流子大量通过阻挡层，使二极管的正向电流很快增长，二极管完全导通（曲线中AE、BF段）。

二极管加上反向电压后，在一定范围内（OD、OC段），呈现很大的电阻，只有很小的反向电流流过，二极管不导通，处于截止状态。当二极管所加反向电压增加到一定数值时（图2-3D、C两点），反向电流会突然增大，PN结阻挡层遭到破坏，这种现象称为反向击穿。此时PN结的结温迅速增加，导致其发热击穿而损坏。

3.稳压二极管的伏安特性 稳压二极管也是一种二极管，用于稳定电子电路中的电压。与一般二极管不同的是工作在反向电压（阳极接电源负极，阴极接电源正极）下不会被击穿而损坏，且工作在击穿区起稳压作用。稳压二极管的伏安特性及图形符号如图2-4所示。从图中左下方反向工作曲线可以看出，在击穿区（图中A点），反向电流可以在很大范围内变化，而电压几乎不变，利用这一特性，就可起到稳压作用。

由于稳压二极管的特殊功用，使用时应注意极性不能接错，否则会产生短路烧坏二极管。同时，还应注意稳压管可以串联使用，但切忌并联使用。

4.二极管主要参数 1）最大整流电流IOM

最大整流电流是指二极管长期使用时，允许流过二极管的正向平均电流，如果正向平均电流超过最大整流电流时，管子将过热而损坏。

2）最高反向工作电压URM

它是保证二极管使用中不被击穿的最高反向工作电压，一般是反向击穿电压的1/2或1/3。

3）最大反向电流IRM

最大反向电流是指二极管加上反向工作电压时的反向电流值。反向电流大时说明二极管的稳定性能差，且受温度影响大。

4）最高工作频率fM

最高工作频率是指二极管能够正常使用时的工作频率。5.二极管的型号含义及分类 1）二极管的型号含义

晶体二极管型号的含义由四部分组成，详见表2-1。

2）二极管的分类

二极管按结构可分为点接触型和面接触型；按材料可分为锗二极管和硅二极管；按功率可分为大功率管和小功率管；按用途可分为下列几类：

(1)普通二极管：如2AP或2CP系列，主要用于高频检波，限幅和小电流整流等电路中。

(2)整流二极管：如2CZ系列，主要用于各种整流电路中。

(3)开关二极管：如2AK或2CK系列，主要用于数字电路、脉冲和整形电路中。(4)稳压二极管：如2CW或2DW系列，主要用于各种类型电子稳压电路中。(5)光电二极管：如2CV系列，主要用于光控电路中。(6)发光二极管：主要用于各种信号显示电路之中。6.二极管的简易检测 1）

二极管的极性判别

通常根据二极管管壳上的标志及符号即可判别正负极。如遇标志不清或无标志，可根据二极管的正反向电阻不同的特点用万用表测量。具体方法是：首先将万用表欧姆档旋到R³100挡位，然后用万用表两个表笔测量二极管的两个电极正反向电阻各1次，取测量电阻值较小的1次（约为几百欧姆）判断，则与万用表黑表笔相接的电极为正极，另一侧为负极。

2）

二极管好坏的估测

因为二极管是单向导电元件，所以测得正反电阻值相差越大越好。如果两值相差不大，说明二极管性能不好或已损坏；如果测量时表针不动，说明二极管已断线；如果测出电阻为零，说明电极间短路损坏。

3）

使用时注意事项

在使用时应注意不同材质和结构的管子所具有的特点，以便合理使用。比如锗管比硅管正向压降小，适合于检波和限幅。硅管热稳定性比锗管好，适合于环境温度变化大的场合。另外，在工作频率较高的场合几乎都采用点接触型管子，而在工作电流较大的情况下又多采用面接触型管子。同时还应注意以下几点：

(1)接入电路前必须判别正负极性及性能好坏，然后正确装入电路之中。

(2)正确识别二极管型号，根据使用手册查找主要技术参数，其参数应满足电路要求。(3)大功率二极管应按规定要求加装散热器，安装二极管时应尽量远离发热元件。

二、晶体三极管 1.基本结构与符号

晶体三极管内部结构为在一块晶片上形成三层半导体材料和两个PN结。根据组合方式的不同，分为PNP型和NPN型两类，其内部结构与符号如图2-5所示。

常见三极管有硅管和锗管两类。硅管多数为NPN型，锗管多数为PNP型。两种不同类型的三极管工作原理相同，只是两者外加电压的极性和各极电流的方向相反而已。在图2-5中发射极的箭头方向表示该管正向电流方向。NPN型的发射极箭头向外，PNP型发射极的箭头向内。另外，根据功能还可分为低频管和高频管；大功率管和小功率管；以及普通管和开关管。

2.三极管的电流放大原理

为了使三极管工作在放大状态，需要按规定加上正向电压，使集电结反偏。下面通过对某NPN型三极管电流的测试数据来分析放大原理。如图2-6所示，在电路中要使UCE＞UBE，一般使EC＞EB，以保证发射结正偏，集电结反偏。调节RB则改变IB，从而得到一组与之相对应的IC、IE电流值，测试数据见表2-2。

从表中数据可以发现以下规律：

(1)改变IB，IC和IE的值随IB改变。

(2）基极电流的很小变化，将引起集电极电流的较大变化。这种现象就是三极管的电流放大作用。

三极管之所以具有电流放大能力，是因为它具有特殊的内部结构，下面简要叙述其内部机理：

1）发射区向基区注入电子

当发射结加正向电压时，发射区的多数载流子（电子）不断通过发射区扩散到基区；同时，电源EB不断给发射区补充电子（因发射极接EB的负极），从而形成发射电流(其方向与电子流方向相反)，由发射极流出。虽然基区的多数载流子（空穴）也扩散到发射区，但由于基区掺杂浓度很低，与电子流相比，空穴流可忽略不计。

2）电子在基区的扩散与复合 由于基区很薄且掺杂浓度很低，发射区电子扩散到基区后，大部分很快扩散到集电结附近，只有极小部分电子与基区的空穴复合。同时，接在基区的正电源EB不断从基区“拉走”电子，相当于连续给基区补充空穴。这个过程不断进行，从而形成较小的基极电流Ib，其方向为由外电路流入基极。

3）

集电区收集电子

由于集结加上较高的反向电压，其内电场较强，对扩散到集结附近的电子有很大吸引力，使电子很快通过集电结为集电区所收集形成较大的电子电流。另外，集电区中的少数载流子（空穴）在反向电压作用下向基区漂移会造成很小的反向饱和电流ICBO，这两部分电流共同组成了集电极电流IC。由于ICBO很小，通常被忽略。IC的方向是由外电路流向集电极。

从上述分析可知，由于外部电压的不同和三极管内部的特殊结构，使发射区供给的电子分为两部分，一部分形成很小的基极电流IB，另一部分形成较大的集电极电流IC，所以就有IE=IB+IC。IB和IC的分配比例取决于电子扩散的复合比例，三极管制成后，这个比例基本保持一定。所以，基极电流微小的变化，便能引起集电极电流较大的变化，这就是三极管具有电流放大的原因所在。

3.三极管常用接法

根据输入信号与输出信号公共点的不同，可分为共发射极、共集电极、共基极几种，其中共发射极接法应用最为广泛。

1）共发射极接法及特点

共发射极接法如图2-7（a）所示，其特点是输入阻抗较小（约为几百欧），输出阻抗较大（约为几千欧），电流和电压及功率放大倍数以及稳定性与频率特性较差，常用在放大电路和整形电路中。

2）共集电极接法及特点

共集电极接法如图2-7（b）所示。其特点是输入阻抗大（约为百千欧），输出阻抗小（约为几十欧），电流放大倍数大，电压放大倍数小于1，稳定性与频率特性较好。常用在阻抗变换电路中，也称为射极输出器。

3）共基极接法及特点

共基极接法如图2-7（c）所示。其特点是输入阻抗小（约为几十欧），输出阻抗大（约为几百千欧），电流放大倍数小于1，电压放大倍数较大，稳定与频率性较好，但需要有两个独立的电源，常用在高频放大与振荡电路中。

4.三极管的开关作用

三极管的开关作用如图2-8所示，当三极管基极输入端加上一个大的正向电压时，则进入饱和导通状态，此时，集电极和发射极之间电阻变得很小（只有几～几十欧），会有很大的饱和电流通过电阻R使小电珠发光。这时，就相当于刀闸合上，晶体管起到“开”的作