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曲靖市马龙区电工证培训学校:化工过程与电工技术基础知识

[日期:2023-12-14]   来源:云南技能考试网  作者:云南技能考试网   阅读:200次

电工作业是特种作业之一,从事电工相关规定工作必须持证上岗,电工作业操作证每3年需要复审一次。一人一证持证上岗,全国通用。

考试形式:本人参考、单人单桌、分为理论科目和实操科目,满分均为100分,及格分均为80分。

报考咨询:18206863120(微信同号)

报名资料:

1、身份证复印件1份

2、一寸白底照片2张

3、初中及以上文化程度毕业证复印件1份

4、个人健康承诺书1份(学校提供,本人签字)


特种作业操作证每3年复审一次,复审时间在证书正面下方有标注。

目前电工操作证是全国联网的,全国范围内都具有法律效力,同时也支持在异地复审证书。

证书在中国应急管理局平台:http://cx.mem.gov.cn/上面可以查询。

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电工操作证的考试难度并不大,只要有相应的文化水平且进行相应的培训、学习和练题,都是可以轻松取得证书的。

电工技术培训内容:

第一周:电工基础(安全用电法律法规)以及各种仪器仪表使用。
第二周:家庭电路布线(比如:一控、两控,多控等),电气设备安装调试,线路的运行,维护,检修等。
第三周:典礼拖动(机电及其各种控制电路,比如:电机直接启动,电机星-三角起动,自耦变压起动,异地控制,顺序控制等)。
第四周:变电,配电,输电以及二次回路的控制,运行,维护,检修等。

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化工过程与电工技术基础知识

一、电路基础知识

(一)电流和电路

1.电荷与电流

失去电子或得到电子的微粒称为正电荷或负电荷。带有电荷的物体称为带电体。电荷的多少用电量表示。其单位为C(库或库仑)。库是很大的单位,常用的电量是μC(微库或微库仑),1C=10⁶μC。

电流是带电微粒的定向移动。通常以正电荷移动的方向作为电流的正方向。大小和方向不随时间变化的电流称为直流电流;大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交流电流。

电流的符号是I,电流的单位是A(安)、mA(毫安),1A=1000mA。

2.电流

单位时间内通过导体横截面的电荷量叫做电流,用符号I表示。如果在t秒钟内通过导体横截面的电量是Q,则:


I = Q\t


电流的单位是安培(A),计算微小电流时以毫安(mA)或微安(μA)为单位,它们的关系是:

1A = 103mA1mA=103μA

电流很大时,以千安(kA)为单位。

1kA = 103A

3.电路

在电的实际应用中,从最简单的手电简的工作到复杂的电子计算机的运算,都是由电路来完成的。

(1)电路的组成及电路元件的作用电路就是电流所流经的路径,它由电路元件组成。当合上电动机的刀闸开关时,电动机立即就转动起来,这是因为电动机通过导线经开关与电源接成了电流的通路,并将电能转换成为机械能。电动机、电源等叫做电路元件,电路元件大体可分为四类:

①电源。

②负载。

③控制电器和保护电器。

④导线。

电路的作用是产生、分配、传输和使用电能。

(2)电路的状态。

①通路。

②短路。

③断路。

(二)电场、电场强度

1.电场

电场存在于带电体周围,能对位于该电场中的电荷产生作用力——电场力。电场力的大小与电场的强弱有关,这又与带电体所带的电荷量多少有关。

2.电场强度

电场强度是衡量电场强弱的一个物理量,既有大小又有方向。电场中任意一点的电场强度,在数值上等于放在该点的单位正电荷所受电场力的大小,其方向是正电荷受力的方向,即:


E = F\Q


式中      E——电场强度,F\Q

      F——电荷所受的电场力,N;

      Q——正电荷的电量,C。


(三)电位、电压、电动势

1.电位

在电场力作用下,单位正电荷由电场中某一点移到参考点(电位为零)所做的功叫该点的电位。

2.电压

电场力把单位正电荷由高电位点移到低电位点所做的功叫这两点间的电压。电压也是指电场中某两点之间的电位差。即;


U = W\Q

式中     W——电荷所做的功,J;

     Q——电荷量,C。

电压的单位是伏特(V)。

3.电动势

要使电流持续不断沿电路流动,就需要一个电源,把正电荷从低电位移向高电位,这种使电路两端产生并维持一定电位差的能力,叫做电动势,单位是伏特(V)。

(四)导体、绝缘体与导体电阻

1.导体

能够传导电流的物体为导体。常用的导体是金属,如银、铜、铝等。金属中存在着大量的自由电子。当导体与电源接成闭合回路时,这些自由电子就会在电场力的作用下朝一定方向运动形成电流。

2.绝缘体

能够可靠地隔绝电流的物体叫做绝缘体。如橡胶、塑料、陶瓷、变压器油、空气等都是很好的绝缘体。导体和绝缘体并没有绝对的界限,在一般状态下是很好的绝缘体,当条件改变时也可能变为导体。例如干燥的木头是很好的绝缘体,但把木头弄湿后,它就变得容易导电了。

3.电阻

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在导体两端加上电压,导体中就会产生电流。从物体的微观结构来说,电子的运动必然要和导体中的分子或原子发生碰撞,使电子在导体中的运动受到一定阻力,导体对于电流的阻碍作用,称为电阻。不同材料的导体,对电流的阻碍作用也是不尽相同的。有的导体电阻很小,则表示它的导电能力好;有的导体电阻很大,则表示它的导电能力差。电阻用R表示,单位是欧姆,其符号为“Ω”。常用的单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。

在实验中发现各种材料的电阻率会随温度而变化。一般金属的电阻率随温度的于高而增大,人们常利用金属的这种性质制作电阻温度计。但有些合金,例如康铜和锰铜的电阻率随温度变化特别小,用这些合金制作的导体,其电阻受温度影响也特别小,所以常用来作标准电阻。

(五)欧姆定律

在电路中,电压可理解为产生电流的能力。欧姆定律是表示电路中电压、电流和电阻这3个基本物理量之间关系的定律。该定律指出,在图2-46所示的局部电路中,流过电阻R的电流I与加在电阻两端的电压U成正比,而与电阻成反比。其表达式为

U=1R或1=U\R或R=U\T

式中      U——电路上的电压,V;

      I——流经电路的电流,A;

      R——电路的电阻,Ω。

从欧姆定律可知,在电路中如果电压保持不变,电阻越小则电流越大;而电阻越大则电流越小。当电阻趋近于零时,电流很大,这种电路状态称为短路;当电阻趋近于无穷大时,电流几乎为零,这种电路状态称为开路。

全电路欧姆定律表明,在闭合电路中,电流与电源电动势成正比,与电路中电源内阻和负载电阻之和成反比。

(六)电功、电功率与热效应

1.电功

将电能转换成其他形式的能时,电流都要做功,电流所做的功叫电功。根据公式I=Q\t及U=A\Q合和欧姆定律可得电功A的数学式为:

A = UQ= IUt

       或         A = FRt= U2\R*t

电功的单位是焦耳(J)。

2.电功率

单位时间内电流所做的功叫电功率,用字母P表示,其表达式为:

P = A\t

由部分电路欧姆定律可得常见功率的计算式。

P=UI=I2R=U2\F

电功率的单位是瓦特(W)。在实际工作中,功率的常用单位还有千瓦(kW)、毫瓦(mW),它们之间的关系为:

1kW = 103W= 10⁶mW

电源的电功率等于电源的电动势和电流的乘积(如图2-47所示)。

P₁=EI

负载功率等于负载两端电压和通过负载的电流乘积。

3.电流的热效应

电流通过导体时所产生的热量和电流值的平方、导体本身的电阻值以及电流通过的时间成正比。用公式表达就是:

Q=I2Rt

这个关系式又叫楞次—焦耳定律,热量Q的单位是J。为了避免设备过度发热,根据绝缘材料的允许温度,对于各种导线规定了不同截面下的最大允许电流值,又称安全电流。

(七)串联与并联电路

1.串联电路

在电路中,两个或两个以上的电阻按顺序联成一串,使电流只有一条通路,这种联接方式叫电阻的串联。

下面以图2-48为例分析串联电路的特点:

(1)串联电路中流过每个电阻的电流都相等且等于总电流。即:

I=I₁=I₂=I₃=……=In

式中的脚标1,2……n代表第1、第2、第n个电阻(以下表示相同)。

(2)电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和。即:

U=U₁+U₂+U₃+……+Un

(3)串联电路的等效电阻(即总电阻)等于各串联电阻之和。即:

R=R₁+R₂+R₃+……+Rn

知道了等效电阻,就可将图2-48(a)画成等效电路,见图2-48(b)。

2.并联电路

在电路中两个或两个以上的电阻一端连在一起,另一端也连在一起,使每一电阻两端都承受同一电压的作用,这种联接方式叫并联。


(1)并联电路中各电阻两端的电压相等且等于电路两端的电压,即:

U=U₁=U₂=U₃=……=Un

(2)并联电路中的总电流等于各电阻中的分电流之和,即:

I=I₁+I₂+l₃+……+In

(3)并联电路的等效电阻值(即总电阻值)的倒数,等于各电阻电阻值倒数之和

计算出总电阻后,图2-49(a)可等效为图2-49(b)。如果有n个相同的电阻并R=房。联,则总等效电阻值,由此可见,并联等效电阻值总比任何一个支路的电阻值小。

(4)在电阻并联电路中,各支路分配的电流与该支路的电阻值成反比


二、交流电和三相交流电路

(一)交流电

所谓交流电是指大小和方向都随时间作周期性变化的电动势(电压或电流)。也就是说交流电是交变电动势、交变电压和交变电流的总称。交流电又可分为正弦交流电和非正弦交流电两类。正弦交流电的电流(或电压、电动势)随时间按正弦规律变化。非正弦交流电的电流(或电压、电动势)随着时间不按正弦规律变化。

交流电的用途极为广泛,在现代工农业生产中几乎所有电能都是以交流形式产生出来的。即使电机车运输、电镀、电讯等行业所需要的直流电也可经过整流获得。这不仅因为交流电机比直流电机简单、成本低、工作可靠,更主要的是可用变压器来改变交流电的大小,便于远距离输电和向用户提供各种不同等级的电压。

本节只讨论正弦交流电。

(二)正弦交流电的几个基本物理量

在讨论交流电路以前,应了解正弦交流电的几个基本物理量。

1.瞬时值和最大值

由于正弦交流电的电流(或电压、电动势)是随时间按正弦规律不断变化的,所以每一时刻的值都是不同的,把每一时刻的值叫做交流电的瞬时值。正弦电流、电压及电动势的瞬时值分别用i、u和e表示。瞬时值中的最大值,叫做交流电的最大值(或峰值、振幅),用Im、Um及E表示。

2.频率、角频率和周期

频率是指在1秒钟内交流电变化的次数,用f表示。其单位为赫兹(简称赫),用Hz表示。常用的单位还有千赫(kHz)、兆赫(MHz)。

1kHz=103Hz

1MHz=10⁶Hz

正弦交流电表达式中的w表示正弦交流电变化的快慢,称为角频率。因正弦交流电完成一次循环而相应的角度变化为2π弧度,如每秒完成f次循环,则相应的角度变化为2π弧度。即

ω=2π

周期是指交流电变化一次所需要的时间,用T表示。单位是秒,用s表示。周期与频率是互为倒数的,即

f=1\F


目前,我国的供电系统采用的交流电的频率为50Hz,周期为0.02s。

3.相位和相位差

在正弦交流电的数学表达式中,(wt+φ)称为相位或相位角。因为它随时间而变化,所以在变化过程中能反映出正弦量的瞬时值的大小。

t=0时的相位角称为初相位角或初相位,它确定正弦量的初始值。当φ;=0时表达式i=Imsin(wt+φ;)可变为i=I,sinwt,称它为正弦参考量。

相位差是指两个相同频率的正弦交流电的相位或初相位之差。它表示两个正弦量各自达到其最大值(或零值)时的时间差。若两个同频率的正弦交流电压u₁和u₂二者同时到达零值或最大值,则二者为同相位,相位差为零。

(三)三相交流电路

三相交流电,即电路中的电源同时有三个交变电动势,这三个电动势的最大值相等、频率相同、相位互差120°,也称为对称三相电动势。三相电源的三个绕组及三相负载,其常用的连接方式有两种:星形(Y)连接和三角形(△)连接。

(四)三相功率

电能使灯泡发光、电炉发热、电动机带动机器,这些都是电能做功的表现。做功的效果用电功率来衡量。所以三相电路计算中除了要计算电流、电压、电阻等以外,常常还要计算电流的功率。在实际工作中,很多电气设备都标出它们的功率值,以说明它们做功能力的大小。

负载接在三相电源上,不论负载是星形连接或是三角形连接,它所消耗的总的有功功率必定等于各相有功功率之和,即

P=Pa+Pb+Pc

当负载对称时,每相的有功功率是相等的。


※复习与总结※


1.控制方案的设计是实现石油化工过程自动化的重要环节。要想设计出一个好的控制方案,必须深入解生产工艺,按化学工程的内在机理来掌握其自动控制方案。

2.化工过程控制主要包括流体输送设备的控制、传热设备的控制、精馏塔的控制、化学反应器的控制。应掌握其控制的基本原理及控制要求等相关知识。

3.电工技术知识主要应掌握电流、电路、电场、电场强度、导体、导体电阻等相关概念。掌握串联电路、并联电路、欧姆定律等基本原理。

4.交流电是指大小和方向都随时间作周期性变化的电动势(电压或电流),也就是说交流电是交变电动势、交变电压和交变电流的总称。三相交流电是电路中的电源同时有三个交变电动势,这三个电动势的最大值相等、频率相同、相位互差120°,也称为对称三相电动势。


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