第六节 交流电及安全用电 （教学课件）-【中职专用】高中物理同步课堂（高教版）

物理第六节

交流电及安全用电主题五

电与磁及其应用通用类你是如何挑选优质的满足你需要的接线板的？主要内容3421人的触电类型交流电的变化规律周期和频率安全用电1交流电的变化规律大小及方向都随时间做周期性变化的电流称为交流电，简称交流。一、正弦交流电的产生

式中

e随时间按正弦规律变化，不同的时刻有不同的数值，称为电动势的瞬时值。

二、正弦交流电大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、电压、电动势称为正弦交流电流、电压、电动势，在某一时刻t的瞬时值可用三角函数式(解析式)来表示，即i(t)=Imsin

tu(t)=Umsin

t

e(t)=Emsin

t

i(t)=Imsin(

t

i0)u(t)=Umsin(

t

u0)e(t)=Emsin(

t

e0)

式中，Im、Um、Em分别称为交流电流、电压、电动势的振幅(也称为峰值或最大值)，电流的单位为A(安)，电压和电动势的单位为V(伏)；

称为交流电的角频率，单位为rad/s(弧度/秒)，它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；

i0，

u0，

e0分别称为电流、电压、电动势的初相位或初相，单位为rad（弧度）或

(度)，它表示初始时刻(t=0时)正弦交流电所处的电角度。

振幅、角频率、初相这三个参数称为正弦交流电的三要素。任何正弦量都具备三要素。2

周期和频率

1．周期

正弦交流电完成一次循环变化所用的时间称为周期，用字母T

表示，单位为s（秒）。显然正弦交流电流或电压相邻的两个最大值(或相邻的两个最小值)之间的时间间隔即为周期，由三角函数知识可知

一、周期与频率

=2

f2．频率交流电周期的倒数称为频率(用符号f表示)，即把示波器的“扫描范围”旋钮置于“10～100Hz”挡，调节“扫描微调”旋钮，使亮斑变为一条稳定的亮线；调节“X增益”旋钮，使亮线的水平宽度适当；调节把“衰减”调节旋钮置于“

”挡，即由机内提供竖直方向按正弦规律变化的交流电压信号；

【观察与体验】

用示波器观察正弦交流电波形调节“扫描微调”旋钮，使屏上出现一个稳定的一个波长的正弦波形曲线，如右图所示。此时示波器的扫描频率正好与信号频率相等，为50Hz。

【观察与体验】

用示波器观察正弦交流电波形再次调节“扫描微调”旋钮，改变示波器的扫描频率，使光屏上出现稳定且完整的两个波长的正弦波形曲线，如右图所示。与同学讨论，此时示波器的扫描频率是多少？

3.有效值

在电工技术中，有时并不需要知道交流电的瞬时值，而规定一个能够表征其大小的特定值——有效值，其依据是交流电流和直流电流通过电阻时，电阻都要消耗电能(热效应)。

设正弦交流电流i(t)在一个周期T时间内，使一电阻R消耗的电能为WR

，另有一相应的直流电流I在时间T内也使该电阻R消耗相同的电能，即WR

=I2RT。

就平均对电阻作功的能力来说，这两个电流(i与I)是等效的，则该直流电流I的数值可以表示交流电流i(t)的大小，于是把这一特定的数值I称为交流电流的有效值。理论与实验均可证明，正弦交流电流i的有效值I等于其振幅(最大值)Im的0.707倍，即正弦交流电压的有效值正弦交流电动势的有效值

我国工业和民用交流电源的有效值为220V，频率为50Hz，因而通常将这一交流电压简称为工频电压。三相交流电是由三相交流发电机产生的。三相交流发电机的转子由三个线圈AX、BY、CZ组成，始端表示为A、B、C，末端表示为X、Y、Z，每两个线圈之间的空间夹角为120°，如右图所示。

【应用与拓展】

三相交流电当转子以角速度ω匀速转动时，产生的电动势图像如右图所示。这三个电动势的最大值和频率都相同，但相位不同，相差120°。最大值相等、频率相同，在相位上彼此相差120

的三个电动势称为对称三相电动势。对称三相电动势瞬时值的数学表达式为第一相(U相)电动势：e1=Emsin(

t)第二相(V相)电动势：e2=Emsin(

t

120

)第三相(W相)电动势：e3=Emsin(

t

120

)三相电源中的绕组有星形(亦称Y)联结和三角形(亦称

)联结两种。

【应用与拓展】

三相交流电3

人的触电类型1.触电电流通过人体达到一定程度时引起的伤害事故外加电压人体本身的电阻a.不同人的人体的电阻不一定相同。种类：电击、电伤1、根据欧姆定律知道，导体中的电流大小跟什么有关系？通过人体的电流大小决定于什么？b.同一个人的电阻，皮肤干燥时大些，潮湿时就小。1．触电方式

人体因触及高电压的带电体而承受过大的电流，以致引起死亡或局部受伤的现象称为触电。触电对人体的伤害程度，与流过人体电流的频率、大小、通电时间的长短、电流流过人体的途径、以及触电者本人的情况有关。通常规定36V以下的电压为安全电压。

常见的触电方式有单相触电和两相触电。人体同时接触两根相线，形成两相触电，这时人体受380V的线电压作用，最为危险。单相触电是人体在地面上，而触及一根相线，电流通过人体流入大地造成触电。此外，某些电气设备由于导电绝缘破损而漏电时，人体触及外壳也会发生触电事故。例：经研究发现人体的电阻因人体组织不同而略有差异，一般人体的电阻约为1200欧左右，（人体的安全电流为30毫安以下）根据欧姆定律，则人体的安全电压为多少伏以下？解：R=1200欧I=30毫安=0.03安根据欧姆定律:I=U/RU=IR1200欧=0.03安=36伏

所以，一般来说人体的安全电压为36伏以下脱毛衣时发出的火花电压达几万伏，一般情况下：36V以下的电压是安全的，但在潮湿的环境中，安全电压在24V，甚至12V以下。但没有形成持续电流，所以不会电死人【思考讨论】鸟儿落在电线上为什么不会触电？站在高压线上的小鸟，鸟儿站在一根电线上，没有形成火线、地线同时加在鸟儿的两个部位上，而且站在同一根电线上的小鸟的两只脚之间的电压可以认为是零，也就不会有电流从它身上通过，所以鸟儿不会触电.ABRAB=0UAB=0低压触电高压触电触电的几种方式?高压跨步触电高压电弧触电单相触电两相触电1、低压（家庭电路）触电的形式：火线零线（1）单相触电：单个相线之间的触电。想救我，给我穿上绝缘鞋或给我一张干燥的木凳吧火线零线我来帮你！

啊！电死我啦！

一只手接触火线，身体的其它部位接触大地，电流从人体流过，造成触电。人自以为与大地绝缘却实际与地连通a、人站在绝缘物体上，却用手扶墙或其它接地导

体或站在地上的人扶他。b、人站在木桌、木椅上，而木桌、木椅却因潮湿

等原因转化成为导体。

火线火线（2）双相触电危险！想救我，快去断开电源！一只手接触火线，另一只手也接触火线，电流从人体通过，造成触电。危险！1、低压（家庭电路）触电的形式：（1）单相触电：两个相线之间的触电。a:高压跨步触电2、高压触电的两种形式

单脚跳，脱离险地；并派人看守，通知有关人员处理。

相线发生断线落地或电气设备由于绝缘损坏发生接地故障，接地电流以落地点为中心向大地流散。若人在落地点周围行走，其两脚之间的电压，就是跨步电压。由跨步电压引起的人体触电，称为跨步电压触电，跨步电压触电是高压触电常见的触电形式。

怎么办呢？b:高压电弧触电2、高压触电的两种形式雷击

雷电是自然界中发生的放电现象，发生雷电时，在云层和大地之间雷电的路径上有强大的电流通过，会给人们带来危害.雷电的路径往往经过地面上凸起的部分，如树木、高大建筑物、室外天线等，所以室外天线要装设避雷装置，特别是室外天线架设得比周围建筑物高的情况下，一定要装设避雷装置.导致触电的原因潮湿线破损火线露出水（水、潮湿、破损）设备不合要求用电不规范等4

安全用电安全用电的原则：请勿接触低压带电体请勿靠近高压带电体（低压勿摸，高压勿近）小心触电

高压危险1.不能私拉乱接电线和大功率的用电器。2.开关必须安装在相线上，合理选择导线及熔断器，不能随意加大熔体的规格或用铁丝、铜丝等代替。3.电器设备安装要符合技术要求，安装漏电保护器，有金属外壳的家用电器，外壳一定要可靠接地或接零。4.不接触高于36V的带电体,不靠近高压带电体。5.不弄湿用电器，切勿用湿手拔、插电源插头，不要用湿布擦拭带电的灯头、开关、插座等。6.不损坏电器设备中的绝缘体，防止本来绝缘的物体带电。7.电加热设备上不能烘烤衣物。8.要爱护电力设施，不要在架空电线和配电变压器周围玩耍。9.当电线落在地上时，不能走近，以免跨步电压伤人，派人看守通知有关人员处理。

要实现安全用电，就要在实际工作和生活中，养成安全用电行为习惯。电火灾成因及预防短路引起的电火灾过载引起的电火灾接触不良引起的电火灾雷电引起的电火灾假劣产品引起的电火灾发生电气火灾怎么办？1.立即切断电源。

2.无法切断电源时，不要用水及泡沫灭火器，应该使用干黄沙和二氧化碳、干粉、1211灭火器进行灭火。

3.迅速拨打119火警电话。

警示

●电源尚未切断时，切勿把水浇到电气用具或开关上。

●如果电器用具或插头仍在着火，切勿用手碰及电气用具的开关。触电后的急救原则。拉、切、挑、拽、垫要使触电者迅速脱离电源。在未切断电源或触电者未脱离电源时，切不可触摸触电者。（1）触电者神智尚清醒，但感觉头晕、心悸、出冷汗、恶心、呕吐等，

应让其静卧休息，减轻心脏负担。（2）触电者神智有时清醒，有时昏迷。应静卧休息，并请医生救治。（3）触电者呼吸停止，但心跳尚存，应施行口对口人工呼吸。（4）如心跳停止，呼吸尚存，应采取人工胸外挤压心脏法。（5）若呼吸及心跳均停止者则两种方法同时用，先胸外挤压心脏4~6

次，然后口对口呼吸2~3次，再挤压心脏，反复循环进行操作。针对不同情况的救治

操作步骤如下：1.先使触电者仰卧，解开衣领、围巾、紧身衣服等，除去口腔中的粘液、血液、食物、假牙等杂物。2.将触电者头部尽量后仰，鼻孔朝天，颈部伸直。救护人一只手捏紧触电者的鼻

孔，另一只手掰开触电者的嘴巴。3、救护人深吸气后，紧贴着触电者的嘴巴大口吹气，使其胸部膨胀；之后救护人

换气，放松触电者的嘴鼻，使其自动呼气。如此反复进行吹气2秒，放松3秒，

大约5秒钟一个循环。4.吹气时要捏紧鼻孔，紧贴嘴巴，不能漏气，放松时应能使触电者自动呼气。5.如触电者牙关紧闭，无法撬开,可采取口对鼻吹气的方法。6.对体弱者和儿童吹气时用力应稍轻，以免肺泡破裂。

口对口人工呼吸法

口对口人工呼吸法

头部后仰捏鼻掰嘴贴紧吹气放松换气①解开触