曲靖市馬龍區(qū)電工證培訓(xùn)學(xué)校：化工過(guò)程與電工技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)
電工作業(yè)是特種作業(yè)之一，從事電工相關(guān)規(guī)定工作必須持證上崗，電工作業(yè)操作證每3年需要復(fù)審一次。一人一證持證上崗，全國(guó)通用。
考試形式：本人參考、單人單桌、分為理論科目和實(shí)操科目，滿分均為100分，及格分均為80分。
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報(bào)名資料：
1、身份證復(fù)印件1份
2、一寸白底照片2張
3、初中及以上文化程度畢業(yè)證復(fù)印件1份
4、個(gè)人健康承諾書(shū)1份（學(xué)校提供，本人簽字）
特種作業(yè)操作證每3年復(fù)審一次，復(fù)審時(shí)間在證書(shū)正面下方有標(biāo)注。
目前電工操作證是全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的，全國(guó)范圍內(nèi)都具有法律效力，同時(shí)也支持在異地復(fù)審證書(shū)。
證書(shū)在中國(guó)應(yīng)急管理局平臺(tái)：http://cx.mem.gov.cn/上面可以查詢。
電工操作證的考試難度并不大，只要有相應(yīng)的文化水平且進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和練題，都是可以輕松取得證書(shū)的。
電工技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容：
第一周：電工基礎(chǔ)（安全用電法律法規(guī)）以及各種儀器儀表使用。
第二周：家庭電路布線（比如：一控、兩控，多控等），電氣設(shè)備安裝調(diào)試，線路的運(yùn)行，維護(hù)，檢修等。
第三周：典禮拖動(dòng)（機(jī)電及其各種控制電路，比如：電機(jī)直接啟動(dòng)，電機(jī)星-三角起動(dòng)，自耦變壓起動(dòng)，異地控制，順序控制等）。
第四周：變電，配電，輸電以及二次回路的控制，運(yùn)行，維護(hù)，檢修等。
化工過(guò)程與電工技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)
一、電路基礎(chǔ)知識(shí)
(一)電流和電路
1.電荷與電流
失去電子或得到電子的微粒稱為正電荷或負(fù)電荷。帶有電荷的物體稱為帶電體。電荷的多少用電量表示。其單位為C(庫(kù)或庫(kù)侖)。庫(kù)是很大的單位，常用的電量是μC(微庫(kù)或微庫(kù)侖),1C=10⁶μC。
電流是帶電微粒的定向移動(dòng)。通常以正電荷移動(dòng)的方向作為電流的正方向。大小和方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流電流；大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電流稱為交流電流。
電流的符號(hào)是I,電流的單位是A(安)、mA(毫安),1A=1000mA。
2.電流
單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量叫做電流，用符號(hào)I表示。如果在t秒鐘內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量是Q,則：
I = Q\t
電流的單位是安培(A),計(jì)算微小電流時(shí)以毫安(mA)或微安(μA)為單位，它們的關(guān)系是：
1A = 103mA1mA=103μA
電流很大時(shí)，以千安(kA)為單位。
1kA = 103A
3.電路
在電的實(shí)際應(yīng)用中，從最簡(jiǎn)單的手電簡(jiǎn)的工作到復(fù)雜的電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，都是由電路來(lái)完成的。
(1)電路的組成及電路元件的作用電路就是電流所流經(jīng)的路徑，它由電路元件組成。當(dāng)合上電動(dòng)機(jī)的刀閘開(kāi)關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)立即就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)通過(guò)導(dǎo)線經(jīng)開(kāi)關(guān)與電源接成了電流的通路，并將電能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能。電動(dòng)機(jī)、電源等叫做電路元件，電路元件大體可分為四類：
①電源。
②負(fù)載。
③控制電器和保護(hù)電器。
④導(dǎo)線。
電路的作用是產(chǎn)生、分配、傳輸和使用電能。
(2)電路的狀態(tài)。
①通路。
②短路。
③斷路。
(二)電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度
1.電場(chǎng)
電場(chǎng)存在于帶電體周圍，能對(duì)位于該電場(chǎng)中的電荷產(chǎn)生作用力——電場(chǎng)力。電場(chǎng)力的大小與電場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)，這又與帶電體所帶的電荷量多少有關(guān)。
2.電場(chǎng)強(qiáng)度
電場(chǎng)強(qiáng)度是衡量電場(chǎng)強(qiáng)弱的一個(gè)物理量，既有大小又有方向。電場(chǎng)中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，在數(shù)值上等于放在該點(diǎn)的單位正電荷所受電場(chǎng)力的大小，其方向是正電荷受力的方向，即：
E = F\Q
式中 E——電場(chǎng)強(qiáng)度，F(xiàn)\Q
F——電荷所受的電場(chǎng)力，N;
Q——正電荷的電量，C。
(三)電位、電壓、電動(dòng)勢(shì)
1.電位
在電場(chǎng)力作用下，單位正電荷由電場(chǎng)中某一點(diǎn)移到參考點(diǎn)(電位為零)所做的功叫該點(diǎn)的電位。
2.電壓
電場(chǎng)力把單位正電荷由高電位點(diǎn)移到低電位點(diǎn)所做的功叫這兩點(diǎn)間的電壓。電壓也是指電場(chǎng)中某兩點(diǎn)之間的電位差。即；
U = W\Q
式中 W——電荷所做的功，J;
Q——電荷量，C。
電壓的單位是伏特(V)。
3.電動(dòng)勢(shì)
要使電流持續(xù)不斷沿電路流動(dòng)，就需要一個(gè)電源，把正電荷從低電位移向高電位，這種使電路兩端產(chǎn)生并維持一定電位差的能力，叫做電動(dòng)勢(shì)，單位是伏特(V)。
(四)導(dǎo)體、絕緣體與導(dǎo)體電阻
1.導(dǎo)體
能夠傳導(dǎo)電流的物體為導(dǎo)體。常用的導(dǎo)體是金屬，如銀、銅、鋁等。金屬中存在著大量的自由電子。當(dāng)導(dǎo)體與電源接成閉合回路時(shí)，這些自由電子就會(huì)在電場(chǎng)力的作用下朝一定方向運(yùn)動(dòng)形成電流。
2.絕緣體
能夠可靠地隔絕電流的物體叫做絕緣體。如橡膠、塑料、陶瓷、變壓器油、空氣等都是很好的絕緣體。導(dǎo)體和絕緣體并沒(méi)有絕對(duì)的界限，在一般狀態(tài)下是很好的絕緣體，當(dāng)條件改變時(shí)也可能變?yōu)閷?dǎo)體。例如干燥的木頭是很好的絕緣體，但把木頭弄濕后，它就變得容易導(dǎo)電了。
3.電阻
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在導(dǎo)體兩端加上電壓，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。從物體的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，電子的運(yùn)動(dòng)必然要和導(dǎo)體中的分子或原子發(fā)生碰撞，使電子在導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)受到一定阻力，導(dǎo)體對(duì)于電流的阻礙作用，稱為電阻。不同材料的導(dǎo)體，對(duì)電流的阻礙作用也是不盡相同的。有的導(dǎo)體電阻很小，則表示它的導(dǎo)電能力好；有的導(dǎo)體電阻很大，則表示它的導(dǎo)電能力差。電阻用R表示，單位是歐姆，其符號(hào)為“Ω”。常用的單位還有千歐(kΩ)和兆歐(MΩ)。
在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)各種材料的電阻率會(huì)隨溫度而變化。一般金屬的電阻率隨溫度的于高而增大，人們常利用金屬的這種性質(zhì)制作電阻溫度計(jì)。但有些合金，例如康銅和錳銅的電阻率隨溫度變化特別小，用這些合金制作的導(dǎo)體，其電阻受溫度影響也特別小，所以常用來(lái)作標(biāo)準(zhǔn)電阻。
(五)歐姆定律
在電路中，電壓可理解為產(chǎn)生電流的能力。歐姆定律是表示電路中電壓、電流和電阻這3個(gè)基本物理量之間關(guān)系的定律。該定律指出，在圖2-46所示的局部電路中，流過(guò)電阻R的電流I與加在電阻兩端的電壓U成正比，而與電阻成反比。其表達(dá)式為
U=1R或1=U\R或R=U\T
式中 U——電路上的電壓，V;
I——流經(jīng)電路的電流，A;
R——電路的電阻，Ω。
從歐姆定律可知，在電路中如果電壓保持不變，電阻越小則電流越大；而電阻越大則電流越小。當(dāng)電阻趨近于零時(shí)，電流很大，這種電路狀態(tài)稱為短路；當(dāng)電阻趨近于無(wú)窮大時(shí)，電流幾乎為零，這種電路狀態(tài)稱為開(kāi)路。
全電路歐姆定律表明，在閉合電路中，電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與電路中電源內(nèi)阻和負(fù)載電阻之和成反比。
(六)電功、電功率與熱效應(yīng)
1.電功
將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能時(shí)，電流都要做功，電流所做的功叫電功。根據(jù)公式I=Q\t及U=A\Q合和歐姆定律可得電功A的數(shù)學(xué)式為：
A = UQ= IUt
或 A = FRt= U2\R*t
電功的單位是焦耳(J)。
2.電功率
單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫電功率，用字母P表示，其表達(dá)式為：
P = A\t
由部分電路歐姆定律可得常見(jiàn)功率的計(jì)算式。
P=UI=I2R=U2\F
電功率的單位是瓦特(W)。在實(shí)際工作中，功率的常用單位還有千瓦(kW)、毫瓦(mW),它們之間的關(guān)系為：
1kW = 103W= 10⁶mW
電源的電功率等于電源的電動(dòng)勢(shì)和電流的乘積(如圖2-47所示)。
P₁=EI
負(fù)載功率等于負(fù)載兩端電壓和通過(guò)負(fù)載的電流乘積。
3.電流的熱效應(yīng)
電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量和電流值的平方、導(dǎo)體本身的電阻值以及電流通過(guò)的時(shí)間成正比。用公式表達(dá)就是：
Q=I2Rt
這個(gè)關(guān)系式又叫楞次—焦耳定律，熱量Q的單位是J。為了避免設(shè)備過(guò)度發(fā)熱，根據(jù)絕緣材料的允許溫度，對(duì)于各種導(dǎo)線規(guī)定了不同截面下的最大允許電流值，又稱安全電流。
(七)串聯(lián)與并聯(lián)電路
1.串聯(lián)電路
在電路中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻按順序聯(lián)成一串，使電流只有一條通路，這種聯(lián)接方式叫電阻的串聯(lián)。
下面以圖2-48為例分析串聯(lián)電路的特點(diǎn)：
(1)串聯(lián)電路中流過(guò)每個(gè)電阻的電流都相等且等于總電流。即：
I=I₁=I₂=I₃=……=In
式中的腳標(biāo)1,2……n代表第1、第2、第n個(gè)電阻(以下表示相同)。
(2)電路兩端的總電壓等于各個(gè)電阻兩端的電壓之和。即：
U=U₁+U₂+U₃+……+Un
(3)串聯(lián)電路的等效電阻(即總電阻)等于各串聯(lián)電阻之和。即：
R=R₁+R₂+R₃+……+Rn
知道了等效電阻，就可將圖2-48(a)畫(huà)成等效電路，見(jiàn)圖2-48(b)。
2.并聯(lián)電路
在電路中兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻一端連在一起，另一端也連在一起，使每一電阻兩端都承受同一電壓的作用，這種聯(lián)接方式叫并聯(lián)。
(1)并聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓相等且等于電路兩端的電壓，即：
U=U₁=U₂=U₃=……=Un
(2)并聯(lián)電路中的總電流等于各電阻中的分電流之和，即：
I=I₁+I₂+l₃+……+In
(3)并聯(lián)電路的等效電阻值(即總電阻值)的倒數(shù)，等于各電阻電阻值倒數(shù)之和
計(jì)算出總電阻后，圖2-49(a)可等效為圖2-49(b)。如果有n個(gè)相同的電阻并R=房。聯(lián)，則總等效電阻值,由此可見(jiàn)，并聯(lián)等效電阻值總比任何一個(gè)支路的電阻值小。
(4)在電阻并聯(lián)電路中，各支路分配的電流與該支路的電阻值成反比
二、交流電和三相交流電路
(一)交流電
所謂交流電是指大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電動(dòng)勢(shì)(電壓或電流)。也就是說(shuō)交流電是交變電動(dòng)勢(shì)、交變電壓和交變電流的總稱。交流電又可分為正弦交流電和非正弦交流電兩類。正弦交流電的電流(或電壓、電動(dòng)勢(shì))隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化。非正弦交流電的電流(或電壓、電動(dòng)勢(shì))隨著時(shí)間不按正弦規(guī)律變化。
交流電的用途極為廣泛，在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中幾乎所有電能都是以交流形式產(chǎn)生出來(lái)的。即使電機(jī)車運(yùn)輸、電鍍、電訊等行業(yè)所需要的直流電也可經(jīng)過(guò)整流獲得。這不僅因?yàn)榻涣麟姍C(jī)比直流電機(jī)簡(jiǎn)單、成本低、工作可靠，更主要的是可用變壓器來(lái)改變交流電的大小，便于遠(yuǎn)距離輸電和向用戶提供各種不同等級(jí)的電壓。
本節(jié)只討論正弦交流電。
(二)正弦交流電的幾個(gè)基本物理量
在討論交流電路以前，應(yīng)了解正弦交流電的幾個(gè)基本物理量。
1.瞬時(shí)值和最大值
由于正弦交流電的電流(或電壓、電動(dòng)勢(shì))是隨時(shí)間按正弦規(guī)律不斷變化的，所以每一時(shí)刻的值都是不同的，把每一時(shí)刻的值叫做交流電的瞬時(shí)值。正弦電流、電壓及電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值分別用i、u和e表示。瞬時(shí)值中的最大值，叫做交流電的最大值(或峰值、振幅),用Im、Um及E表示。
2.頻率、角頻率和周期
頻率是指在1秒鐘內(nèi)交流電變化的次數(shù)，用f表示。其單位為赫茲(簡(jiǎn)稱赫),用Hz表示。常用的單位還有千赫(kHz)、兆赫(MHz)。
1kHz=103Hz
1MHz=10⁶Hz
正弦交流電表達(dá)式中的w表示正弦交流電變化的快慢，稱為角頻率。因正弦交流電完成一次循環(huán)而相應(yīng)的角度變化為2π弧度，如每秒完成f次循環(huán)，則相應(yīng)的角度變化為2π弧度。即
ω=2π
周期是指交流電變化一次所需要的時(shí)間，用T表示。單位是秒，用s表示。周期與頻率是互為倒數(shù)的，即
f=1\F
目前，我國(guó)的供電系統(tǒng)采用的交流電的頻率為50Hz,周期為0.02s。
3.相位和相位差
在正弦交流電的數(shù)學(xué)表達(dá)式中，(wt+φ)稱為相位或相位角。因?yàn)樗S時(shí)間而變化，所以在變化過(guò)程中能反映出正弦量的瞬時(shí)值的大小。
t=0時(shí)的相位角稱為初相位角或初相位，它確定正弦量的初始值。當(dāng)φ;=0時(shí)表達(dá)式i=Imsin(wt+φ;)可變?yōu)閕=I,sinwt,稱它為正弦參考量。
相位差是指兩個(gè)相同頻率的正弦交流電的相位或初相位之差。它表示兩個(gè)正弦量各自達(dá)到其最大值(或零值)時(shí)的時(shí)間差。若兩個(gè)同頻率的正弦交流電壓u₁和u₂二者同時(shí)到達(dá)零值或最大值，則二者為同相位，相位差為零。
(三)三相交流電路
三相交流電，即電路中的電源同時(shí)有三個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)，這三個(gè)電動(dòng)勢(shì)的最大值相等、頻率相同、相位互差120°,也稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。三相電源的三個(gè)繞組及三相負(fù)載，其常用的連接方式有兩種：星形(Y)連接和三角形(△)連接。
(四)三相功率
電能使燈泡發(fā)光、電爐發(fā)熱、電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)器，這些都是電能做功的表現(xiàn)。做功的效果用電功率來(lái)衡量。所以三相電路計(jì)算中除了要計(jì)算電流、電壓、電阻等以外，常常還要計(jì)算電流的功率。在實(shí)際工作中，很多電氣設(shè)備都標(biāo)出它們的功率值，以說(shuō)明它們做功能力的大小。
負(fù)載接在三相電源上，不論負(fù)載是星形連接或是三角形連接，它所消耗的總的有功功率必定等于各相有功功率之和，即
P=Pa+Pb+Pc
當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，每相的有功功率是相等的。
※復(fù)習(xí)與總結(jié)※
1.控制方案的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)石油化工過(guò)程自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)。要想設(shè)計(jì)出一個(gè)好的控制方案，必須深入解生產(chǎn)工藝，按化學(xué)工程的內(nèi)在機(jī)理來(lái)掌握其自動(dòng)控制方案。
2.化工過(guò)程控制主要包括流體輸送設(shè)備的控制、傳熱設(shè)備的控制、精餾塔的控制、化學(xué)反應(yīng)器的控制。應(yīng)掌握其控制的基本原理及控制要求等相關(guān)知識(shí)。
3.電工技術(shù)知識(shí)主要應(yīng)掌握電流、電路、電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度、導(dǎo)體、導(dǎo)體電阻等相關(guān)概念。掌握串聯(lián)電路、并聯(lián)電路、歐姆定律等基本原理。
4.交流電是指大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電動(dòng)勢(shì)(電壓或電流),也就是說(shuō)交流電是交變電動(dòng)勢(shì)、交變電壓和交變電流的總稱。三相交流電是電路中的電源同時(shí)有三個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)，這三個(gè)電動(dòng)勢(shì)的最大值相等、頻率相同、相位互差120°,也稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)。
