任务一 认识电和电工工具

知识讲解一 电的概述

自然界的闪电是电的一种形式，电是一种自然现象，是一种能量。电或电荷有两种，即正电和负电。通过实验可以发现带电物体同性相斥、异性相吸。电是一般术语，包括了许多种由于电荷的存在或移动而产生的现象。这其中有许多很容易观察到的现象，如闪电、静电等，还有一些比较抽象的概念，如电磁场、电磁感应等。

图111 自然界的电现象

（一）认识电的发展历史

很多年前，人们就已经知道发电鱼（electricfish）会发出电击。根据公元前2750年

的古埃及书籍，这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”，是所有其他鱼的保护者。

公元前600年左右，古希腊的哲学家泰勒斯（Thales，前640—前546）做了一系列关于静电的观察。从这些观察中，他认为摩擦使琥珀变得磁性化。后来，科学会证实了磁与电之间的密切关系。摩擦生电如图112所示。

1732年，美国科学家富兰克林主做了著名的风筝实验，如图113所示，证明了闪电与摩擦生电的不同，这是人类应用电学的第一步。

图112 摩擦生电实验图

图113 富兰克林的风筝实验

1753年，英国人约翰（JohnCanton，1718—1772）发明静感应装置，向皇家协会报

告静电感应。静电实验装置如图114所示。

1799年，意大利人伏特（Volta，1745—1827）发明电堆及电池，如图115所示。

图114 静电实验装置

图115 伏特和伏打电池

（二）电能及电能传输1.电能产生

图116 水力发电

日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换，包括水能（水力发电）、内能（俗称热能、火力发电）、原子能（原子能发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池、太阳能电池）等，如图116～图119所示。电能也可转换成其他所需的能量形式。它可以有线或无线的形式远

距离传输。

用电器是利用电能进行工作的装置。它与电源连接后可将电能转化为人们所需要的能量。

图117 火力发电

图118 风力发电

图119 太阳能发电

2.电能传输

输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。可靠是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电；保质就是保证电能的质量，即电压和频率稳定；经济是指输电线路的建造和运行费用低，电能损耗小。

我国在电能的传输中，为了减少输电线路中电能的损失，在发电站将电压升高，到用户地区再把电压降下来，这样就能在低损耗的情况下，达到远距离送电的目的。电能传输

如图1110所示。

图1110 电能传输

在现代化建设中，为了能源节约，人们正研究更加高效、便捷的传输模式，如跨越式

传输和放射式传输，即采用中继站模式，点对点传输时采用空间传输；太阳能能源有更加高效和便捷的应用，2015年太阳能电池将实现第三代技术，如今采光和面积大幅提升，即用户每家安装集中采光板自采自用无需传输。

知识讲解二 认识电工工具

电工通用工具是指一般专业电工经常使用的工具。对电气操作人员而言，能否熟悉和

掌握电工工具的结构、性能、使用方法和操作规范，将直接影响工作效率、工作质量以及人身安全。进行电工操作时，常用的电工工具主要有试电笔、电工刀、钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、扳手、螺丝刀（起子）等。

（一）试电笔1.试电笔的结构

图1111 试电笔的实物图

低压验电器又称试电笔，如图1111所示。试电笔是检验导线、电器是否带电的一种常用工具，检测范围

为50～500V，有钢笔式、旋具式和组合式多种。低压验电器由笔尖、降压电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等部分组成，如图1112所示。

图1112 试电笔的结构图

1—笔尖；2—降压电阻；3—氖管；4—弹簧；5—笔尾金属体

2.试电笔的捏法

使用试电笔时，必须按照图1113所示的捏法操作。注意手指必须接触笔尾的金属体（钢笔式）或测电笔顶部的金属螺钉（螺丝刀式）。这样，只要带电体与大地之间的电位差超过50V，电笔中的氖泡就会发光。

3.试电笔的使用方法和注意事项（1）使用前，先要在有电的导

体上检查电笔是否正常发光，检验其可靠性。

（2）在明亮的光线下往往不容易看清氖泡的辉光，应注意避光。

（3）电笔的笔尖虽与螺丝刀形

图1113 试电笔的捏法

状相同，它只能承受很小的扭矩，不能像螺丝刀那样使用，否则会损坏。

（4）试电笔可以用来区分相线和零线，使氖泡发亮的是相线，不亮的是零线。试电笔也可用来判别接地故障。如果在三相四线制电路中发生单相接地故障，用试电笔测试中性线时，氖泡会发亮；在三相三线制线路中，用试电笔测试三根相线，如果两相很亮，另一

相不亮，则不亮的一相可能有接地故障。

（5）试电笔可用来判断电压的高低。氖泡越暗，则表明电压越低；氖泡越亮，则表明电压越高。

（二）电工刀

电工刀是用来剖削和切割电工器材的常用工具，电工刀外形如图1114所示。

图1114 电工刀

电工刀的刀口磨制成单面呈圆弧状的刃口，刀刃部分锋利一些。在剖削电线绝缘层时，可把刀略微向内倾斜，用刀刃的圆角抵住线芯，刀口向外推出。这样既不易削伤线芯，又防止操作者受伤。

切忌把刀刃垂直对着导线切割绝缘，以免削伤线芯。严禁在带电体上使用没有绝缘柄的电工刀进行操作。

（三）钢丝钳

钢丝钳又称克丝钳、老虎钳，是电工应用最频繁的工具。电工钢丝钳由钳头和钳柄两部分组成。钳头包括钳口、齿口、刀口、铡口四部分，其结构如图1115所示。其中钳口可用来钳夹和弯绞导线；齿口可代替扳手来拧小型螺母；刀口可用来剪切电线、掀拔铁钉；铡口可用来铡切钢丝等硬金属丝。

图1115 钢丝钳

使用钢丝钳时应注意：

（1）使用前，必须检查其绝缘柄，确定绝缘状况良好，否则，不得带电操作，以免发生触电事故。

（2）用钢丝钳剪切带电导线时，必须单根进行，不得用刀口同时剪切相线和零线或者两根相线，以免造成短路事故。

（3）使用钢丝钳时要刀口朝向内侧，便于控制剪切部位。

（4）不能用钳头代替手锤作为敲打工具，以免变形。钳头的轴销应经常加机油润滑，

保证其开闭灵活。

（四）尖嘴钳

尖嘴钳外形图如图1116所示，尖嘴钳的头部尖细，适用于在狭小的空间操作，钳头用于夹持较小螺钉、垫圈、导线和把导线端头弯曲成所需形状；小刀口用于剪断细小的导线、金属丝等。电工用尖嘴钳采用绝缘手柄，其耐压等级为500V。

图1116 尖嘴钳

图1117 斜口钳

（五）斜口钳

斜口钳又称断线钳，其头部扁斜，电工用斜口钳的钳柄采用绝缘柄，外型如图11 17所示，其耐压等级为1000V。斜口钳专供用来剪断较粗的金属丝、线材及电线电缆等。

（六）剥线钳

剥线钳用来剥削直径3mm及以下绝缘导线的塑料或橡胶绝缘层，其外形如图11 18所示，它由钳口和手柄两部分组成。剥线钳钳口分有0.5～3.0mm的多个直径切口，用于不同规格线芯的剥削。使用时应使切口与被剥削导线芯线直径相匹配，切口过大难以剥离绝缘层，切口过小会切断芯线。剥线钳手柄也装有绝缘套。

图1118 剥线钳

（七）扳手

扳手是用于螺纹连接的一种手动工具，种类和规格很多。有活络扳手和其他常用扳手。1.活络扳手的构造和规格

活络扳手又称活络扳头，是用来紧固和松动螺母的一种专用工具。活络扳手由头部和柄部组成，头部由活络扳唇、呆扳唇、扳口、蜗轮和轴销等组成，如图1 1 19（a）所示，旋动蜗轮可调节扳口的大小。规格用长度×最大开口宽度（单位：mm）来表示，电

工常用的活络扳手有150×19（6英寸）、200×24（8英寸）、250×30（10英寸）和300 6

×36（12英寸）等四种。

2.其他常用扳手

其他常用扳手有呆扳手、梅花扳手、两用扳手、套筒扳手和内六角扳手等。呆扳手又称死板手，其开口宽度不能调节，有单端开口和两端开口两种形式，分别称为单头扳手和双头扳手。单头扳手的规格是以开口宽度表示，双头扳手的规格是以两端开口宽度（单

位：mm）表示，如8×10、32×36等。

3.活络扳手的使用方法

扳动大螺母时，需用较大力矩，手应握在靠近柄尾处，如图1 1 19（b）所示。扳动小螺母时，需用力矩不大，但螺母过小，易打滑，因此手应握在接近头部的地方，如图1 1 19（c）所示，并且可随时调节蜗轮，收紧活络唇，防止打滑。活络扳手不可反用，也不可用钢管接长手柄来施加较大的扳拧力矩。

图1119 活络扳手

1—呆扳唇；2—扳口；3—活络扳唇；4—蜗轮；5—轴销；6—手柄

活络扳手不得当作撬棒或手锤使用。

（八）螺丝刀

螺丝刀又称起子或旋凿，是用来紧固或拆卸带槽螺钉的常用工具。螺丝刀

图1120 螺丝刀

按头部形状的不同，有一字形和十字形两种，如图1120所示。

技能训练一 试电笔的使用

训练目的：掌握试电笔的使用。训练内容：

（1）了解试电笔的结构，并能说出各部分的内容。

（2）用试电笔测试带电体，并将测试结构记录表111中。

表111

测试记录笔

（3）用测电笔区别直流电的正负极。把测电笔连接在直流电正负极之间，发亮的一端（氖泡电极）为负极，因为氖泡通电时，只有接负极的一极才发光。

（4）用测电笔检查线路接触不良。线路接触不良或不同电气系统互相干扰时，用测电笔触及带电体，发现氖泡闪烁则可能是因为线头接触不良所致，也可能是两个不同的电气系统互相干扰。这种闪烁现象在照明灯上可以明显地看出。

技能训练二 导线的连接

训练目的：掌握导线与导线的连接、线头与接线桩的连接的连接方法。训练内容：

（1）单股铜芯导线的直线连接。

1）先将两导线芯线线头成×形相交，如图1121所示。2）互相绞合2～3圈后扳直两线头，如图1122所示。

图1121 两导线芯线线头成×形相交

图1122 互相绞合2～3圈后扳直两线头

3）将每个线头在另一芯线上紧贴并绕6圈，用钢丝钳切去余下的芯线，并钳平芯线

末端，如图1123所示。

（2）单股铜芯导线的T字形连接。

1）将支路芯线的线头与干线芯线十字相交，在支路芯线根部留出5mm，然后顺时针方向缠绕6～8圈后，用钢丝钳切去余下的芯线，并钳平芯线末端，如图1124所示。

图1123 每个线头在另一芯线上紧贴并绕

图1124 支路芯线的线头与

干线芯线十字相交

2）小截面的芯线可以不打结，如图1125所示。

图1125 小截面的芯线可以不打结

图1126 双股线的对接

（3）双股线的对接。

将两根双芯线线头剖削成如图11 26所示的形式。连接时，将两根待连接的线头中颜色一致的芯线按小截面直线连接方式连接。用相同的方法将另一颜色的芯线连接在一起。