1.1低压电器的基本知识(第1节课)
低压电器的基本知识
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三、灭弧系统
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三、灭弧系统
在有触点电器中，触头接通和分断
电流的过程往往伴随着电弧的产生
及熄灭。电弧是一种气体放电现象，
对电器具有一定的危害。通过对电
小结：
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弧现象的介绍，分析其产生和熄灭
的原因，介绍电器常用的灭弧方法
及装置，以解决电弧在电器中的影
响。
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灭弧方法
▪ 拉长电弧 ▪ 灭弧罩 ▪ 油冷灭弧装置 ▪ 气吹灭弧装置 ▪ 横向金属栅片灭弧 ▪ 真空灭弧装置
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真空灭弧灭弧室的基本结构
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灭弧系统故障原理及处理
1.灭弧罩受潮 灭弧罩通常由石棉水泥板或纤维板制成，容易受潮。受潮以后， 绝缘性能降低，电弧不能被拉长。同时，电弧燃烧时，在电弧 高温作用下使灭弧罩内水分汽化，造成灭弧罩上部空间压力增 大，阻止了电弧进人灭弧罩，延长灭弧时间。对于这种故障比 较易于判断。正常时，电弧喷射范围很大，并且听到软弱无力 的“卜、卜'’声；若发生触头烧毛严重、有灭弧罩烧焦等现象， 就说明灭弧罩已经受潮。这时，只要将灭弧罩烘干即可。 2.灭弧罩炭化 灭弧罩在高温作用下，其表面被烧焦，形成一种 炭质的导电桥，对灭弧很不利，应及时处理。处理的方法可用 细锉轻轻锉掉，但不能增加粗糙度，因为毛糙的表面会增大电 弧的阻力。
按操作 方式
直接手柄 电动
按转换 方向
单投
杠杆 双投
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（二）开启式负荷开关
1.作用 用于交流50Hz，额定电压单相220V，三相
第一节低压电器的基础知识.
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图1-7窄缝灭弧
1-窄缝中的电弧;2-电弧电流; 3-灭弧磁场
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图1-8栅片灭弧
1-灭弧栅片;2-触点;3-电弧
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图1-9气吹灭弧
1-熔管;2-端盖;3-接线板;4-熔片;5-石英砂
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图1-1常用的磁路结构
1-街铁;2-铁芯;3-吸引线圈
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1.1低压电器基础知识
2.交流电磁铁的短路环 交流电磁铁磁通是交变的，当磁通过零时，电磁铁的吸力 也为零，吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开，磁通 过零后电磁吸力又增大，当吸力大于弹簧反力时，衔铁又吸 合。这样反复动作，使衔铁产生强烈振动和噪声，甚至使铁 芯松散。因此交流电磁铁铁芯端面上都安装一个铜制的短路 环。短路环包围铁芯端面约2/3的面积，如图1-2所示。
(4)窄缝灭弧依靠磁场的作用，将电弧驱入用耐弧材料制 成的狭缝中，以加快电弧的冷却，如图1 -7所示。 (5)栅片灭弧将电弧分隔成许多串联的短弧，使电弧迅速 冷却而很快灭弧，如图1 -8所示。 (6)气吹灭弧在封闭的灭弧室中，利用电弧自身能量分解 固体材料产生气体，来提高灭弧室中的压力或者利用产生的 气流使电弧拉长和冷却进行灭弧，如图1-9所示。
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图1-3触点的结构形式
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1.1低压电器基础知识
2.灭弧方法 电器采取的灭弧措施，归纳起来主要有下面几种: (1)机械力灭弧依靠触点的分开，机械地拉长电弧，使之 冷却并熄灭，如图1 -4所示。 (2)电动力灭弧利用流过导电回路或特制线圈的电流在弧 区产生磁场，使电弧受力迅速移动和拉长电弧，如图1-5所 示。这种灭弧方法一般用于交流接触器等交流电器中。 (3)磁吹灭弧在触点电路中串入一个磁吹线圈，负载电流 产生的磁场方向如图1 -6所示。当触点开断产生电弧后，在 电动力作用下，电弧被拉长并吹入灭弧罩6中，使电弧冷却 熄灭。它广泛应用于直流接触器中。
常用低压电器和电路图基本知识
线圈 KT
KT
或 KT
KT
KT 通电延时接点
KT KT
瞬动 接点
(b)通电 延时继 电器图 形符号
延时 调节螺 丝
断电 延时接 点 或
空气阻尼式瞬动时接间常点用继低压电电器器和电示路意图基图本知及识 图K形T 符号
线圈
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KT
热继电器
热继电器主要是用于电气设备（主 要是电动机）的过负荷保护，热继 电器是一种利用电流热效应原理工 作的电器，它具有与电动机容许过 载特性相近的反时限动作特性，主 要与接触器配合使用，用于对三相 异步电动机的过负荷和断相保护。
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转换开关
转换开关是一种多挡位、多触
第11章 继电器接触器控制系统
第一节 常用低压电器和电路图基本知识 1.1 常用低压电器的分类 1.2 电源接地系统 1.3 电器的文字符号和图形符号
常用低压电器和电路图基本知识
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1.1 常用低压电器的分类
1.按用途或控制对象分类
1、配电电器： 主要用于低压配电系统中。
2、控制电器： 主要用于电气传动系统中。
常用低压电器和电路图基本知识
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电磁式继电器
电磁式继电器广泛地应用于低压控制系统中， 常用的电磁式继电器有电流继电器、电压继电 器、中间继电器以及各种小型通用继电器等。
调节螺丝 调节螺母
衔铁
非磁性垫片
反力弹簧 铁轭
线圈
常闭接点 常开接点
小型通用继电器 Y 输出量
1
0
X1 X2
X 输入量
(a) 直流电磁式继电器结构示意图
KA
线圈
KA
A1
A2
(a)中间继电器示意图
(b)中间继电器图形符号
1.1主电路中常用的低压电器-工厂电气控制
• 工作原理 • 主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过 电流脱扣器线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压 脱扣器线圈与电源并联。电路短路或严重过载时，过电流脱 扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触头断开主电路; 电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片弯曲变形， 顶动自由脱扣机构动作;电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔 铁释放，也使自由脱扣机构动作;分励脱扣器则用作远距离 分断电路。
结论：a直流电压线圈在衔铁闭合前后吸力变化很大； b直流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后不变化。
交流电压线圈的吸力特性 当频率、匝数和电压都为常数时，磁通为常数时：F为常数
结论： a.交流电压线圈在衔铁闭合前后吸力几乎不变化（如考虑漏磁通， 随δ的减少略有增加）。 b.交流电压线圈中的电流在衔铁闭合前后随气隙δ 的减小而减小。
分类：单相双极和三相三极两种。
3.负荷开关 (2)封闭式负荷开关（铁壳开关） 作用：手动通断电路及短路保护。
1. 4 组合开关 • 用途:作电源引入开关，也可用于5．5KW以下电动机的直接起动、停止、 反转和调速控制. • 外形及结构:见图 • 说明:内部有三对静触头，分别用绝缘板相隔，附有接线桩。三个动触头 相互绝缘，与各自的静触头相对应，套在共同的绝缘杆上，绝缘杆装有 操作手柄，转动手柄，即可完成三组触头之间的开合或切换。开关内装 有速断弹簧，以提高触头的分断速度。
3．按工作原理
1）电磁式电器：电磁机构控制电器动作（如交 直流接触器，电磁式继电器等） 2）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作 （机械开关）
Байду номын сангаас 1.2电磁式低压电器的基础知识
电磁式电器主要由感测和执行两部分组成。 感测部分（电磁机构）：接受外界输入的信号， 使执行部分动作，实现控制的目的。 电磁机构：通过电磁感应原理将电能转化成机械 能。 电磁机构输入的电信号：电压、电流
低压电器基础知识
(2)热继电器的保护特性和工作原理
热继电器的保护特件即电流 ——时间 特性，也称安秒特性。为了适应电动机 的过载特性而又起到过载保护作用，要 求热继电器具有如同电动机过载特性那 样的反时限特性。
低压电器基础知识
第1节 电压等级
一、低压 低压指AC380V以下含AC220V，DC24V。 我们所涉及的低压用电器包括： 1 AC3∮380V 常用马达，如风机，水泵的电动机。 2 AC1∮220V 加药机。 3 DC24V 的压差变送器。如HUBA694。 二、我国电压等级 工业用电： AC3∮380V，50HZ 五线（R，S，T，N，PE） 民用： AC1∮220V （火线，零线） 传感器： DC24V。
·额定工作电压、额定工作电流(含电流种 类)、额定通断能力、额定限制短路电流 等 ·应满足控制电路的控制功能要求 ·还需要满足一系列特殊要求 ·注意其颜色标记必须符合国标的规定
第7节 接近开关
接近开关又称为无触点行程开关， 其功能是当某种物体与之接近到一定的 距离时就发出动作信号，而不象机械行 程开关那样需要施加机械力。接近开关 是通过其感辨头与被测物体间介质能量 的变化来取得信号的。
第4节 接触器
接触器是一种用于频繁地接通或断 开交直流主电路、大容量控制电路等大 电流电路的自动切换电器。
一、接触器的结构及工作原理
作用：用低压控制在电流的通断。 接触器常用的是线圈 220V ，三相电路 的容量与马达的功率对应。
第1章 常用低压电器
吸引线圈额定电压
交流接触器：36、110（127）、220、380V 直流接触器：24、48、220、440V
Date: 2013-7-13 Page:
机械工程与自动化学院
第一章 常用低压电器
第三节 接触器
四、接触器的使用选择原则
根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定
第三节 接触器
三、接触器的符号
Date:
2013-7-13
Page:
机械工程与自动化学院
第一章 常用低压电器
第三节 接触器
四、接触器的主要技术指标 额定电压
交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V
额定电流
交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A
U< KA
KA
KA
U> KA
KA
KA
欠电压继电器
过电压继电器
Date:
2013-7-13
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机械工程与自动化学院
第一章 常用低压电器
第四节 继电器
三、中间继电器
中间继电器实质上是一种电压 继电器，结构和工作原理与接触器 相同。但它的触点数量较多，在电
路中主要是扩展触点的数量。另外
其触头的额定电流较大。
第二节 开关电器
一、刀开关
作用：隔离电源，不频繁通断电路 分类： 按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 按接线方式分为：板前接线和板后接线 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器
常用低压电器基础知识
思考题：对于交流电磁机构线圈通电后，衔铁长时间被卡死不能 吸合会产生什么后果？为什么？
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1.2 接触器
接触器是用来接通或切断电动机或其他负载主电路的一种 控制电器。
1.2.1接触器的用途及分类
接触器最主要的用途是控制电动机的启动、反转、制动和调速 等。它具有低电压释放保护功能，具有比工作电流大数倍乃至 几十倍的接通和分断能力，但不能分断短路电流。它是一种执 行电器。 接触器种类很多，按驱动力不同可分为电磁式、气动式和液压 式。按接触器主触点控制的电路中电流种类分为交流接触器和 直流接触器两种。按其主触点的极数（即主触点的个数）来分 有单极、双极、三极、四极和五极等多种。
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图1-1 常用低压控制电器分类
常用低压控制电器分类
接触器
交流接触器 直流接触器 电磁式继电器 热继电器
继电器
时间继电器
温度继电器 速度继电器 压力继电器
开关电器 行程开关
低压断路器
刀开关 直动式 滚动式 微动式
电压继电器 中间继电器 电流继电器 直流电磁式 空气阻尼式 电动式 电子式
,此种结构多用于触点容量较大的交流电器中.图(d)是衔铁直线运动的
双E形直动式铁心,它多用于交流接触器、继电器中。
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对于直流电磁机构线圈流过直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗 ，铁心不会发热，只有线圈发热。为加工方便，通常直流电磁机构的铁 心用整块钢块或工程纯铁制成，为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成 高而薄的瘦高型，且不设线圈骨架，使线圈与铁心直接接触，易于散热.
第一章 常用低压电器
1.1 电器的基本知识 1.2 接触器 1.3 继电器 1.4 开关电器 1.5 熔断器 1.6 主令电器
低压电器基础知识教案
低压电器基础知识教案第一章：低压电器概述1.1 教学目标了解低压电器的定义、分类和应用范围掌握低压电器的基本原理和性能指标了解低压电器的发展趋势1.2 教学内容低压电器的定义和分类低压电器的基本原理低压电器的性能指标低压电器的发展趋势1.3 教学方法采用讲授法，讲解低压电器的定义、分类和应用范围通过实物展示或图片，使学生直观了解低压电器的外观和结构利用案例分析，使学生了解低压电器在不同领域中的应用引导学生进行思考和讨论，探讨低压电器的发展趋势1.4 教学评估课堂问答：了解学生对低压电器定义、分类和应用范围的理解程度课后作业：要求学生绘制低压电器的基本原理图，以检验学生对基本原理的掌握情况第二章：低压断路器2.1 教学目标了解低压断路器的定义、结构和分类掌握低压断路器的工作原理和性能指标学会低压断路器的选择和应用2.2 教学内容低压断路器的定义和结构低压断路器的工作原理低压断路器的性能指标低压断路器的选择和应用2.3 教学方法采用讲授法，讲解低压断路器的定义、结构和分类通过实物展示或图片，使学生直观了解低压断路器的外观和结构利用模拟实验，让学生亲自操作低压断路器，了解其工作原理结合实际案例，引导学生了解低压断路器的选择和应用2.4 教学评估课堂问答：了解学生对低压断路器定义、结构和分类的理解程度课后作业：要求学生绘制低压断路器的工作原理图，以检验学生对工作原理的掌握情况实践操作：让学生在实验室中操作低压断路器，了解其使用方法和注意事项第三章：低压接触器3.1 教学目标了解低压接触器的定义、结构和分类掌握低压接触器的工作原理和性能指标学会低压接触器的选择和应用3.2 教学内容低压接触器的定义和结构低压接触器的工作原理低压接触器的性能指标低压接触器的选择和应用3.3 教学方法采用讲授法，讲解低压接触器的定义、结构和分类通过实物展示或图片，使学生直观了解低压接触器的外观和结构利用模拟实验，让学生亲自操作低压接触器，了解其工作原理结合实际案例，引导学生了解低压接触器的选择和应用3.4 教学评估课堂问答：了解学生对低压接触器定义、结构和分类的理解程度课后作业：要求学生绘制低压接触器的工作原理图，以检验学生对工作原理的掌握情况实践操作：让学生在实验室中操作低压接触器，了解其使用方法和注意事项第四章：低压继电器4.1 教学目标了解低压继电器的定义、结构和分类掌握低压继电器的工作原理和性能指标学会低压继电器的选择和应用4.2 教学内容低压继电器的定义和结构低压继电器的工作原理低压继电器的性能指标低压继电器的选择和应用4.3 教学方法采用讲授法，讲解低压继电器的定义、结构和分类通过实物展示或图片，使学生直观了解低压继电器的外观和结构利用模拟实验，让学生亲自操作低压继电器，了解其工作原理结合实际案例，引导学生了解低压继电器的选择和应用4.4 教学评估课堂问答：了解学生对低压继器第六章：低压电器的安装与维护6.1 教学目标了解低压电器安装的基本要求和步骤掌握低压电器维护的方法和技巧学会低压电器故障诊断和排除的方法6.2 教学内容低压电器安装的基本要求和步骤低压电器维护的方法和技巧低压电器故障诊断和排除的方法6.3 教学方法采用讲授法，讲解低压电器安装的基本要求和步骤通过实物展示或图片，使学生直观了解低压电器安装的过程利用模拟实验，让学生亲自进行低压电器的安装和维护操作结合实际案例，引导学生了解低压电器故障诊断和排除的方法6.4 教学评估课堂问答：了解学生对低压电器安装要求和步骤的理解程度实践操作：让学生在实验室中进行低压电器的安装和维护操作，检验其掌握情况故障诊断：让学生分析模拟的低压电器故障，诊断故障原因并提出解决方案第七章：低压电器的安全防护7.1 教学目标了解低压电器的安全防护措施和原则掌握低压电器的安全操作方法和注意事项学会低压电器故障时的应急处理方法7.2 教学内容低压电器的安全防护措施和原则低压电器的安全操作方法和注意事项低压电器故障时的应急处理方法7.3 教学方法采用讲授法，讲解低压电器的安全防护措施和原则通过实物展示或图片，使学生直观了解低压电器的安全防护装置利用模拟实验，让学生亲自操作低压电器，了解安全操作方法和注意事项结合实际案例，引导学生了解低压电器故障时的应急处理方法7.4 教学评估课堂问答：了解学生对低压电器安全防护措施和原则的理解程度实践操作：让学生在实验室中进行低压电器的安全操作，检验其掌握情况应急处理：让学生模拟低压电器故障，进行应急处理，检验其应对能力第八章：低压电器的节能与环保8.1 教学目标了解低压电器节能的意义和途径掌握低压电器环保的特点和重要性学会低压电器节能与环保的设计方法和应用8.2 教学内容低压电器节能的意义和途径低压电器环保的特点和重要性低压电器节能与环保的设计方法和应用8.3 教学方法采用讲授法，讲解低压电器节能的意义和途径通过实物展示或图片，使学生直观了解低压电器节能与环保的特点利用模拟实验，让学生亲自进行低压电器节能与环保的设计和应用操作结合实际案例，引导学生了解低压电器节能与环保的设计方法和应用8.4 教学评估课堂问答：了解学生对低压电器节能意义和途径的理解程度实践操作：让学生在实验室中进行低压电器节能与环保的设计和应用操作，检验其掌握情况第九章：低压电器的故障分析与维修了解低压电器故障产生的原因掌握低压电器故障分析的方法和步骤学会低压电器维修技巧和注意事项9.2 教学内容低压电器故障产生的原因低压电器故障分析的方法和步骤低压电器维修技巧和注意事项9.3 教学方法采用讲授法，讲解低压电器故障产生的原因通过实物展示或图片，使学生直观了解低压电器故障的现象利用模拟实验，让学生亲自进行低压电器故障分析和维修操作结合实际案例，引导学生了解低压电器维修技巧和注意事项9.4 教学评估课堂问答：了解学生对低压电器故障产生原因的理解程度实践操作：让学生在实验室中进行低压电器故障分析和维修操作，检验其掌握情况第十章：低压电器在电力系统中的应用10.1 教学目标了解低压电器在电力系统中的作用和重要性掌握低压电器在电力系统中的应用实例学会低压电器在电力系统中的选择和配置方法重点和难点解析一、低压电器概述难点解析：低压电器的基本原理和性能指标的理解和应用；了解低压电器的发展趋势。
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我们日常生活中有许多常见的低压电器，那么他们是如何分类的，如何组成的。我们这节课来共同学习低压电器的基本知识。
一低压电器的概念
低压电器是指交流电压为1200V或直流电压为1500V以下的电器，它是电力拖动自动控制系统的基本组成元件。
低压电器种类很多，结构个异、功能多样。主要有接触器、继电器、刀开关、断路器、转换开关、行程开关和熔断器等。
（2）非自动电器它是通过人力操作而动作的电器。例如：开关、按钮等。
3.按工作原理分类
（1）电磁式电器它是根据电磁铁的原理工作的，例如：接触器、继电器等。
（2）非电磁式电器它是依靠外力（人力或机械力）或某种非电量的变化而动作的电器。例如：速度继电器、热继电器等。
低压电器一般由两个基本部分组成：感受部件和执行部件。
二低压电器的分类
1.按用途分类
（1）低压配电电器要求系统发生故障时动作准确，工作可靠，在规定的条件下具有相应的稳定性，使电器不会被破坏。
（2）低压控制电器主要用于传动系统中，要求寿命长、
教学环节
主要教学内容及师生互动
讲授法
举例法
讲授法
提问法
举例法
讲授法
举例法
师口述
体积小、重量轻且动作迅速、准确、可靠。
（3）低压主令电器主要用于发送控制指令。
（4）低压保护电器主要用于对电器和设备进行保护。
（5）低压执行电器主要用于完成某个动作传送功能的电器。
（6）可通信电器带有计算机接口和通讯接口，可与计算机网络连接的电器。
2.按动作方式分类
（1）自动切换电器它是按照信号或某个物理量的变化而自动动作的电器。例如：接触器、继电器等。
教学环节
主要教学内容及师生互动
组织教学
3min
谈话法
新课引入
7min
讲授法
提问法
引导法
讲授新课
43min
讲授法
讲授法
举例法
1.学生按时进入教室，师生互相问候。
2.整顿课堂秩序、检查学生人数、装饰、精神状态。
3.宣布本次课题的内容及主要任务。
同学们，上学期我们共同学习了电气自动控制系统的基本知识及相关的示例，通过上学期的系统学习我们基本了解了“电气”和“电器”的不同，请学生回答。
教学参考及教具（含多媒体教学设备）：PPT
授课执行情况及分析：
板书设计或授课提纲
一低压电器的分类
1.按用途分类
（1）低压配电电器（2）低压控制电器（3）低压主令电器
（4）低压保护电器（5）低压执行电器（6）可通信电器
2.按动作方式分类
（1）自动切换电器（2）非自动电器
3.按工作原理分类
（1）电磁式电器（2）非电磁式电器。
3、低压电器的基本结构？
作业与
练习
1、画出电磁机构的示意图并写出它的基本原理。
2.练习画出触点系统的电学符号。
教学后记
三.低压电器的结构
低压电器一般由两个基本部分组成：感受部件和执行部件。
教学环节
主要教学内容及师生互动
讲授法
举例法
师口述
讲授法
举例法
师口述
引导法
课堂小结
师口述
提问法
5min
触头通常以其初始位置即（常态）位置来命名。对电磁式电器来说，是指电磁铁线圈未通电时的位置；对非电量电起来说，是指没有受外力作用的位置。常闭触头——常态时动、静触头是相互闭合的。常开触头——常态时动、静触头是分开的。
3)灭弧系统
电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于10V电流超过80mA时，触头间会产生蓝色的光柱，即电弧。
电弧的危害：
（1）延长了切断故障的时间；
（2）高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏；
（3）形成飞弧造成电源短路事故。
灭弧措施：
课堂小结（和同学一起回顾并做简单总结）
1、低压电器的定义？
2、低压电器的分类？
江苏省技工院校
教 案 首 页
授课日期
班 级
课题：第1章常用低压电器1.1低压电器的基本知识
教学目的要求：1.了解低压电器的的分类2.掌握低压电器的基本结构及其电磁机构的原理
教学重点、难点：1.重点：低压电器的基本机构2.难点：低压电器基本结构中的电磁机构原理
授课方法：讲授法、讨论法、归纳总结法、演示法等