实用电工常识
随着国民经济的发展，我国广大农村都将实现电气化。电力将广泛应用于乡镇工业和农业生产之中，电灯、电讯也会广泛地进入农村家庭，因此，乡镇小学的毕业生应当了解电，并且从小参与电工科技活动。
小学生的实用电工科技活动首先要注重安全用电的教育，同时通过参观、讲座、实验、操作，提高学生安全用电意识和科学用电能力。
下面给同学们介绍实用电工活动中所需的一些常识和一些活动方法。
一、 实验
灯怎样才会亮 活动前应准备干电池、导线、电珠、塑料绳、铁丝、胶布等。 对中高年级的学生，可以把这些材料发下去，让学生自己动手动脑做出有开关的小电灯。 对于低年级学生，教师可以在木板上做一个电路示教板，将干电池、裸导线、开关、灯座及小电珠固定在示教板上，让学生看教师的表演，再让学生用所发的材料动手动脑让电珠亮起来。
这种实验之后，要让学生自己讨论什么是电源，什么是导体、绝缘体，电灯怎样才会亮等等问题。
二、 学习使用测电笔
测电笔是一种试测电线、用电器和电气装置带不带电的工具。
它由氖管、电阻、弹簧和笔身组成。常见的测电笔有钢笔式和旋凿式（改锥式）两种。教师在活动前切记检查笔内是否有电阻，并且在正常电源上试一试它能否正常发光。
用测电笔测电，要注意握法，见图10－1。
必须使笔帽或笔尾的螺丝接触到皮肤，但应特别注意皮肤绝不能触及笔尖的金属体，以防发生触电事故。使用中还要使氖管小窗背光，并朝向自己。笔握妥后，用笔尖去接触试测点，并看氖管是否发光。如果氖管发光明亮，说明试测点带电。如果氖管不发光或有微弱的光，不能马上断定测点没有电：这时也许是测试点不清洁，也许是笔尖接触的是地线，要带领学生分析一下，想一想怎么办？是不是用笔尖划磨几下测试点，是否把笔尖移到同一线路的另外几个点试一试？如果反复测几次，氖管仍旧不发光，然后在已知有电的电源上测试一下，氖管能正常发光，这才能肯定测点不带电。
旋凿式（改锥式）测电笔在使用前应当检查金属部分的绝缘管是否完好，在使用中要保护好套管。
测电笔的使用要测试市电，只宜于在小学高年级开这类活动，活动前应当向学生介绍完全用电知识。
三、 常用电工工具的使用
1．电工工具套
电工工具套是一种盛放常用电工工具的袋子，用皮革或帆布制成，它一般佩挂在电工背后右侧的腰带上。
2．电工刀是一种切削工具，常用来剖削电线线头，切割木台缺口等。使用时，刀口应向外，用完要把刀身折回刀柄。小学高年级学生方可练习使用电工刀，并且注意安全。活动时首先要学习用电工刀剖削线头（图10－2）。
3．旋凿（改锥、螺丝刀、起子、螺批）
旋凿是一种旋紧或起松螺丝的工具，电工必备的是长50毫米的大改锥，禁用穿心旋凿，必须套有绝缘管，见图10－3。
4．钢丝钳（电工钳）
带有绝缘把的钢丝钳（克丝钳）是常用的电工工具。它有很多用处：钳口可以用来弯铰或钳夹电线线头；齿口可以用来旋紧或起松有角的螺母；刀口可以用业切割电线或拔起铁钉；铡口可以用来铡切钢丝、铅丝等金属丝。
图10－4画出了它的几种用法。电工常用的钢丝钳有长150毫米、175毫米、200毫米三种。
正确使用钢丝钳和改锥，是小学科技活动中的一种技能训练。如图所示，要学会用小改锥捻旋小螺丝、用大改锥捻旋大螺丝，还要学会电工钳的四种用法。
四、 电线的连接练习
安装电线，遇到电线不够长或要分接支路的时候，就要把电线与电线连接起来。接线是电工的基本功，在科技活动中应当让学生反复练习。电线应连接得紧密结实，就像一根整条，不但结实而且电流畅通。
1．单芯电线的直线连接
如图10－5，分五步进行。第一步把两个线头的芯线以相等的长度绞绕起来；第二步互相各绞绕2圈；第三步把绞绕了的两个芯线都扳直，并按顺时针方向先缠绕一个芯线；第四步缠绕6～10圈后，用钢丝钳切去余下的芯线，并钳平线的末端；第五步用上述第三步和第四步的方法再缠绕另一个芯线。
2．单芯电线的分路连接
如图10－5，分三步。第一步把支路线头的芯线垂直交在干线芯线上；第二步按顺时针方向缠绕支路芯线；第三步缠绕6～10圈后，用钢丝钳切去余下的芯线，并钳平芯线的末端。
3．绝缘带的包缠
电线的绝缘层由于接线被剥去，接好线后一定要包缠绝缘带，绝缘带应包得紧密结实，带与带之间粘合在一起，使电跑不出来，外面的潮气也进不去。在照明电路上，一般是用黄蜡带（或黑蜡带或聚氯乙烯薄膜带）和黑胶布作为绝缘带的。如果没有黄蜡带，在比较干燥而电线又不与建筑物接触的地方，也可以用黑胶布包缠两层。
4．电线与接线桩头的连接
在用电器或电气装置上连接电线，要利用接线桩头。常见的接线桩头有针孔式螺丝压接式两种（俗名"接线眼"和"接线螺线"）。见图10－6。
在针孔式接线桩头上接线时，如果芯线较粗，只要把芯线插入针眼，旋紧螺丝即可；如果芯线较细，就要把芯线折成双根或多根再插入针孔；如果是多根细丝的软芯线，还必须先绞紧再插入针孔，切不可有细丝露在针孔外面，以免发生短路事故。
在螺丝压接式接线桩头上接线时，如果是单根芯线，要先用钢丝钳的钳口把芯线弯一个圆圈，套在螺丝上，再拧紧螺丝。如果是多股细丝软线，则要把芯线绞紧后顺着螺丝，剪去余下的芯线。
用户保险盒内保险丝与接线桩头的连接，技法大致与上述相同。
这种连接也是实有电工的基本功，要让小学中高年级学生利用废旧电料亲自动手反复练习，同时也就练习了钢丝钳、改锥的用法，学习了更换保险丝的技巧。
五、 照明电路的安装
1．参观照明电路和安装保险丝 照明电路是取自供电系统的低压配电线路上的一根火线（相线）和一根地线（零线），用进户线穿过进户管引入户内，再接到供电单位的总保险盒上，然后依次经过单相电度表、总开关（"总电闸"）、用户保险盒上，最后接到电灯和插座上。
参观照明电路时，要让学生去查电度表上的数码，学会怎样拉开总开关，安装和更换保险丝。
单相电度表是计算用户耗电多少的仪表，常用规格（说出是几安培的电度表）。
用户保险盒接在电度表和用电器之间，有的就在总开关里，有的在总开关下。更换保险丝时必须注意：第一，必须先断电，也就是拉开总开关；第二，不能用其他金属丝代替保险丝；第三；保险丝要合乎规格。保险丝有许多种，粗细不同，每种保险丝都有一个规定的最高工作电流，电工常用这个工作电流数来区分保险丝，常用的有2安培、3安培、5安培、7.5安培等多种。电度表后边所接的用户保险丝安培数必须小于或等于电度表规格安培数。例如，5安培电度表，它的总闸保险丝不得大于5安培。
2．插座的安装
插座是供活动的用电器（如台灯、收录机、电视机等）插用的出线口。在照明电路上，常用的有双眼插座和三眼插座。安装双眼插座的步骤是：①在墙上准备装插座的地方居中塞上木枕，俗话说"钉上木楔子"；②在事先准备好的插座用木台上钻两个穿线孔和一个螺丝孔，钻孔时要按照插座穿线孔的位置划出位置；③把火线线头和地线线头穿入木台上的两个孔里，用螺丝把木台连同底板钉在木枕上；上的两个孔里，④把两个线头分别穿入插座底座的两个穿线孔里，并用两枚螺丝把底座钉在木台上；⑤把两个线头分别接到接线桩上；⑥装上插座盖子。见图10－7。
三眼插座的安装方法与双眼插座基本上相同，只是三眼插座中的一个较大的插眼位置应在上方，那是接触地眼、要接地。接地是为了避免用电器损坏时引起触电事故采取的措施。接地线的安装方法比较复杂，小学科技活动的实习中以练习装双眼插座为主。
3．电灯的安装
小学科技活动以安装卡口矮脚式电灯为宜，因为这种灯构造简单。如图10－8所示，卡口矮脚式灯头的安装步骤是：①在预定的地方塞上木枕。②在木台上钻好孔。③把零线线头（也叫地线线头）和灯头与开关连接线的线头对准位置穿入木台上的两个孔里，用螺丝的把连同底板一起钉在木枕上；④把两个线头分别接到灯头的两个接线桩头上；⑤用螺丝把灯头底座装在木台上；⑥装上灯罩和灯泡。
由于这种电灯的实际安装往往在屋顶，进行科技活动时，可以先在木板上练习。实际操作时应考虑登高作业有一定要求，低中年级和个子矮小的学生不宜参加。
4．开关的安装和更换拉线
拉线式开关和扳动式开关的安装方法如图10－9，步骤是：①塞上木枕；②孔对准开关上的穿线孔位置，在木台上钻两个穿线孔和一个螺丝孔；③把火线线头和灯头与开关连接线的线头穿入木台上的两个孔里，用螺丝把木台连同底板钉在木枕上；④卸下开关的盖子，把开关底座改正。如果是拉线开关，要使拉线口跟拉线时的方向一致，这样线就不易拉断。然后把两个线头分别穿入底座上的两个穿线孔里，并用两枚螺丝把底座钉在木台上；⑤把两个线头分别接到接线桩上；⑥装上开关盖子。
拉线开关的拉线有时会拉断，练习怎样更换拉线是小学电工活动的一项内容。换新拉线时一定先断电（拉开总闸），用钳子把旧线头取出，从孔中穿进新线，打结。
六、 万用表及其使用
万用表是一种多用途电表，它的特点是量程多，用途广。普通万用表可用来测量直流电压，直流电流，交流电压及电阻；高档万用表还可测量电感、电容和交流电流。万用表的种类很多。小学生学习使用简易型万用表的方法是科技活动应达到的目的，教师则要了解万用表的基本工作原理，和操作方法。
1．万用表的工作原理
（1）表头
表头是万用表进行各种不同测量的公共部件，它是一个很灵敏的磁电式毫安表或微安表。它有一个可动的线圈，称为动圈，动圈的电阻称为表头内阻，用Rg表示。当动圈中通以电度与通过它的电流大小成正比。固定在动圈上的指针随它一起偏转，在刻度盘上显示出动圈所偏转的角度。 不论用万用表作何种测量，都是利用一定的电路，使通过表头的电流与被测电量（电压、电流或电阻等）具有一定的关系，根据表头指针的偏转角度，便能测出被测量的值。
（2）直流电压表
将表头G串联一个降压电阻RD，便组成一个最简单的直流电压表，见图10－10。测量时，要将电压表并联在被测电压U两端，特别要注意表头的极性与被测电压的极性一致。
此时，通过表头的电流为 IG=U/RgRD 因为Rg、RD为确定之值，所以IG与U成正比关系。只要在刻度盘上按电压刻上标记，便可根据指针偏转的角度来指示被测电压U的值。 万用表中，可用转换开关将不同阻值的降压电阻RDI、RD2……，分别与表头串联，这样便可得到多量程的电压表，见图10－11。
（3）交流电压表
图10－12是万用表作为交流电压表时的基本原理图，D1、D2是二极管，它具有单方向导电性，当被测交流电压U～，经降压电阻RDˊ降压,作用在a、c两端。当交流电压正半周时（b正c负），二极管D2不导通，而D1导通，此时表头上有电流通过；当交流电压为负半周时，D2导通，D1不导通，这时表头上无电流通过。因此，虽然被测电压是交流电，但通过表头的电流却是单方向的，使指针偏转的角度基本上与被测交流电压成一定的关系，从而测出U∽的数值。
降压电阻RˊD的阻值，也与量程有关。万用表也是借助转换开关，将交流电压表制成多量程的。由于二极管是非线性元件，即二极管两端电压与电流不成线性关系，所以交流电压表的刻度与直流电压表不同。故有专用的刻度来表示被测的交流电压。
（4）直流电流表
将表头G并联一个分流电阻RS，便成为一个最简单的直流电流表，见图10－13。测量时要将电流表与被测电路串联。
根据分流公式，经过表头的电流为IG＝I•RS/RS+Rg说明在一起的分流电阻Rs下，通过表头的电流与被测电流I成正比关系，所以根据指针偏转，能在刻度盘上指示出被测电流的数值。
万用表用作电流表，也利用转换开关制成多量程，见图10－14。
（5）欧姆表
欧姆表的基本原理图，如图10－15所示，设a、b两端为表棒，被测电阻Rx＝0时，表针指至满档，即IG＝Ig，这叫"调零"，然后就可利用该表测量电阻。根据欧姆定律及分流公式，得 由此可见，当E、R1 、R2、Rg数值一定时，通过表头的电流IG，取决于被测电阻RX之值，也就是说，指针偏转至刻度盘上某一位置可与被测电阻RX相对应。
2．万用表的使用
万用表是一个综合测量仪表，表上有很多转换开关，刻度盘上又名目繁多，所以为了充分发挥万用表的作用，必须正确使用万用表。使用时应注意下列几点。
（1）测量的对象
搞清楚测量的是电压还是电流、电阻。然后将开关转换到相应的位置，才可按单一电表用法进行测量。
（2）连接方式
测量电流时，应将电表与被测电路串联；测量电压时，将电表并联在被测电压两端。
（3）极性
测直流电量（电流、电压）时应注意极性。
（4）量程
如果对被测量的大小没有把握时，应由大量程向小量程过渡，达到指针指示恰当时为止。要熟悉刻度盘上的各种标记。
（5）调零
用欧姆档测电阻时，应将被测电路的电源切断；然后把两表棒碰在一起，看指针是否指零，如果不指零，就需调节电位器，有时电池用旧了，调不到零，应更换新电池。此外，手不要碰及表棒的金属头。
3．实验
在教师指导下，分组练习使用万用表，测量直流电压、电流和电阻。
七、 安全用电常识
电能是一种优越的能量获得广泛的应用，不断地造福于人类。同时电对人类也有很大的潜在危险性。如果不能做到完全用电，便会对人民的生命财产造成不可估量的损失。懂得安全用电常识，才能主动灵活地驾驭电力，避免发生触电事故，保障人民生命财产的安全。辅导电工活动的教师尤其应当了解安全用电知识。
所谓安全用电，系指电气工作人员、生产人员以及其他用电人员，在既定环境条件下，采取必要的措施和手段，在保证人身及设备安全的前提下正确使用电力。
1． 电流对人体的作用及影响
由于人体是导体，所以当人体接触带电部位而构成电流的回路时，就会有电流流过人体。电流对人体会造成不同程度的损害，归结起来为两种伤害：一种是电伤；一种是电击。电伤是指电流对人体外部造成的局部伤害，它是由于电流的热效应、化学效应、机械效应及电流本身的作用，使熔化和蒸发的金属微粒侵入人体，皮肤局部受到灼伤、烙伤和皮肤金属化的损伤，严重的也能致人死命。电击是指电流通过人体，使内部组织受到损伤，这种伤害会造成全身发热、发麻、肌肉抽搐、神经麻痹、会引起室颤、昏迷，以致呼吸窒息，心脏停止跳动而死亡。
（1）触电形式
为预防触电事故的发生，我们分析几种常见的触电形式和人体对电流的反应，从而明确电流对人体的严重危害。触电形式有以下四种。
单相触电。人体的一部分在接触一根带电相线（火线）的同时，另一部分又与大地（或零线）接触，电流从相线流经人体到地（或零线）形成回路，称为单相触电。在触电事故中，发生单相触电的情况很多，如检修带电线路和设备时，不作好防护或接触漏电的电器设备外壳及绝缘损伤的导线都会造成单相触电。
两相触电。两相触电是指人体的不同部位同时接触两根带电相线时的触电。这时不管电网中心是否接地，人体都在电压作用下触电，因线电压高，危险性很大。
跨步电压触电。电器设备发生对地短路或电力线断落接地时都会在导线周围地面形成一个强电场，其电位分布是电位从接地点向扩散，逐步降低，当有人跨入这个区域时，分开的两脚间有电位差，电流从一只脚流进，从另一只脚流出而造成触电，叫跨步电压触电。
悬浮电路上的触电。市电通过有初、次级线圈互相绝缘的变压器后，从次级输出的电压零线不接地，相对于大地处于悬浮状态，若人站在地面上接触其中一根带电线，一般没有触电感觉。但在大量的电子设备中，如收、扩音机等，它是以金属底板或印刷电路板作公共接"地"端，如果操作者身体的一部分接触底板（接"地"点），另一部分接触高电位端，就会造成触电。所以在这种情况下，一般都要求单手操作。
（2）人体对电流的反应
人体对电流的反应是非常敏感的。触电时电流对人体的伤害程度与下列因素有关。 人体电阻。人体电阻不是常数，在不同情况下，电阻值差异很大，通常在10～100千欧之间。人体电阻愈小，触电时通过的电流愈大，受伤愈严重。人体各部分的电阻也是不同的，其中皮肤角质层的电阻最大，而脂肪、骨骼、神经较小，肌肉电阻最小。一个人如果角质损坏时，他的人体电阻可降至0.8～1千欧。在这种情况下接触带电体，最容易带来生命危险。人体电阻是变化的，皮肤愈薄、愈潮湿，电阻愈小；皮肤接触带电体面积愈大，靠得愈紧，电阻愈小。若通过人体的电流愈大，电压愈高，使用时间愈长，电阻也愈小。人体电阻还受身体健康状况和精神状态的影响。如体质虚弱、情绪激动、醉酒等，容易出汗，使人体电阻急剧下降，所以在这几种情况下也不宜从事电气操作。
不同强度的电流对人体的伤害。大量的实践告诉我们，人体上通过1毫安工频交流电或5毫安直流电时，就有麻、痛的感觉。但10毫安左右自己尚能摆脱电源。超过50毫安就很危险了。若有工频100毫安的电流通过人体，则会造成呼吸窒息，心脏停止跳动，直至死亡。
不同电压的电流对人体的伤害。人体接触的电压愈高，通过人体电流愈大，对人体伤害愈严重。在触电的实际统计中，有70％以上是在220伏或380伏交流电压下触电死亡的。以触电者人体电阻为1千欧计，在220伏电压下通过人体的电流有220毫安，能迅速将人致死。人们通过大量实践发现，36伏以下电压，对人体没有严重威协，所以把36伏以下的电压规定为安全电压。
不同频率的电流对人体的伤害。实验证明，直流电对血液有分解作用；高频电流不仅不危险，还可用于医疗。即触电危险性随频率的增高而减少，40～60赫交流电最危险。
电流的作用时间与人体受伤的关系。电流作用于人体的时间愈长，人体电阻愈小，则通过人体的电流愈大，对人体的伤害就愈严重。如工频50毫安交流电，如果作用时间不长，还不至于死亡；若持续数10秒钟，必然引起心脏室颤，心脏停止跳动而致死。
电流通过的不同途径对人体的伤害。电流通过头部使人昏迷；通过脊髓可能导致肢体瘫痪；若通过心脏、呼吸系统和中枢神经，可导致神经失常、心跳停止、血循环中断。可见，电流通过心脏和呼吸系统，最容易导致触电死亡。
2． 触电急救
触电事故在极短暂的时间内，就会酿成严重的后果，所以发生触电事故，必须施行抢救。据有关资料记载，触电后1分钟内开始抢救的，90％有救活的可能；触电后6分钟才救治的，仅有10％的生机；如果在触电后12分钟才救治的，则救活率就很少了。所以对触电者及时抢救非常重要。救治的方法如下。
（1）脱离电源
如果附近有配电箱、闸刀等，应该立即断开电源。如果身边有带绝缘柄的工具（如钢丝钳等），可将电线截断。或带上绝缘手套或用干燥的木棍或竹竿，将触电者身上的电线挑开。千万注意，不可直接用手去拉触电者，也不可用金属或潮湿的东西去挑电线。否则，非但没有使触电者摆脱电源，反而使救护者自己也变成触电者。如果触电者是在高空作业时触电，断电时要防止触电者摔伤。
（2）现场救治
当触电者脱离电源以后，如果神志清醒，呼吸正常，皮肤也未灼伤，只要让他到空气清新的地方休息，令其平躺，不要行走，防止突然惊厥狂奔，体力衰竭而死亡。如果触电者神志不清，呼吸困难或停止，必须立即把他移到附近空气清新的地方，及时进行人工呼吸，并请医务人员前来抢救。如果心脏停止跳动，则需立即进行胸外挤压法抢救，并在送往医院途中不间断抢救。如果触电极严重，心跳呼吸全无，这就需要用人工呼吸法和胸外挤压法同时或交替抢救。
人工呼吸法：使触电者平躺仰卧，头后仰，使其舌根不堵住气流，捏住鼻子吹进一口气，然后松开鼻子，使之慢慢恢复呼吸，每分钟约12次。此法效果很好。
胸外挤压法：救护者双手相叠，掌握放在比心窝稍高一点的地方（即两乳头之间略下一点），掌根向下压3～4厘米，每分钟压60次左右。挤压后掌根迅速放松，让触电者胸廓自行复原，以利血液充满心脏，恢复心脏正常跳动。
对儿童可用一手轻轻挤压，但次数可快到每分钟100次左右。注意：对触电者实施抢救，有时往往需要较长时间，所以必须耐心，不间断地抢救；急救中严禁用不科学的方法，如用木板压，摇抖身体，掐人中，用水泼，盲目打强心针等错误方法，因为这样只会使奄奄一息或处于假死状态的触电者，呼吸更加困难，体温更加下降，从而加速其死亡。
3． 安全用电常识
（1）接线端或裸导线是否带电的鉴定 任何情况下，均不能用手来鉴定接线端或裸导线是否带电。如需了解线路是否有电，应使用完好的验电笔或电工仪表。
（2）如何更换保险丝 在更换保险丝时，应先切断电源，切勿带电操作 如果确需带电作业，则需采取安全措施，例如：站在橡胶板上或穿好绝缘鞋，戴好绝缘手套，而且操作时要有专人在场监护。
（3）带电接头的处理 拆开的或断裂的暴露在外部的带电接头，必须及时用绝缘胶布包好，并悬挂到人身不会碰到的高度，以防人体触及。
（4）使用36伏以上照明灯要注意 不得把36伏以上的照明灯，作为安全行灯来使用。
（5）数人作业时须知 遇有数人进行电气作业时，应于接通电源前告知全体人员。
（6）确保使用家用电气设备的人身安全 如电风扇的底盘、风罩、电视机的天线、电冰箱的门拉手、洗衣机外壳等，都是随时可能与人体接触的，而且这些家用电器都是使用单相交流电，为了消除不安全因素，应使用三孔形带接地线的插座、插头。或者对它们的外壳采取安全措施，即通常说的接地与接零保护，以保护人体安全。