第1篇 第五章 电气消防基础知识.ppt
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1、电气消防基础知识电气消防基础知识消防行业特有工种职业技能鉴定消防行业特有工种职业技能鉴定消防行业特有工种职业技能鉴定消防行业特有工种职业技能鉴定(江苏江苏江苏江苏)站站站站徐州联系点徐州联系点徐州联系点徐州联系点学习要点学习要点 第一节 电工学基础知识第二节 电气防火第三节 雷电、静电防火第一节第一节 电工学基础电工学基础 电路就是电流所流过的路径,为一闭合回路。电路由电源、中间环节和负载组成,如图1-1(a)所示。n n1电源 电源,即电能的源泉,是推动电路中电流流动的原动力。电源是指电路中供给电能的设备,如图1-1(a)中的电池,它的作用是将非电形式的能量转换为电能。如电池将化学能转换为电
2、能,发电机将机械能转换为电能等。一、电路的组成一、电路的组成n n2中间环节n n 中间环节主要包括连接导线和一些控制、保护电器等,它们将电源和负载连接成一个闭合回路,在电路中起传输、分配电能以及保护等作用。n n3负载n n 负载是指用电设备,即电路中消耗电能的设备,它的作用是将电能转换为其他形式的能量。如电灯将电能转换为光能,电炉将电能转换为热能,电动机将电能转换为机械能等。n n 将实际器件抽象成理想化的模型,用一些规定的图形符号来表示,绘制成电路模型,即电路图。n n 如图1-1(a)所示的实际电路就可以用图1-1(b)所示的电路模型表示,其中电池用电动势E和内电阻R0 0表示,灯泡用
3、负载电阻RL L表示,开关用无接触电阻的理想开关K表示。由于金属导线的电阻相对于负载电阻来说很小,一般可以忽略不计,即认为它是理想导线。图1-1电路的组成及电路模型(a)电路的组成;(b)电路模型(电路图)Back图1-1电路的组成及电路模型(a)电路的组成;(b)电路模型(电路图)Backn n1电流 电路中的带电粒子(电子和离子)受到电源电场力的作用,形成有规则的定向运动,称为电流。电流的大小是用单位时间内通过导体某一横截面积的电荷量来度量的,称为电流强度,简称电流。电流的正方向规定为正电荷的移动方向。大小和方向均不随时间变化的电流称为直流电流,电流强度的符号用I表示,即:二、电路的基本物
4、理量二、电路的基本物理量I=Q/t。Q电量 单位:C(库仑)I电流强度 单位:A(安培)T时间 单位:s(秒)直流电方向不随时间变化的电流恒稳电流方向和大小都不随时间变化的电流交流电流方向和大小都随时间变化的电流2电位n n 电位表示电场中某一点所具有的电位能。一般指定电路中一点为参考点(在电力系统中指定大地为参考点),且规定该参考点的电位为零。电场力将单位正电荷从A点沿任意路径移到参考点所做的功称为A点的电位或电势,用VA A表示,单位为伏特,简称伏(V)。n nUabab=Va a-Vb bn n3电压n n 电场力把单位正电荷从电场的A点移到B点所做的功,称为AB两点间的电压,用UAB表
5、示,即UAB=WAB/Qn n显然,电路中某两点间的电位差等于该两点间的电压,即VA-VB=UAB。当然,电压的单位也为伏特(V)。n n4电动势 在电源内部,非电场力将单位正电荷从电源的低电位端(负极)移到高电位端(正极)所做的功,称为电源的电动势,用符号E表示,电动势的单位也是伏特。E=WAB/Q 对于一个电源来说,在外部不接负载时,电源两端电压大小等于电动势大小,方向相反。n n5电能电路中,电荷只是一种转换和传输能量的媒介物,电荷本身并不产生或消耗任何能量。n n6电功率n n 单位时间内电流所做的功称为电功率,简称功率,用符号P表示,单位为瓦特,简称瓦(W)。n n 根据电流、电压、
6、功率的定义,n n P=W/t=UIn n7 电阻n n导体阻碍电流通过的能力,称为电阻,用R表示,单位为欧姆,简称欧()。1=1V/1A电阻式反应导体对电流阻碍作用大小的物理量,式客观存在的,即使别有加电压,导体仍然有电阻。导体的电阻决定于材料的性质、几何尺寸和导体的温度等因素。n n1电阻的串联(图1-2)n n 如果多个电阻顺序相联,并且在这些电阻中通过同一电流,这样的联结方式称为电阻的串联。串联等效电阻的计算公式为:n n R=R1+R2+Rn三、电阻的串并联三、电阻的串并联n n2电阻的并联(图1-3)n n 如果多个电阻联结在两个公共的节点之间,每个电阻上施加同一电压,这样的联结方
7、式称为电阻的并联。n n 并联等效电阻的计算公式为:n n 1/R=1/R1+1/R2+1/Rn图1-2 电阻的串联Back图1-3 电阻的并联Backn n(1)一段电路的欧姆定律n n通过计算,一段均匀电路的为欧姆定律,可用公式表示如下:UABAB=IR或I=UABAB/R四、欧姆定律四、欧姆定律n n(2)全电路欧姆定律n n实验证明:在一个闭合电路中,电流强度与电源电动势成正比,与整个电路电阻的大小成反比。这一规律称为欧姆定律,用公式表示如下:I=E/(R+r)或 E=I(R+r)五、焦耳五、焦耳-楞次定律楞次定律n n电流通过导体会产生热,这种现象称为电流的热效应。电流通过导体时,克
8、服导体电阻的阻碍作用对电阻做功,促使导体分子的热运动加剧,从而将电能转化为热能,使导体温度升高。n n在某段时间里,电阻产生的热量表示为:n nQ=I2 RtQ电阻产生的热量,单位:J(焦耳)可表述为:电流流过导体产生的热量,与电流强度的平方、导体的电阻及通电时间成正比,即焦耳-楞次定律。六、交流电六、交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电动势、电压和电流分别成为交变电动势、交变电压和交变电流,统称为交流电。22t tOi iOa、恒稳电流b、脉动直流电i it tn n交流电又分为正弦交流电和非正弦交流电。凡是按正弦规律变化的电流(电压、电动势)称为正弦交流电。在正弦交流电的作用下的电路成
9、为正弦交流电路。22t tOi ic、方波交流d、正弦交流Oi it tn n1、交流电的周期、频率和角频率n n、周期n n正弦量变化一次所需的时间成为周期T,单位为s。t tOi iT TT/2T/2I Im mtn n、频率n n交流电每秒内变化的次数称为频率f,单位Hz(赫兹)。频率是周期的倒数。n nf=1/Tn n、角频率n n正弦交流电每秒内变化的电角度称为角频率,单位是弧度秒(rads)。显然,频率、周期与角频率的关系为n n =2f=2/Tn n2、瞬时值、最大值和有效值n n、瞬时值n n正弦交流电在任一瞬间的值称为瞬时值,用小写字母来表示,如i、u、e分别表示电流、电压、
10、电动势的瞬时值。n n、最大值n n瞬时值中最大的值称为幅值或最大值,用带下标m的大写字母来表示,如Im、Um和Em分别表示电流、电压和电动势的幅值。n n、有效值n n交流电的有效值是根据它的热效应确定的。n n当一个直流电流和一个交流电流在该交流电的一个周期内通过相同的电阻产生的热量相等时的该直流电流值称为该交流电流的有效值。通常所说交流电的大小都是指的有效值。22Im2IUmUEmE=0.707 Im=0.707 Em0.707 Um=n n3、相位、初相位和相位差n n交流电的频率、周期与角频率要素表示交流电变化的快慢,交流电的幅值与有效值要素表示交流电的大小,表示交流电变化的起点的要
11、素就是相位、初相位。n n 以交流电流i=Imsin(t+)为例,我们把(t+)称为正弦交流电的相位角或相位,t=0时的相位角即,称为初相角或初相位,简称初相。初相位的取值范围一般规定为n n-。n n对于两个同频率正弦交流电的相位角之差,称为相位差。设两个同频率正弦交流电流分别为:n n i1=Im1sin(t+1),i2=Im2sin(t+2)n n则i1、i2的相位差=(t+1)-(t+2)=1-2,即两个同频率正弦交流电的相位差就是它们的初相位之差。n n 在相位差满足-时,若0,称电流i1超前电流i2角;若0,称电流i1 1滞后电流i2角;若=0,称电流i1和电流i2同相位,简称同相
12、;若=,称电流i1和电流i2反相位,简称反相。n n在图(a)中,电流i1超前电流i2角,或称电流i2滞后电流i1角;在图(b)中,电流i1和电流i2同相位,电流i1和电流i3反相位,电流i2和电流i3反相位。n n4、交流电的三要素n n交流电的变化情况主要取决于三个方面:交变的快慢由角频率、周期或者频率来表示;交变的幅度由幅值(最大值)来表示;交变的起点由初相位来表示。n n角频率、幅值和初相位称为正弦电量的三要素。n n对于任何一个正弦交流电,只要知道了三要素,就可以写出其表达式,画出其波形图,正弦电量的情况就完全能确定下来了。n n七、常用电工仪表n n1、电压表 P48n n2、电流
13、表 P4849n n3、万用表 P4950n n 重点:万用表使用注意事项第二节第二节 电气防火电气防火一、防、控电气火灾的紧迫性和重要性一、防、控电气火灾的紧迫性和重要性首先,让我们来看看一些统计数据2006年-2009年全国火灾统计情况2007年-2010年江苏省火灾统计情况n n2006年中国火灾损失中有26是由电气火灾引起的。电气火灾已经成为引发火灾的三大主要原因之一,防控电气火灾也成为我国消防事业的重要环节。n n2007年,共发生火灾15.9万起,电气引起火灾最多,共45703起,占总数的28.8%;其次是用火不慎,共37195起,占23.4%;除这两种主要原因外,吸烟引起的火灾占
14、8%,玩火占7.9%,生产作业不慎占5.6%,自燃、雷击、静电等占2.5%,遗留火种等其他原因占14.7%,原因不明的占9.4%。n n2008年共发生火灾13.3万起,电线短路、超负荷、电器设备故障等电气原因引发火灾4万起,占总数的30.1%,比重比去年提高1.3个百分点;其次,用火不慎引发火灾3万多起,占23%;吸烟引发火灾9762起,占7.3%;玩火火灾占7.1%、生产作业不慎火灾占5.5%、自燃火灾占2.2%、雷击、静电等其它原因火灾占15.7%、原因不明的火灾占9.1%。n n2009年共发生火灾127万起,死亡1076人,受伤580人,直接财产损失132亿元(不含央视新址园区火灾损
15、失),因违反电安装使用规定和电器故障等引发的电气火灾起数、直接财产损失分别占总数的37.5%、36%,居各类原因之首。Backn n20072007年(年(20062006年年1212月月2121日至日至20072007年年1212月月2020日),全省日),全省共发生火灾共发生火灾84758475起,死起,死9898人,伤人,伤4444人,直接财产损人,直接财产损失失4746.94746.9万元。万元。电气火灾居所有火灾原因之首,电气火灾居所有火灾原因之首,电气火灾居所有火灾原因之首,电气火灾居所有火灾原因之首,其中其中短路和电器设备故障是引发电气火灾的主要原因;短路和电器设备故障是引发电气
16、火灾的主要原因;机械设备类故障、焊割、烘烤是引发生产作业类火机械设备类故障、焊割、烘烤是引发生产作业类火灾的主要原因。全省发生的灾的主要原因。全省发生的29382938起电气火灾中,其起电气火灾中,其中因短路引起中因短路引起10151015起,电器设备故障引起起,电器设备故障引起571571起,电起,电气线路接触不良引起气线路接触不良引起175175起,电加热器具长时间使用起,电加热器具长时间使用或与可燃物接触等引起或与可燃物接触等引起157157起,负荷引起起,负荷引起128128起,漏起,漏电引起电引起9595起,短路和电器设备故障引发的电气火灾起,短路和电器设备故障引发的电气火灾最多,占
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