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高处作业吊篮装拆和使用.doc

因此，电流就是衡量通过导体电量强弱程度的物理量。

电流的基本单位是“安培”，简称“安”以符号A表示；根据需要，电流单位也可采用kA（千安）、mA（毫安）、μA（微安），它们的关系如下：

例如，每秒通过导线10库仑电量、10秒通过导线100库仑电量或1分钟通过导线600库仑电量时，电流强度都是一样的，均为10安培。

2．电压：和水位的意义类似，带电物体也有电位。俗话“水往低处流”，指的是高处水位和低处水位存在水位差，形成水流。带电物体的正电荷也是从高电位流向低电位。我们通常把大地的电位作为零电位，当带正电荷的物体和大地接触时，正电荷会流入大地；当带负电位的物体和大地接触时，大地的正电荷会流入物体抵消负电荷。因此任何带电物体和大地接触时，就会和大地同电位，用电设备的接地措施，就是消除电位差，避免电流对人的威胁和伤害。

在导线和用电设备组成的电路中，任意两点的电位差称为“电压”全套土建工程技术交底，用符号U表示。电压的基本单位是“伏特”，简称“伏”以V表示；根据需要，电流单位也可采用

kV（千伏）、mV（毫伏）、μV（微伏），它们的关系如下：

3．电阻和电阻率：自然界的物质有绝缘材料和导体材料之分，前者几乎没有传导电流的能力，常用于阻隔电流之用，确保用电安全。橡胶、塑料、木材、瓷器和石料等非金属均属此类；后者具有传导电流的能力，如铜、铝、铅、锡及钢铁等金属均属此类。导体在传导电流的同时，又存在阻碍电流通过的特性，这种特性称为“电阻率”，用符号ρ表示，电阻率因材料而异，且和温度有关。导体阻碍电流的性能不仅和电阻率有关，而且和导体的长度成正比，和导体的横截面积成反比。我们用“电阻”这一物理量来衡量导体的导电性能，用符号R或r表示。电阻的基本单位是“欧姆”以Ω表示，根据需要，电阻也可以采用kΩ（千欧）、MΩ（兆欧），它们的关系是：1kΩ=103Ω；1MΩ=106Ω；

已知导体的材料及尺寸，可用下式计算出它的电阻值：

；式中L为材料的长度（m）；S为材料的横截面积（mm2）。

电阻率的单位一般用Ω·mm2/m表示；大地土壤的电阻率单位用Ω·m2/m（即Ω·m）表示。

电阻越大，导体越不易通过电流；相反，电阻越小，越容易通过电流。因此在同样电压下，传送相同的电流（即电阻相等），电阻率小的材料在同样长度时可采用较小的截面，更省料。例如，铝的电阻率ρL=0.029Ω·mm2/m，如使用5mm2、100m长的铝芯导线传送电流，按上列公式计算，可知电阻R为0.58Ω；同样的电阻，使用同样长度的铜芯导线，由于铜的电阻率ρT=0.0175Ω·mm2/m，比铝材要小，根据按上列公式的逆运算，可知铜芯导线的截面积只需3mm2。另外铜材比铝材具有更好的机械强度，故铜导线比铝导线得到了更广泛的应用。

4．欧姆定律：电流、电压和电阻是电学的三个最基本的物理量，它们的相互关系可用“欧姆定律”类阐明：在电路中，电流的大小与电阻两端的电压高低成正比，而与电阻的大小成反比，并可用下列公式表示：

根据欧姆定律，可解释电路中的两种常见现象：当导线断裂或电路打开时，形成相当大的绝缘电阻，电流就等于零，此时称为“断路”或“开路”。如果带电导线没有经过负载（用电器），直接和另一导线相碰，如进电“火线”和回路“地线”相碰，此时，由于电阻很小，会产生很大的电流，瞬时的高温足以熔化熔断保险装置，这就称为“短路”或“碰线”。

三、交流电的产生和输送

1．交流电的产生：由于电流是既有大小又有方向的物理量，当其大小及方向始终保持不变的电流称为直流电，一般由化学反应产生，如干电池、蓄电池提供的就是这类电流；当其大小及方向随时间作有规律变化的电流，就称为交流电，发电厂和燃油发电机产生的就是这类电流。

我们可从感应生电来了解交流电的产生原理。当导线（发电机的转子）在磁场（发电机定子）中旋转时，就作切割磁力线运动而产生电流。在一对磁极中旋转一周，即一个循环，由于磁极极性改变一次，电流方向也改变一次。如果，转子在P对磁极的定子中转动，每分钟的转速为n转，那么，电流每秒的循环次数为：

它的单位是“赫兹”或周/秒。我国电力工业的频率是50赫兹（50周/秒）。欧洲和日本等国采用的频率也有60赫兹的。频率的倒数T=l/f即称为周期，表示循环一次所需的时间，单位是“秒”。一个国家的电工频率是固定统一的，因此发电机的磁极数和转速成反比，如一对磁极的发电机转子转速为3000转/分，二对磁极的就为1500转/分。

根据欧姆定律知道，要输送强大的电流必须有较高的电压和较小的电阻，但是，导线的电阻受到其截面积的限制，因此一般多采用高电压方式输电，（从几千伏到几十万伏），同时为了减少输电损耗及避免导线发热，输电电压越高，输电线的截面就越大。

由于广大用电户的电器的是380V三相电或220V的单相电，还有需要更低电压或直流电源，因此变压和整流成为输电中常用的二项技术。

（1）变压：发电厂或电站产生的电流以高压输入电网，尚不能直接进入各用电户，必须经多级变压，将万伏乃至数十万伏的高电压降至380伏或220伏的低电压，方可被用电户使用，这一过程称为“变压”，由设置在各变电站、变电所内的变压设备来完成，根据需要，可在一定范围内的用电区域设置不同容量的变压器。变压器根据电磁感应原理，由输入和输出端的分立线圈组成，为避免电热产生的高温，由冷却油进行冷却。它的输入端称为初级端，相应线圈称为初级线圈；它的输出端称为次级端，相应线圈称为次级线圈。用户需要更低的电压，如工矿企业的低压灯、数控设备、商务办公的电子信息系统、居民家庭的电视、空调、音响等电器，一般在设备中均装置了最后一级变压器。

（2）整流：在生产和日常生活中，经常需要使用直流电源，如直流电动机、电子产品、充电器等，进入电子信息时代，弱电的应用更为广泛，由于干电池、蓄电池的容量有限，产品及产电成本都较高，更困难的是经常充电带来的不便，以至无法实现连续工作。

交流电以其容量大、生产成本低、输送方便等优点被广泛使用。把规律性变化的交流电改变成电流大小、方向恒定的直流电，称为“整流”。整流的方式通常有机械整流式：如直流发电机或电动机的整流子；线圈感应（电感）式：如日光灯具的整流器；电子整流式：利用电子管或半导体的晶体材料制成二极管、三极管进行整流，这在电子产品和数字电路中大量使用。

1．电功：发电厂生产和输出的电流，通过各种用电设备和器具，可转化成不同形式的能量，如电灯转化为光能；音响设备转化为声能；电动机带动机械转化为机械能；电热水器转化为热能等。因此电流通过用电设备（负载）就会做功，称为“电功”，它是“电”的能量的体现，故也称“电能”，其基本单位是“焦耳”（瓦秒）。电功和负载二端的电压U、通过负载的电流I、以及通电的时间成正比，根据欧姆定律，当然与负载的电阻有关，可用下列公式表示：

；式中电压单位为伏，电流单位为安，时间单位为秒。

在生产和日常生活中，我们通常用“千瓦时”作为电功的实用计算单位，1千瓦时即通常所说的“l度电”，以kW·h表示

2．电功率：在各种形式的能量中，我们把单位时间内所耗的能量（即所做的功），称为“功率”，因此用电负载在单位时间内所耗的电能，就称为“电功率”，以符号P表示，根据上述电功的含义，电功率可用下式表示：P=UI=I2R=U2/R；它的基本单位是“瓦特”简称“瓦”，以W表示。式中电压单位为伏，电流单位为安。在实际应用尤其在工程中，常以“千瓦”作为电功率计算单位，以kW表示，功率的其他单位有“马力”、英制及电工“马力”，分别以PS、hp表示，这些单位的关系如下：

1kW=1000W=1.36PS=1.341hp（英制）=1.34hp（电工）；

1PS=735W；1hp（英制）=745.7W；1.34hp（电工）=746W；

在交流电路中，电网上的电流所作的功包括二部分，其中大部分用于用电设备的耗能，即有功电流作的功，其相应的功率称为“有功功率”；另一小部分则用于电力产生和输送过程中的电感磁场、电容等的能量交换之中，不能表示用电设备实际的电能消耗，无功电流耗去的功率称为“无功功率”，其单位为“乏”或“千乏”，对一个供电系统来说，无功功率是不变的常数。

低至0.5以下，造成电能的浪费。

P=S·cosφ；Q=S·sinφ；S=
；

有关三相电路的计算，详见本章第二节。

第二节基本电路和常用电气元件

用导线连接电源和负载电阻（用电设备），组成的电气回路称为电路。

一、单相交流电的电路及计算

单相交流电一般由火线和零线连接负载电阻，组成电路，按负载的接入方法分为串联和并联二种基本电路。

电路的总电阻（等效电阻）R=R1+R2=11Ω

二个负载电阻产生的电压降，即端电压分别为：U1=I·R1=100V；U2=I·R2=120V；

因此，电源电压U=U1+U2=100+120=220V；

由以上的计算分析，可知道串联电路的特性是：

（1）各负载二端的端电压因各负载的电阻而异，电阻越大，则形成压降越大；

（2）电源电压等于所有负载端电压（电压降）之和；

（3）电路的等效电阻等于各负载电阻之和；

（4）通过各负载的电流相同，且等于电路的系统电流。

通过二个负载电阻的电流分别为：

电路回路的总电阻（等效电阻）：

由以上的计算分析，可知并联电路的特性是：

（1）通过各分支电路的电流，因其负载电阻而异，电阻越大，则电流越小；

（2）电路回路的总电流，等于各分支电流之和；

（3）各分支负载的二端电压相同，都等于电源的电压；

（4）电路回路的等效电阻，其倒数等于各分支负载电阻的倒数和。

3．电路连接方式的选用：由于串联和并联电路的不同特性，不同的用电场合应选择不同的连接方式。串联电路因为每个负载电阻不同而获取的电压不同，因此会影响电器设备的使用；同时在同一回路内不能实现各电器设备的单独控制，某段负载的断路又会影响其他负载的使用。因此，一般的用电户及同一户的各类用电设备，在总电路中均采用并联方式，而单向的控制开关、按钮等均须和相应用电设备串联在电路中。对电路有降压要求或保持电流恒定要求的场合，应采用串联方式，如电动机的降压起动，必须在定子绕组的电路中串接电阻或阻抗：测量电路电流时，电流表也必须串联在被测电路内。

并联电路除了广泛应用于几乎所有用电器具设备外，对有分路或双向控制要求、电压的相对稳定要求等场合，应采用并联方式，如照明的分路器及双向开关、电容器、电压测量表、功率（电度）表等，必须并联入电路。

在工矿企业的实际电气线路中，往往是串联和并联组合使用，在家用电器的线路板上，串联和并联的组合使用更为普遍。

二、三相交流电的电路及计算

使用三相交流电的用电设备如电焊机、电动机、电炉等，和供电线路有类似的二种电路连接方式，即“星形”（Y）接入法和“三角形”（△）接入法。由于大部分三相用电设备各相的阻抗是相同的，和供电电源组成的电路，称为对称三相电路，下面我们只讨论对称三相电路的电路及其基本计算方法。

对称三相电路采用星形（Y）连接时，所耗总功率（视在功率）S，应等于各单相电路功率之和，即每相电路功率的三倍，可计算如下：

三角形（△）连接的对称三相电路，所耗总功卒（视在功率）S．也应等于各单相电路功率之和铁路建设项目监理企业信用评价办法（铁总建设[2018]123号 中国铁路总公司2018年7月）.pdf，即每相电路功率的三倍：

从以上计算可知，对称三相电路何论采用星形（Y）或三角形（△）接入方式，所耗功率和计算公式相同。

在电路中用来连接电源和用电设备，除了导线以外，为了控制、保护、电量参数（电压、电流等）的变换，必须按需要接人多种器件，这些器件称为电气元件。按其适用的电压范围，可分为低压电气元件、中压电气元件及高压电气元件三类。中、高压电气元件一般适用于1000V电压以上的电路中，如大扭矩、大功率的直流电动机和发电机组，各种输配电线路中等。在我们机械设备中，使用的是1000V电压以下的低压电气元件，尤以24V～500V的电气元件更为广泛。按其在电路中的作用，低压电气元件又大致可分为控制元件、保护元件及功能元件三类。

1．控制元件：主要用来控制电路“断开”和“接通”的切换如闸刀开关、铁壳开关、

直接起动的倒顺开关，各类照明和信号开关等；用来切换电路相序、调整电阻大小或分支电路多少，即控制电动机的转向、转速及单机或多机运转，如蝶形开关、万向转换开关等，由于具有在宜接启动电动机前的选择功能，往往称为“选择开关”；用来操作电动机或其他用电设备运转，如起重机的凸轮控制器、主令控制器、各类电动机启动器（电磁式、星形降压式、自耦降压式等），这些多都为手柄式操作装置；由于电动机直接起动时会产生巨大的电流（可达额定电流的4～7倍）和电网上的过大压降，在许多中小功率、频繁起制动运转的电动机控制回路中，广泛采用按钮和接触器作为控制装置，实现间接起动。在无变压器的电路中，采用380V或220V操作按钮；为了安全起见，采用变压后的低压回路，使用不大于36V的低压按钮，用来控制电源“通”或“断”并传送信号至接触器。按钮一般有常开触点及常闭触点各一对，按需要可选用点动式或连续运行式，如用作急停开关的按钮，必须是非自动复位型。接触器用来接受按钮的信号，并由各触点接通或断开电源，实现电动机的运转或停止，按配用的电动机种类，可选用交流或直流接触器，分别有6对和5对触点

为了机械设备的安全运行，在各类限制、限位的安全装置中，如高度、行程、重量、力矩等的防超额安全装置中，都采用了行程开关，按外形结构可分为直动型（按钮式）、单轮型及双轮型（旋转摆动式）、起重机专用型；按复位功能有自动复位及非自动复位之分。箭种控制元件选用时，应注意适用的电压和电流范围T／CCMA 0095-2020标准下载，一般应高于电路的电压和电流。