第五部分电气消防基础知识

（一）电压表
电压表也称为伏特表。注意 mV ， V， kV的量程。 电压表有交流和直流的区别，但它们的 接线方法都是与被测量的电路并联。
1.电压表的连接方式 要测量一个元件或一段电路两端的电压,把 电压表并联在其两端，因为在并联电路中各 支路两端的电压相等。电压表的示数即为与 之并联部分的待测电压。 如果将电压表串联在某一电路中，相当于把 电压表接入电路中的某一点，而这一点是不 存在电压的。
1.电流表的使用方法 电流表一定要串联在电路中。接线拄的“+”、 “-”要正确连接。电流表指针的偏转方向与通 过其中的电流方向密切有关。如果将接线拄接 反，将使指针反偏，造成碰弯指针等损坏电压 表的事故。另外绝对不允许不经过用电器而将 电流表直接连到电源的两极上，否则会烧坏。
2.电流表的量程和读取
4.万用表测量直流电流
先估测被测电流大小，然后转换到合 适的量程再把万用表串接在电路中。 测量值的大小是指针所指的数字与该 档量程数字来读取。
5.万用表测量交流电压
与测量直流电压相似，不同的是因交流电不 分正负，所以测量时表棒也就不需分正负。
6.万用表使用注意事项(A)
(1)测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档 或电流档去测电压，就极易烧坏表。万用表不用时， 最好将档位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而 损坏。 (2)测量直流电压和直流电流时，注意“+”“—”极 性，不要接错。
4.电压表的示数读取
电压表使用前要调零，使指针与表盘上 的“ 0 ”刻度对齐，若有偏差，调节调 零按钮归零。注意查清电压表的测量， 待指针稳定后再行读取，同时写出正确 的电压单位。
（二）电流表 电流表也称为安培表。注意mA，A，kA的量程。 电流表有交流,直流和交直流两用表等三种，但它 们的接线方式都是与被测量的电路串联。
二、交流电 大小和方向随时间做周期性变化的电动势、 电压和电流分别称为交变电动势、交变电 压、和交变电流，统称为交流电。
人们常在平面直 角坐标系中用图 形表示电压、电 流、电动势随时 间变化的规律， 这种图形称为波 形图。
分类：
交流电
正弦交流电
按正弦规律变化的电流（电压、电动势）
在正弦交流电作用下的电路称为正弦交 流电路。
全电路欧姆定律表示：在一个闭合电路中， 电流强度与电动势成正比，与整个电路的 电阻成反比。
其数字表达式为：
I=E/(R+r)
(5-8)
（五）串并联电路
1.串联电路 定义：串联电路是指把几个导体元件依次首
尾相连的方式。 基本特征：是只有一条支路，电流依次通过
每一个组成元件。
（五）串并联电路
串联电路特点： （1）导体元件依次首尾相连的方式。 （2）流过每个电阻的电流都相等。 （3）总电压、电阻等于分电压、电阻之和。 （4）各电阻分得的电压、功率与其阻值成正比。
非正弦交流电
按其他规律变化的交流电
(一)交流电的周期、频率和角频率
1.周期 正弦量变化一次所需的时间（秒）称为周期 T。
2.频率
交流电每秒内变化的次数称为频率 f ，单位赫兹 （Hz），频率是周期的倒数，即：
f=1/T
海因里希·鲁道夫·赫兹 （1857年2月22日－1894年1月1日）， 德国物理学家，于1888年首先证实了电磁波 的存在。并对电磁学有很大的贡献，后人为 了纪念他，把“赫兹”定为频率的单位。
某些感温 火灾探测 器就是利 用电阻的 这一特性 设计的。
当导体两端的电压是 1V ，导体内通过的
电流是 1A 时，这段导体的电阻就是1Ω，R
A
即
V
1欧姆= 1伏特/1安培
人体也是导体，人体的触电的原因
电阻是多少
2.欧姆定律
乔治·西蒙·欧姆 (Georg Simon Ohm，1787—1845)一个天才的 研究者， 1787年5月16日生于德 国埃尔兰根城，父亲自学了数学 和物理方面的知识，并教给少年 时期的欧姆，唤起了欧姆对科学 的兴趣。于1825年初次提出欧姆 定律。
2.电位
电路中某点相对于参考点的电压称为该 点的电位，单位为伏特，用 V 表示。
例如，在电路中参考点电位为Uo ，A点电位为 Ua， B 点电位 Ub ，则A， B 两点间的电位差， 称为该两点的电位差（电压），即
Ua
Uab= （ Ua -Uo ）- （ Ub -Uo ）
= Ua - Ub （ 5-3 ）
（三）电能和电功率 1.电能 在电路中，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。 通常所说用电，就是指取用电荷所携带的能量。
在时间 t 内，外电路取用的电能表示为：
WL=Ua= UIt
（ 5-5 ）
2.电功率
定义：在某段时间内，电路中产生或损
耗的电能与该段时间的比称为电功率，
(1)一段电路的欧姆定律
通过计算，一段均匀电路的欧姆定律可表示为：
UAB=IR
(5-7)
具体应用时，如果电流的流向未给出或暂时无法 判断时，可以先任意假定一个电流流向，倘使根据这 个假定的流向算出的电流是负值，表明电流时间的流 向与假定的流向相反。
(2)全电路欧姆定律 全电路就是含电源的闭合直流电路。图 5-2 表示 一个简单的全电路。
在我国和大多数国家都采用 50HZ 作为 电力标准频率，习惯上称为工频。 工频一般指市电的频率,在我国是50Hz,
. 其他国家也有60Hz的
3 .角频率
角频率是指交流电在1秒内变化的电角度。若 交流电1秒内变化了 f 次，则可得角频率与频 率的关系式为
（二）瞬时值、最大值和有效值
1.瞬时值 交流电在某一时刻的大小称为交流电的 瞬时值。
2.电流
定义：电荷有规则的定向运动称为电流。
对于恒定电流来说，若以 Q 表示在时间 t 内通 过导体截面上的总电量，则电流强度I就可用下 式表示：
I=Q/t
(5-1)
式中:I-电流强度，单位安培，
简称安，符号A； Q-电量， 单位库伦，符号C ； t- 时间，s 。
电流分交流和直流两大类。 凡方向不随时间变化的电流称为直流电 流。 而大小和方向都不随时间变化的电流称 为稳恒电流。 凡大小和方向都随时间变化的电流称为 交流电流。
式中： Q- 电阻产生的热量，单位 J 。
由来:英国物理学家焦耳做了大量的实验于 1840年最先精确地确定电流通过导体产生 的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的 电阻成正比.跟通电时间成正比，这个规律 叫做焦耳定律。在1842年时，俄国物理学 家海因里希·楞次也独立发现上述的关系， 因此称为“焦耳－楞次定律”。
电流表的所测电流值等于大格的电流值加 上小格的格数乘以每小格所表示的电流值。 读数时应使视线和刻度面垂直。
（三）万用表
万用表是电子测量中最常用的工具，它能测量电 流、电压、电阻，有的还可以测量三极管的放大 倍数，频率、电容值、分贝值等，具有用途多、 量程广、使用方便等优点。
1.万用表的工作原理 万用表的基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电 流表 (微安表) 做表头。当微小电流通过表头，就 会有电流指示。但表头不能通过大电流，所以必须 在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从 而测出电路中的电流、电压和电阻。 万用表的表头为磁电系测量机构，它只能通过直流， 利用二极管将交流变为直流，从而实现交流电的测 量。
定义 ：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，克服导体电阻的阻碍作用而对 电阻做了功，促使导体分子的热运动加剧，从而 将电能变热能，使导体的温度升高。
电流流过导体产生的热量，与电流的平方、 导体的电阻及通过时间成正比。
称为焦耳-楞次定律
可表示： Q=I2Rt
（ 5-9 ）
通常所说交流电的大小都是指他们的有效值； 例如市电的电压 220V、表的读数、额定值等均指 其有效值。
三、常用电工仪表
电工仪表主要是用来测量电路中电压的高低、电流 的强弱、电阻的大小等，然后根据数值来了解它们 在电路中的情况。因此正确使用常用仪表，是建 （构）筑物消防员必须掌握的知识。 电气测量仪表按用途分类，有电压表、电流表、功 率表等。
（二）电压、电位和电动势 1.电压
A q+
电压又称电位差，是衡量电场力做功
大小的物理量，用U表示，其大小为
电场力将电荷从A点移动到 B 点所做
B
的功 WAB 和电量 q 的比值： UAB=WAB/q
（ 5-2 ）
电压不但有大小而且有方向。 电路中的任意两点之间的电压方向可以通过 设定参考方向，若计算为正值则表明设定方 向和实际方向一致，若为负值则表明设定方 向和实际方向相反。 在电路图中，电压的方向也称做电压的极性， 用“+、-”两个符号表示。
(3)如果不知道被测电压或电流的大小，应先用最高
档，而后再选用合适档位来测量，以免表针偏转过度
而损坏表头。所选用的档位愈靠近被测值，测量的数
值就愈准确。
(4)测量电阻时，不要用手触及元件的裸体两端，以 免人体电阻与被测电阻并联，使测量结果不准确。 (5)测量电阻时，如将表棒短接，调零旋钮至最大， 指针仍达不到 0 点，这种现象通常是由于表内电池 电压不足造成的，应换上新电池方能准确测量。 (6)万用表不用时，不要旋在电阻档，因为内有电池， 如不小心易使两根表棒相碰短路，不仅耗费电池，严 重时甚至会损坏表头。
2.万用表测量电阻 首先调零，将表棒短路，使指针向右偏转， 随即调整“Ω”调零旋钮，使指针恰好指 到 0 。测量时应选择适当的欧姆档。读 数为欧姆刻度线上的读数乘以档标数字， 注意单位。每次换档，都应重新将表棒短 接，重新调整指针到零位，才能测准。
3.万用表测量直流电压
首先估算，然后将转换开关拨至合适的直流电流 直流档。注意正负端的连接。测量值的大小是指 针所指的数字与该档量程数字来读取。
第五部分电气消防基础知识
培训目的：了解电工学基础知识， 掌握电气防火有关知识
培训课时：4课时 授 课 人：马黎明
一、直流电路
(一)电路和电流
1.电路
定义：电流所流过的闭合路径叫电路。
组成： 电路所完成的任务是多种多样的， 所以电路的形式，复杂程度各不 相同，但电路一般是由电源、 负载、连接导线和控制设备 四个基本部分组成。
2.最大值 最大的瞬时值（包括正负），称为最大 值，也称为幅值。它表征交流电的变化 范围。
瞬时值
最大值
3.有效值
交流电的有效值是根据它的热效应确定的。交流电 i 通过电阻 R 在一个周期内所产生的热量和直流电 流I通过同一电阻 R 在相同时间内产生的热量相等， 则这个直流电流的数值叫做交流电流 i 的有效值。
Ub
所以，电压的大小和参考点的位置无关。
通常，将参考点的电位规定为零电位。
Uo
3.电动势
电源的电动势指电源力移送单位正电荷从负极到 正极的过程中所做的功，用 E 表示，即
E=WAB/q
（ 5-4 ）
对任一个电源来说，在外部不接负载时， 电源两端电压大小等于电源电动势的大小， 但方向相反。
电压、电位、电动势三者之间的关系和联系
用 P 表示：
P=W/t
（ 5-6 ）
式中： P- 电功率，单位 W （瓦特）。
家用电器工作电功率：
第一档次的为小功率电器，如电视机、电冰箱、 洗衣机、电扇、排风扇、抽油烟机、组合音响、 照明灯具等。这类电器的负荷大约为300至 700w左右。
第二档次的中型功率的电器，如电吹 风、微波炉、电饭锅、电熨斗、电热 毯、吸尘器、电暖器等。这类电器一 般的负荷在700至1200w左右。
2.电压表“+”、”-”接线柱的连接
让电流从“+”流入，“-”流出。电压表指 针的偏转方向与通过其中的电流方向密切 有关。如果将接线拄接反，将使指针反偏， 造ห้องสมุดไป่ตู้碰弯指针等损坏电压表的事故。
3.电压表量程的选择
在使用电压表前应先估算其值选择合适量程，若 无法估算应采用试触法。同时还应注意测量值的 准确度问题，在不超过量程的前提下，用量程越 小的电压表测量准确度越高。电压表直接并联在 电源两极所测量的读数就是其提供的电压。
2.并联电路
定义：并联电路是指在电路中，把几个元 件的一端连在一起，另一端也连在一起， 然后把两端接入电路的方式。
并联电路特点：
（1）导体元件一端连在一起，另一端也连在一起。 （2）每一元件两端的电压都相等。 （3）总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。 （4）各电阻分得的电流、功率与其阻值成反比。
(六) 电流的热效应
第三档次的为大功率电器，如空调机、
电热水器、烧烤微波炉、电烤箱、暖 风机、浴霸等，其负荷为1500至 2500w左右。
(四)电阻和欧姆定律
1.电阻 电阻是反映导体对电流起阻碍作用大小的一个物 理量，单位是欧姆，简称欧，用字母Ω表示。
导体的电阻是客观存在的，即使没有加上电压， 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。