基站防雷知识简介

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邵阳移动朱天宏

第一部分常用电路学知识介绍

下面先介绍一些我们在第二部分的描述中经常要用到的一些概念。由于该文章旨在针对绝大多数基层工程技术人员，因此从最简单的概念入手进行阐述，尽量做到通俗易懂，不作太高深的论述。

一、电压和电势

自然界中很多东西都是成对出现的，互相之间形成作用力，如磁铁的两极、正电荷和负电荷等等，他们互相之间具有吸引力。将吸合在一起的一对正电荷和负电荷分开，使他们相距一定的距离，它们就有了再吸合在一起的趋势。物理学中研究某种现象时总是要定义一个参照点，在这里，通常都是定义负电荷所在的位置为参考点，称为“零电位”，正电荷相对于负电荷就有了一定的“势”，称为“电势”。就好像将一桶水提离地面，则这桶水相对于地面就有了“势”一样。“电势”是一个绝对量，无论它处在什么位置，它总是指正电荷相对于零电势点的“势”的大小。很显然，这个“势”的大小跟它离零电势点的距离有关，就好比一桶水提得越高，它的“势”也越大一样。

前面说了，“电势”是一个绝对量，那么“电压”又是什么呢？我们再来看，将一桶水提到十层楼那么高，将另一桶水提到五层楼那么高，它们的“势”的大小是不一样的，那么它们之间的“势”的差异大小，我们就称为“势差”。同样的道理，正电荷在不同的位置会具有不同的“电势”，这些“电势”之间的差异就称为“电势差”，又称为“电压”。所以，大家知道了，电势是绝对量，电压是相对量，它代表的是电势的差异，电压又被称为电势差。电压一般以英文字母“U”来表示。

二、电流

大家知道。当水受到压力时，它会顺着压力的方向流动，形成“水流”；同样的道理，当正电荷受到力的作用时，也会朝着力的方向移动，形成“电流”。通常情况下，让正电荷移动的力都来自于“电压”，即“电势差”。电流一般以英文字母“I”来表示。

三、电阻和电阻率

正电荷在物质中移动（即电流流动），会受到物质本身的一些物理特性的影响，这些影响的表现形式之一便是阻碍正电荷的移动。我们称物质的这种特性为“电阻”。电阻一般以英文字母“R”来表示。

前面说到，物质有阻碍电流在其间流动的特性，称为“电阻”。但不同物质的阻碍能力是不一样的。为了衡量不同物质对电流的阻碍能力大小，我们提出了“电阻率”的概念。在规定的时间内，在相同的截面积里流过的正电荷越多，我们就说这种物质的电阻率越低，反之则越高。很显然，一个物体的电阻大小跟它的电阻率有关、跟它的电流流经的截面积有关、还跟它的长度有关。电阻率一般以字母“ρ”来表示。根据电阻率的大小，物质可以分为绝缘体、导体、半导体。金属的电阻率都很小，所以金属都是电荷的良导体。常见金属中，按电阻率从高到低排是金、银、铜、铝、铁，可见铜比铝的导电性能要好。但这是在相同条件下才这么说的。根据前面说到的，一段导体，它的导电能力除了跟电阻率有关外，还跟它的截面积（即粗细）有关，还跟它的长度有关。因此，我们不能简单地说某个铜制品比某个铝制品的导电能力好，我们通常说，铜比铝的导电性能好，前提是在同样的对比条件下才是这样的。

四、功和功率

沿力的方向移动，我们叫“做功”。我们用力推一块大石头，如果石头没有移动，

我们做功了吗？没有。只有当这块石头在我们推力的作用下移动了，我们才做了功。显然，做的功多少跟我们用的力的大小有关，还跟石头移动的距离有关。“功率”就是衡量做功的能力大小的一个指标。功率越大，在相同的时间里能够做越多的功。功率一般以英文字母“P”来表示。电功率等于电压乘以电流，即P=UI

五、欧姆定律

欧姆定律是电路学中最基本的定律之一，它描述的是电压、电流、电阻三者之间的关系。用语言描述就是：流经物体的电流，跟物体两端的电压成正比，跟物体的电阻成反比。用公式表达就是：

I=U/R 或者R=U/I 或者U=I*R

就像物体受到地面摩擦力的阻力会发热一样，电流受到电阻的阻碍也会发热。因此发热是电阻的主要工作表象之一，当然还有其它，在这里不作介绍。

六、电容

大家知道，水可以用容器来装，水桶、水缸、杯子都是用来盛水的。那么电荷肯定也可以用某样东西来装。这个东西就叫做“电容器”，电容器盛装电荷的能力大小就叫“电容”。但是通常在使用中并不十分严格区分，有时叫“电容器”就叫电容，大家明白其实这是两个不同的概念。那么电容器是如何实现的呢？它又有些什么特性呢？这是我们在防雷工作中要注意的，下面简单介绍一下。

在物理学中认为，电子和质子是组成自然界中所有物质的基本颗粒，电子带有负电荷、质子带有正电荷。正常情况下，物体中这两种电荷的总量是一样的，我们说这个物体没有带电，是中性的。当由于某种原因（如摩擦），导致物体中负电荷多于正电荷，我们就说该物体带负电，反之则带正电。

简单的电容就是两块平行放置的金属板，如下图所示

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图1

当其中一块金属板上带上正电荷时，另一块金属板上必定会感应出相同数量的负电荷。我们就认为这个电容器“储存”了电荷。如下图所示。在这个电容器中，正极的正电荷有跟负极的负电荷跑到一起拥抱，进行中和的“强烈愿望”（趋势）。

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图2

前面说到了，当电容器正极有一定数量的正电荷时，会在负极感应出一定数量的负电荷。那么当正极的正电荷数量增加或者减少时，负极的负电荷数量也会相应地增加或者减少。这也就是说正极正电荷的变化规律可以在负极表现出来。或者干脆说“加到电容器正极的电信号被传递到了负极”。如果正极没有变化，那么负极也就没有变化。因此我们得到了电容器的一个最重要的特性：能够传递变化的电信号，却不能传递静态不变的电信号，即通常所说的“通交流、阻直流”。

七、电感

电感器实际上就是一个由导线绕成的线圈。电感器对电流有适应性，即“惰性”，

或者说“惯性”都可以。也就是说当通过电感器的电流恒定没有变化时，电感器是畅通无阻的。一旦通过电感器的电流发生变化，不管是变大或者是变小，电感器都会表现出阻碍这种变化的一种特性。变化越突然，这种阻碍作用就表现得越强烈。因此，电感器的特性刚好跟电容器相反，电感器是“通直流，阻交流的”。不同的电感器阻碍电流变化的能力不同， “电感”就是衡量某个电感器能力的一个值。跟电容一样，实际使用时并没有严格区分，有时说的电感实际上就是指电感器。只是大家要清楚这在概念上是不同的。

八、并联与串联

将几个器件首尾相连在一起工作，叫做“串联”，将几个器件首跟首连在一起，尾跟尾连在一起工作，叫做“并联”。

九、电阻的串联分压和并联分流

将几个电阻串联在一起工作，那么由于是同一条通路，所以流过的电流是一样的。根据欧姆定律，每个电阻上得到的电压是U=I*R ，只跟电阻本身的值成正比。也就是说在串联回路中，电阻会根据它们的阻值来分担加在整个回路两端的电压。

串联则刚好相反，由加在所有回路两端的电压是一样的，流经每个电阻的电流是I=U/R ，只跟电阻本身的值成反比。也就是说并联的情况下，回路中的电阻越小，电流就越容易流过它，流经它的电流也就越多。

十、电场与磁场

两块磁铁会互相吸引，但他们并没有互相接触，磁铁没有长眼睛，也没有长耳朵，

那其中一块磁铁是如何知道它的附近有另一块磁铁呢？作用力又是通过什么传递的呢？这就是磁场。在磁铁的周围会存在我们看不见的磁场。同样在电荷的周围会存在我们看不见的电场。电荷之间的相互作用都是通过电场来实现的。

十一、 电磁感应

根据电磁学理论，“变化的电场周围会产生变化的磁场；变化的磁场周围会产生变化的电场”。这样无限地循环下去，就是无线电的传播。这种现象就叫做“电磁感应”。 根据“电磁感应”理论，如果有两根平行的导线，相距很近，导线1中有电流流过。

当导线1中的电流突然发生变化时就会在它周围产生变化的磁场，而导线2是在这个变化的磁场作用范围内，变化的磁场就会在导线2中感应出电场。如果导线2处于一个电回路中，就会产生感应电流。这个很重要。

十二、金属的屏蔽作用、趋肤效应

一个金属球如果受到外界电磁场的影响，会在它上面感应出相应的正电荷或者负电

荷，这些电荷总是会分布在金属球的表面，

而金属球的内部几乎不会受到外界电磁场的R1

R2 图3 串联 R1

图4 并联