第二章电梯电路基础分析

2020/2/121电梯使用单位安全管理员/司机培训讲义•教材：《电梯运行与管理》第二章电梯电路基础•信息反馈：–组织：福建省特种设备监督检验中心培训部–联系人：林雄–电话Tel:87879290传真Fax:878792902020/2/122第二章电梯电路基础•第一节电流•1.导体中的电流–金属中的自由电子朝一个方向运动就形成了电流–一般情况下，导体内的自由电子是处于不规则的运动状态，互相碰撞形不成电流，如图1-1所示2020/2/123第二章电梯电路基础•第一节电流–一般情况下，导体内的自由电子是处于不规则的运动状态，互相碰撞形不成电流，如图1-1所示。–如果在导体两端加一个电场，则导体内的自由电子受到电场力的作用。电场的正极吸引电子，而负极排斥电子，所以自由电子要向正极运动。自由电子在电场力的作用下，作定向运动形成电流，如图1-2所示2020/2/124第二章电梯电路基础•第一节电流图1-1自由电子的不规则运动图1-2自由电子的定向运动2020/2/125第二章电梯电路基础•第一节电流•2.电流的大小和方向–电流强度简称电流，用I表示，它是电路中的基本物理量之一。–电流的大小为单位时间内通过导体截面的电量。•设在时间t内通过导体截面S的电量为Q，如图1-3所示，则电流为:I=Q/S•在国际单位制中，电流的基本单位是安培(A)。如果每秒钟内通过导体截面的电量为1库仑时，则电流是1安培2020/2/126第二章电梯电路基础•第一节电流•2.电流的大小和方向–电流有一定的方向，在电路中电流的方向用箭头表示。人们开始发现电流的时侯，认为是正电荷在运动，所以规定正电荷运动的方向为电流的实际方向，这样就与电子运动的方向恰好相反，如图1-4所示。–电流的大小和方向不随时间变化的叫直流，如手电筒、电动汽车等用直流电。电流的大小和方向随时间变化的称交流电2020/2/127第二章电梯电路基础•第二节电位电压电动势•1.电压的大小和方向–设有两个带电体A，B，分别带有异性电荷(A带正电、B带负电)形成电场。当用导体将这两个带电体连接后，在电场的作用下，正电荷沿着电场力的方向由A向B运动，从而在导体中形成电流，如图1-4所示。–电流的大小与单位时间内通过导体截面的电量多少有关，而电场力在移动电荷时要做功，为了衡量电场对电荷做功的大小，通常用电压表示。因此也可以认为电流是由电压产生，将电场力移动单位正电荷由A到B所做的功叫做AB间的电压，用表示2020/2/128第二章电梯电路基础•第二节电位电压电动势•1.电压的大小和方向–电压不但有大小也有方向，电压的实际方向为正电荷的运动方向，即电压的方向是由正极到负极，如图1-4所示图1-4正电荷在导体中的运动2020/2/129第二章电梯电路基础•第三节电阻•1.电阻•导体中的自由电子在电场力的作用下，产生定向运动形成电流。当电流通过导体时也会受到阻力，因为自由电子在运动中不断与导体内的原子、分子发生碰撞，使自由电子受到一定的阻力。导体对电流的这种阻力叫做电阻，电阻用R表示，电阻的单位是欧姆(Ω)2020/2/1210第二章电梯电路基础•第三节电阻•2.电阻的计算•导体存在电阻是一个客观现象，那么导体电阻的大小与哪些因素有关呢?实验证明，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的截面积成反比，还与导体的材料有关SlR2020/2/1211第二章电梯电路基础•第四节电路及基本定律•1、电路•1.1电路和电路图•电路是电流所流经的路径，由电路元件组成。在电路中可以实现能量的传输和转换，信号的传递和处理2020/2/1212第二章电梯电路基础•1.1电路和电路图•为了便于分析、研究电路，通常将电路的实际元件用图形符号表示;在电路图中画出与实际电路相对应的电路图，如图2-1中的实际电路元件，用图2-2电路符号表示图2-1简单电路图2-2简单电路图2020/2/1213第二章电梯电路基础•第四节电路及基本定律•1.2电路的工作状态•电路在不同的工作条件下其状态也不同，并具有不同的特点，通常研究如下三种状态：–1.额定工作状态–2.开路状态–3.短路状态2020/2/1214第二章电梯电路基础•第四节电路及基本定律图2-3具有3个回路的电路图2-4(a)处于开路状态的电路图2-4(b)处于短路状态的电路2020/2/1215第二章电梯电路基础•第四节电路及基本定律•2.电路的欧姆定律•2.1欧姆定律•电流与电压是电路的基本物理量，电阻是电路元件的参数，分析电路就是研究电压与电流的关系。欧姆定律是确定电阻元件两端电压与电流和电阻三者之间的关系。2020/2/1216第二章电梯电路基础•第四节电路及基本定律•2.电路的欧姆定律•2.1欧姆定律•欧姆定律－电阻中的电流与电阻两端电压成正比，而与电阻的阻值成反比。•I是电流，单位为A；U是电压，单位为V；R是电阻，单位为ΩRUI2020/2/1217第二章电梯电路基础•第四节电路及基本定律•2.电路的欧姆定律•2.2欧姆定律的应用•对于任一电阻支路，只要知道电路中电压、电流和电阻这三个量中的任意两个量，就可以由欧姆定律求得第三个量2020/2/1218第二章电梯电路基础•第四节电路及基本定律•2.电路的欧姆定律•2.2欧姆定律的应用•【例2-1】一盏220V，100W的电灯，灯泡的电阻是484Ω。当电源电压为220V时，求通过灯泡的电流。•解：已知电灯的电阻和使用电压，通过灯泡的电流可以由式(2-1)确定，即ARUI455.04842202020/2/1219第二章电梯电路基础•第七节正弦交流电•交流电是指大小和方向都随时间变化的电压、电流，每一时刻的电压、电流值叫瞬时值，一般用小写字母，表示。按正弦规律变化的交流电为正弦交流电，也称为正弦量图3-1正弦电流波形)sin(imtIi2020/2/1220第二章电梯电路基础•第七节正弦交流电•交流电是指大小和方向都随时间变化的电压、电流，每一时刻的电压、电流值叫瞬时值，一般用小写字母，i表示。•按正弦规律变化的交流电为正弦交流电，也称为正弦量2020/2/1221第二章电梯电路基础•第七节正弦交流电•1.正弦交流电的三要素•图3-1所示为正弦电流的波形图，与其相对应的瞬时值表达式为•(3-1)•式中的三个常数和(角频率、幅值、初相角）表示正弦电流的特征，称为正弦量的三要素。)sin(imtIimI，i图3-1正弦电流波形初相角角频率幅值2020/2/1222第二章电梯电路基础•第七节正弦交流电•1.2最大值与有效值•交流电有效值的定义如下，如果一个交流电流通过一个线性电阻，在一个周期内所消耗的电能与一个直流电流流过同一电阻，在相等时间内所消耗的电能相等，则将直流电流的数值叫做交流电流的有效值。•正弦交流电的有效值等于其最大值除以，或者说正弦量的最大值为有效值的倍22mmIII707.022020/2/1223第二章电梯电路基础•第七节正弦交流电•1.2最大值与有效值)sin(2itIi)sin(2utUu2020/2/1224第二章电梯电路基础•第七节正弦交流电•思考题与练习题•(1)什么是正弦交流电的周期、频率和角频率？并说明三者之间的关系。•(2)什么是正弦交流电的相位、初相和相位差?举例说明同相、超前与滞后。•(3)什么是交流电的瞬时值、最大值和有效值？电源为220V的正弦电压的最大值为多少？•(4)何为正弦量的三要素？•(5)己知某电路的电压；•电流。•求：–①电压、电流的有效值和最大值；–②电压与电流的相位差，并指出哪一个超前；–③电压、电流的频率、周期与角频率。tVu314sin2100Ati)30314sin(252020/2/1225第二章电梯电路基础•3.三相电路的供电方式•思考题与练习题•(1)举例说明什么是三相三线制和三相四线制供电电路？•(2)星形连接时，中线是否可有可无？说明中线的作用。•(3)什么叫相电流和线电流？星形和三角形连接的负载，相电流与线电流是什么关系？2020/2/1226小结•1、正弦交流电的最大值是有效值的√2倍。•2、三相对称正弦交流电是指三个电压有效值相等、频率相同、初相角互差120°的正弦电源。•3、三相星形接法时，线电压等于√3倍相电压。•4、改变直流电动机电枢电流的方向，可使电动机机反转。•5、双速电梯的拖动是采用改变交流电动机的极数进行调速。•6、正弦交流电的三要素是最大值、频率、初相角。2020/2/1227第二章电梯电路基础•第十节用电安全•电能在工农业生产和人们生活中的广泛应用，使人触电的机率增加，对人体造成伤害。在实际工作中要掌握安全用电的知识，避免人身触电事故和设备损坏事故的发生。2020/2/1228第二章电梯电路基础•第十节用电安全•1.触电事故•触电是指人体接触到带电体或接近带电体时承受较高电压，有电流通过人体造成伤害。•触电事故可分为直接接触触电事故和间接接触触电事故两类。•造成触电事故原因很多：–主要是操作人员麻痹大意，违反安全操作规程；–或是电气设备绝缘损坏、接地不良；–以及人员进入高压线路的非安全区内、接地短路点或遭雷击等原因。2020/2/1229第二章电梯电路基础•第十节用电安全•2.触电防护•2.1安全电压•选用安全电压是防止直接接触触电和间接接触触电造成人员伤亡的安全措施。•一般通过人体的工频电流达到30mA以上时，将引起呼吸困难，如不及时摆脱电源，将有生命危险。所以30mA是人体允许通过电流的临界值。因此，人体的安全电压应为24V～36V。2020/2/1230第二章电梯电路基础•第十节用电安全•2.触电防护•2.2保护接地和保护接零•2.3漏电保护开关2020/2/1231第二章电梯电路基础•第十节用电安全•3.电器防火与防爆•引起火灾和爆炸有两个主要原因:•一是电器使用不当，例如过载、通风冷却条件欠佳引起电器过热;导体之间接触不良、接触电阻过大造成局部高温;电热器之类高温设备使用不当引燃了周围物质等。•二是电器发生故障，例如绝缘损坏，引起短路造成高温;因断路引起火花或电弧等。2020/2/1232第二章电梯电路基础•第十节用电安全•3.电器防火与防爆•电器防火和防爆的主要措施有:•(1)合理选用电气设备•(2)保持电气设备的正常运行。•(3)保持必要的安全间距。•(4)保持良好的通风。•(5)装设可靠的接地装置。•(6)采取完善的组织措施。2020/2/1233第二章电梯电路基础•第十节用电安全•思考与练习•(1)单相触电与两相触电哪个更危险？为什么？•(2)安全电压一般规定为多少伏？•(3)为了安全，照明灯的开关应接在火线上还是接在零线上/为什么？•(4)保护接地和保护接零各适用于什么类型的供电系统？•(5)为了安全，有人将家用电器的接地线接到自来水管或暖气管上，这样能保证安全吗？为什么？•(6)在同一配电系统中，能否一部分设备采用保护接地，而另一部分设备采用保护接零？2020/2/1234小结•1、人体接触到设备不带电的金属外壳时发生的触电事故称为间接触电。•2、一般人体允许通过的电流临界值为30mA。•3、一般要求接地电阻不应大于4Ω。•4、一般选择用于人身保护的漏电保护开关，应选用漏电动作电流在30mA以下。•5、适用于采取接地保护的供电系统是TN—S系统。•6、在采用TN—C—S的接地保护系统中，零线上不可以设熔断器或开关。•7、电梯上的接地线应采用黄绿双色线。•8、在采用TN—C—S的接地保护系统中，零线上不可以设熔断器或开关。