矿灯管理工(1)课件

矿灯管理工(1)2024/4/17矿灯管理工(1)矿灯管理工安全培训讲义主讲：徐新法机电工程师：电话：13903829407139496505310371698116812006年7月8日矿灯管理工(1)自我介绍首先忠心感谢您的到来,您的到来给了我一个能交流自我、展示自我、共同学习提高能力的机会。诚信是我的资本,敬业是我的原则,能为煤矿的安全生产出一份力是我的荣幸.我是一位来自煤矿一线的集煤矿机电新产品、新技术的推广应用与职工安全培训教育为一身的机电工程师。就我的工作情况向大家作以简单介绍，以便于我们双向交流：1、KHT系列的煤矿提升机的综合显示、综合后备保护为一体的综合保护装置。矿灯管理工(1)

2、PZBJ—II、KHP—I矿用隔爆兼本质安全型皮带机综合保护监控仪，具有警示、显示和独创语音报告设备工作状态的系统。3、XRC、XRB系列斜井运输人车和与之相配套使用隔爆兼本质安全型的KTT系列联络呼叫电话和KXT系列矿山斜井信号机。4、井下掘进工作面“双电源双风机自动换台”和采掘工作面的“两闭锁”。5、单筒提升绞车下放重物速控装置。煤矿电气设备的安装调试。6、单体液压支柱维修的拆卸、校实验设备、配件和高压管的切、缩管机。矿灯管理工(1)培训内容：一、对矿灯选用、使用、管理有关的文件、规程、标准的规定。二、化学、电工学和光学方面的知识。三、电气安全、防爆及管理知识。四、矿灯、充电架的结构和工作原理。五、矿灯、充电架的充电操作、维修与故障处理。矿灯管理工(1)概述煤矿机电设备管理目标：全矿机电设备综合完好率90%大型固定设备台台完好100%防爆电器设备及小型电器防爆率100%小型电器合格率95%电缆吊挂合格率95%矿灯完好率95%（在用无红灯）矿灯管理工(1)设备待修率5%设备事故率1%设备使用率80%安全保护装置齐全、可靠、合格率100%我们电气设备发展的方向：高效、低噪、节能、防爆。矿灯管理工(1)国家煤矿安全监察局文件煤安监监察字［２００５］３０号

关于加强煤矿矿灯安全监察工作的通知各级煤矿安全监察机构：为提高矿灯的安全性能，防止因矿灯性能问题引发的瓦斯事故，我国已正式颁布了矿灯国家标准《矿灯安全性能通用要求》（GB7957——2003），于2004年6月1日正式施行，原〈〈矿灯安全帽灯〉〉（GB7957——1987）同时废止。新的矿灯标准要求矿灯至少有两个光源，采用阻燃电矿灯管理工(1)缆，外壳具有防静电性能，且对抗冲击、抗跌落和蓄电池防护性能提出了更高的要求。新的标准实施后，矿用产品安全标志办公室已于2004年12月1日撤消了所有不符合新国家安全标准的矿灯的矿用产品安全标志。一批符合国家标准的矿灯取得新的煤矿矿用产品安全标志，为淘汰不符合新国家标准的矿灯创造了条件。使用新型矿灯，逐步淘汰安全性能低的老式矿灯，是防范煤矿瓦斯事故的一项重要措施。为切实做好相关工作，现提出以下要求：矿灯管理工(1)

１自2005年10月1日起，国家煤矿安全监察局确定的45户国有重点煤矿企业必须全部换用新型矿灯；自2006年1月1日起，所有国有煤矿必须全部换用新型矿灯；自2006年4月1日起，所有煤矿必须全部换用新型矿灯。２各级煤矿安全监察机构应开展使用新型矿灯，淘汰老式矿灯的专项监察工作，根据所辖区域不同类型煤矿企业的情况，制定具体的监察计划，对煤矿企业是否按要求选用了新型矿灯以及是否执行《煤矿安全规程》有关矿灯使用和管理规定的情况进行监察。矿灯管理工(1)

3在安全监察中，一旦发现煤矿企业不按规定换用新型矿灯、不按规定管理维护和使用矿灯、使用无安全标志矿灯、拆除短路保护装置或使短路保护功能失效、采用废旧零部件拼凑矿灯的，应立即下达监察执法指令，限期整改。4请各地煤矿安全监察机构将本通知转发到辖区内各煤矿企业，并结合实际，提出工作要求。附件：按新版国家标准（GB7957——2003）制造并取得煤矿矿用产品安全标志的矿灯目录及生产单位名单：

二00五年七月二日矿灯管理工(1)20052794河南豫光金铅集团有限责任公司

矿灯KS7S(B)2008-4-25正常20052793河南豫光金铅集团有限责任公司

矿灯KS8P(B)2008-4-25正常20054958河南豫光金铅集团有限责任公司

矿灯KS8S2008-7-10正常20050110河南豫光金铅集团有限责任公司

矿灯KS8S(B)2007-10-25正常20052792河南豫光金铅集团有限责任公司

矿灯KS9P(A)2008-4-25正常20054959河南豫光金铅集团有限责任公司

矿灯KS9S2008-7-10正常20050109河南豫光金铅集团有限责任公司

矿灯KS9S(A)2007-10-25正常20052715河南省济源市集光矿灯厂

矿灯KS8S2008-4-13暂停安全标志矿灯管理工(1)20051408平顶山矿灯厂

矿灯KS7S（P）2008-3-4正常20051407平顶山矿灯厂

矿灯KS8S（P）2008-3-4正常20051406平顶山矿灯厂

矿灯KS8SM（P）2008-3-4正常20051357新乡市华光矿灯制造厂

矿灯KJ12S(A)2008-3-6暂停安全标志20051356新乡市华光矿灯制造厂

矿灯KS8S(D)2008-3-6暂停安全标志20057823新乡太行电源（集团）正华电器厂

矿灯KJ12S（B）2008-10-21正常20052390济源市华光矿灯有限公司

矿灯KS8S2008-4-4正常

矿灯管理工(1)20052389济源市华光矿灯有限公司

矿灯KS9S2008-4-4正常20052641焦作市林玉灯泡有限公司

矿灯KS8S2008-4-7正常20057932焦作市特光照明设备有限公司

矿灯KS8S2008-10-21正常20053281平顶山煤业（集团）安全仪器厂

矿灯KJ8SM（E）2008-4-29正常20053280平顶山煤业（集团）安全仪器厂

矿灯KS7S（F）2008-4-29正常20053279平顶山煤业（集团）安全仪器厂

矿灯KS8S矿灯管理工(1)矿灯管理工第一章矿灯概述矿灯是矿工井下必须携带的照明工具，它对改善劳动条件，提高劳动生产率和保障安全生产都具有重要意义，因此被称为矿工的眼睛。矿灯有各种类型。以携带方式来分有手提灯和头灯（或称为帽灯）两种。头灯对井下工作的矿工携带最为方便。矿灯以蓄电池来分有铅酸蓄电池矿灯（简称为酸性矿灯）和碱性蓄电池矿灯（简称为碱性矿灯）两种。碱性矿灯因极板的材质不同又可分为铁镍蓄电池矿灯和镉镍蓄电池矿灯。酸性矿灯和碱性矿灯的优缺点比较如下：

酸性矿灯１、价格低，在我国的材料来源方便。２、单格电池电压高，２伏。矿灯管理工(1)３、电池的内阻小。４、效率高，重量比能量大。５、寿命短，我国规定为５００次充放电循环。６、机械强度差，易被击坏。７、自放电大。８、放电率对容量影响大。９、要注意正确维护，不要过量的充放电。１０、漏液容易烧坏衣服。１１、温度对容量的影响小。１２、可测定电解液的比重来决定充电是否充足。１３、充电和放电时产生的气体较少。

碱性矿灯１、价格高，比酸性矿灯贵一倍以上，在我国材料来源比较困难。２、单格电池电压低，１。２５伏。３、电池的内阻大，大约为同容量铅酸蓄电池的二倍。４、效率低，特别是瓦特－小时效率低，重量比能量小。５、寿命长，我国规定为１０００次充放电循环。６、机构强度较好，结构比较坚固可靠。７、自放电小，比酸性灯小几倍。８、放电率对容量影响较小。矿灯管理工(1)

９、容易维护，对过充电和过放电不大和敏感。１０、漏液容易烧坏肌肤。１１、温度对容量影响较大，低温时容易显著降低。１２、不能比重来决定电池是否充足。１３、充电时和放电时产生的气体较多。根据我国资源情况，我国矿灯的发展方向是以酸性矿灯为主，碱性矿灯为辅助，两种矿灯同时并用。１９６５年后我国批量生产的ＫＳ—８型新光灯是酸性矿灯，它基本上适应了煤矿生产的需要。后又生产了一种ＫＳＢ—８的新光灯，它是ＫＳ—８型矿灯的改进型，主要是带套结构有所不同。１９７８年鉴定投产的ＫＳ—７型争光灯也是酸性矿灯。ＫＳ—７型矿灯由于采取了提高灯泡的发光效率，提高蓄电池性能以及采用高强度工程塑料三项技术措施，所以重量轻、体积小，它比ＫＳ—８型矿灯轻０。７ＫＧ。ＫＪ—１２型碱性矿灯于１９７９年鉴定并投产，该灯是以镉镍蓄电池为电源，采用恒压式灯头充电。现代灯头的效率约为７５％，也就是说，反器、灯面玻璃和灯圈的吸收而损失的光约占灯泡输出的２５％，其中反器吸收占１２％，灯面玻璃的吸收约占８％，其余的５％被灯圈所吸收。电压对灯泡的发光效率（发光效率是指每瓦灯泡的光通量的平均值，单位为流明／瓦，简称为光效）影响很大。如２。５伏的碱性矿灯矿灯管理工(1)灯泡的光效为８—９流明／瓦，额定电压为３。７５伏的碱性灯灯泡的光效为１０—１１流明／瓦。额定电压为４伏的酸性矿灯灯泡的光效为１２流明／瓦。增加电压，光效也随之增加。在使用的过程中，当酸性的电压低于额定电压值时，光效也随之降低。如电压降低１０％时，灯泡的光输出要降低３０％以上。灯炮的寿命一般为２００小时，灯泡的平均寿命与平均电压有关，额定电压升高５％时，寿命就降低４０％，额定电压升高１０％时，寿命降低７５％。矿灯使用的灯泡有三种类型：１）单丝灯泡灯泡内只有一个单丝的灯泡。２）双灯泡灯头内有两个灯泡：主灯泡和辅助灯泡，主灯泡和辅助灯泡都有为单丝灯泡。３）双丝灯泡灯泡内有两根灯丝。它分为两种形式：一为主灯丝和辅助灯丝，辅助灯丝的电流值比主灯丝的电流值要小；一为两根灯丝电流相等。单丝灯泡比较经济，其价格只是双丝灯泡的一半，但单丝灯泡在井下使用时一旦烧毁，矿工就什么也看不见。矿灯管理工(1)双灯泡和双丝灯泡的使用则十分广泛，尤其是双丝灯泡使用的最多。双灯泡灯头内的辅助灯泡的电流值小、光通量低，又不光，不能作为工作照明。两根灯丝电流值相等的双丝灯泡比单丝灯泡的效率要高，因为一根灯丝烧毁，另一根灯丝可以点燃继续工作。但是在连续点燃的时候，双丝灯泡中每根灯丝的寿命比单丝灯泡的寿命要短，由于两根灯丝可以交替使用，灯泡总的寿命提高了。可是有一根灯丝烧断时必须更换灯泡。有人提出用比光能来量矿灯的性能和水平。所谓的比光能就是单位重量的矿灯所给出的光能，即：比光能＝平均光通量（单位为流明）×点灯时间（单位为小时）／全灯的重量（单位为ＫＧ）比光能的单位为流明×小时／ＫＧ。经过对现代蓄电池作出分析对比后，认为比光能在１８２流明×小时／ＫＧ以上的矿光为最佳矿灯。矿灯管理工(1)“劲贝”KL4LM(C)矿灯该矿灯是选用国际上先进的半导体［ＬＥＤ］光源和锂离子蓄电池设计制造的一种绿色环保新型矿灯。采用人性化设计，具有体积小、重量轻、寿命长、无污染、免维护、用电省、安全和使用方便等到特点，是一种先进的高科技产品。该矿灯适用于煤矿及各种矿山、石油、化工、公路、运输等存在易燃、易爆环境中的安全照明及抢险救灾照明，也可以用于其他需要移动照明的场所。特点：使用方便：该矿灯可直接装在各类矿灯充电架上充电。保护功能全：该矿灯装有过充电、过放电、过电流和短路保护装置，短路保护装置可在发生短路时１ms内切断电流，故障排除后，即可恢复供电。矿灯管理工(1)

光照度强：该矿灯选用ＬＥＤ作为光源，光效可达25lm/w，使点灯开始和点灯11小时的照明度基本保持不变，可达1500lx以上，终生不更换灯泡。双光源设计：该矿灯灯头内装有２个LED光源及其驱动电路，可根据需要调节主辅光源进行使用。体积小、重量轻：全灯重量仅0.57kg，体积是普通铅酸矿灯的三分之一。寿命长：该矿灯选用锂离子电池作电源矿灯管理工(1)寿命是普通铅酸矿灯的２－３倍。免维护、使用费用低：该矿灯充电量只需普通矿灯的三分之一，使用过程中不需任何维护费用。产品执行的标准为：GB7957—2003MT26—2004矿灯管理工(1)KS8S矿灯特点概述１本矿灯的充电装置为ＫＴＳＣ（ＫＴＳＢ）—１０２充电架。２灯头设有双光源（双灯丝），两个光源可轮流使用。任一光源都可作为工作照明。３蓄电池采用铠甲式正极板，可防止活性物质脱落延长使用寿命。４蓄电池的注液口和排气孔在电池的正面，注液时不必打开上盖，维修简单不漏液。５灯头内设有断电装置。矿灯管理工(1)６本产品的执行标准为：GB7957—2003MT26——2004矿灯管理工(1)第一章化学、电工学和光学方面的知识

第一节化学知识1—1（A）什么叫物理变化？什么叫化学变化？答:只改变其外形或状态（气态、液态、固态），而不改变其组成和性质，即没有生成新物质的物理变化。如水蒸发成汽，汽冷凝成水，水遇冷结冰，金属拉成丝，物体研磨成粉末等都是物理变化。物质的组成和性质发生变化生成了新物质的变化叫化学变化，又叫化学反应。例如木炭燃烧、铁在空气中生锈等都有是化学变化。使物质发生物理变化的方法叫物理方法。使物质发生化学变化的方法叫化学方法。1—2（A）什么叫分子？什么叫原子？它们怎样计量？答：分子是物质能单独存在，即保持其组分和性质的最小微粒，也即用物理方法不能再加以分割的微粒。原子是参加化学反应的最小单位，即物质用化学方法不能再加以分割的最小微粒。分子是由原子以化学方法组成的。

矿灯管理工(1)原子和分子都是很微小的颗粒，它们的质量也是很小的，用常规的表示质量的方法来表示原子的质量是不合适的，即不使用多少克或多少毫克来表示原子质量。国际上选碳的同位素12C的原子质量作为原子质量的基准，然后将其它原子的实际质量与12C原子的实际质量相比较，测定其比值，用这个比值，来表示其余原子的质量，这个相对质量便叫原子量。不过，与习惯做法不一样，不是把基准即12C的本身原子量定为1，而是定为12。例如氢原子的实际质量为12C原子的实际质量的1/12，因12C的原子量已定为12，所以氢原子的相对质量，即氢原子量应为1。部分元素的原子量列于表1—1中表1—1部分元素的原子量原子名称符号原子量原子名称符号原子量原子名称符号原子量氢碳氧钠硫HCONaS112162332钾钙铁镍铜KCaFeNiCu3940565964锌银镉锑铅ZnAgCdSbPb65108112122207矿灯管理工(1)同理，如果以12C原子质量作为基准，并定为12，然后将各种分子的实际质质量与之相比较，以其相对质量来表示该分子的质量，这个相对质量便叫该分分的分子量，也等于该分子中各原子的原子量之和。例如水分子的质量是12C的1.5倍，故其分子量为1.5×12=18.1—3（A）什么叫电子、电子层？答：原子是由一个具有若干（除氢外）中子及若干质子组成的核和一些围绕着核高速旋转的自由电子构成的。电子就是一些带负电的微粒。电子的质量仅为0.9108×10-27g，所以带的负电量为-1.602×10-19C，质子是一些带正电的微粒，其质量比电子的要大出约1836倍，但也仅为1.6726×10-24g,所带的电量与电子所带的电量相等，但却是正电，为+1.602×10-19C。中子也是一些微粒。质量为1.6748×10-24g，略大于质子，但不带电。正常时，核内质子数和核外的电子数是相等的，因此整个原子所带的正电和负电相等，不带电性。运动着的自由电子按各自的能量高低而离核有远（高能的）、有近（低能的）分别在几个能级层上旋转；能级层一般有七层，距核由近而远分别称为第一层、第二层、……第七层（或分别称为K、L、M、N、O、P、Q层），这些能级层即是电子层。核外自由电子的排布是有规律的。1.各层最多容纳的电子数为2n2个（n个为层序数），达到规定的最多电子数的层为饱和层。

矿灯管理工(1)2.最外层的电子数不得超过8（但最外层如为第一层，则不超过2×12=2）3.次外层的电子数不得超过18（但如为第二层，则不超过2×22=8）。4.倒数第三层的电子数不得超过32（但为第三电子层，则不超过2×32=18）。5.由里层往外层排列，能量低的电子先排，排满一层再排外一层。1—4（A）什么是元素、单质和化合物？答：同一种类的原子统称为一种元素，例如氢元素。氢分子里的氢原子和水分子里的氢原子都是同一种类，都称为氢元素的原子，它们的核电荷数相同。仅由一种原子构成的物质叫做单质，例如硫、铅、铁、镍、镉、氢、氧等。但同一种原子由于组成（如O2、O3）或结构（金钢石、石墨）的不同可以构成不同性质即不止一种的单质。由两种或两种以上的原子构成的物质叫化合物，例如水是氢、氧两种元素构成的化合物。1—5（A）什么是分子式和化学方程式？答：化学上为了书写方便，每一种元素都用一种符号来表示，此符号也表示该元素的原子。矿灯管理工(1)例如“H”这个符号，既表示氢元素，又表示氢原子。用符号表示原子时，还可以在右下角标注数字，以表示该原子的数目。例如“H2”表示2个氢原子。如果右下角不标数字，则表示1个原子。例如“O”表示1个氧原子。用原子符号来表示物质分子构成的式子叫做分子。例如“H2O表示水的分子，它是由氢、氧两种元素构成的。一个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子。分子本身的个数是用分子式前面所加的数字（称系数）来表示的。例如“3H2O”表示3个水分子。用分子式表示化学反应的式子叫化学反应方程式（反应式）。反应式应根据化学反应的具体情况写出来。因此，必须事先知道参加反应的各物质（反应物）和反应后生成的各物质（生成物）。反应物的分子式写在左边，生成物的分子式写在右边，中间用箭头或等号连接起来。如果反应物或生成物不止一种时，各反应物或生成物之间应用“+”号连接，例如氢气燃烧变成水蒸气，可以写成：H2+O2→H2O但根据物质不灭定律，反应前后每种元素的原子个数应该相等。因此，上式中各分子式的前面应配上适当的系数，使反应前后各矿灯管理工(1)

元素的原子个数相等，这个过程叫反应式的配平。上述反应式配平后应为：2H2+O2→2H2O化学反应方程式中有时还注明发生的条件，例如加热和使用催化剂等。有时还注明生成的是气体（分子式右边加“↑”符号），是否产生热量。例如2H2+O2→2H2O+574KJ1—6（B）什么是酸、碱、盐和氧化物？答：酸是由氢和酸根（原子和原子团）组成的呈酸性反应的化合物，它在水溶液里能够电离出的阳离子全部是氢离子。例如硫酸为一种无色的油状液体，分子式为H2SO4。市场销售的浓硫酸中含硫酸约96%~98%，相对密度1.84，沸点338℃不易挥发，有强烈的吸水性。使石蕊试纸变红、酚酞无色、甲基橙变红或橙色、PH值小于7（PH值越小，酸性越强）的反应，都是酸性反应。矿灯管理工(1)碱是由氢氧根（OH）和金属性原子团组成的，在水溶液里电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。例如氢氧化钠（NaOH）,又称烧碱、火碱、苛性钠，系白色固体，易溶于水并放出大量的热，易吸收二氧化碳（CO2）变成碳酸钠（Na2CO3）。还有氢氧化钾（KOH），也称苛性钾，与苛性钠性质十分相似，对皮肤、毛发和蛋白质的织物都有强烈的腐蚀作用，甚至对玻璃、瓷器也有锓蚀作用，故盛放时最好是用无锈的生铁或钢质的容器。使红色石蕊试纸变蓝、酚酞变红、甲基橙变黄、PH值大于7（PH值越大，碱性越强）的反应，都是碱性反应。盐是由金属性原子或原子团和酸根组成的既不呈酸性也不呈碱性，而是呈中性的化合物，是酸和碱相反应的产物，其PH值等于7。氧化物是由氧元素和另一种元素构成的化合物，例如氧化铅（PHO）PH值可用PH试纸进行测定。PH试纸表面有指示剂，在不同的酸碱度溶液中显示出不同的颜色，将显示出来的颜色与试本上的标准色板比较，就可知道被测溶液的PH值。

矿灯管理工(1)1—7（A）什么是溶液、电解质溶液和离子？答：一种或几种物质的分子或离子均匀、稳定分散在另一种液态物质中的形成物称溶液。前种物质称溶质，后种液态物质称溶剂。溶质在溶剂中形成溶液的过程称溶解。溶解过程中往往伴有热量的变化和体积的变化，有时颜色也有变化。例如，硫酸溶于水时，放出大量的热，溶液的体积有所收缩。矿灯管理工(1)凡在水溶液里（熔融状态下）能够导电的化合物叫做电解质，其水溶液即称电解质溶液。电解质溶解于水便分离成为能够自由移动的离子（带正电或负电的原子或原子团），这个过程叫电离。1—8（B）什么是溶液浓度、溶解度？答：一定重量（或体积）的溶液（或溶剂）中所含溶解了的溶质的量为溶液浓度，其表示方法一般有：1.百分比浓度：是以溶质与全部溶液的质量百分比来表示的。溶液的百分比浓度=2.克分子浓度：克分子、克原子都是某分子、某原子以其分子量、原子量为数字，以克为质量单位来表示该分子、该原子质量的方法。例如，1克原子氢，即实际质量为1g的氢（因氢原子量为1）。1克分子水，即实际质量为18g的水（水的分子量为2×1+16=18）。

溶质的质量溶质质量+溶剂质量×100%

矿灯管理工(1)用1L溶液里所含溶质的克分子数来表示的浓度叫做溶液的克分子浓度，常用M来表示。例如，1M硫酸（H2SO4）溶液，即1克分子浓度溶液，是指1L这样的硫酸溶液中含用1克分子，即98g的硫酸。如果配制0.5M的硫酸溶液。需用将49g（98×0.5=49）的硫酸加水稀释至1L的硫酸溶液。3.质量摩尔浓度：又称重量克分子浓度，即1000g溶剂中所含溶质的克分子数以符号m标记。在溶质溶解过程中，溶质以分子或离子的形态分散在溶液剂中，这些分子或离子不断地运动着，当它们碰撞到尚未溶解的溶质时，又会回到其表面上来，这个过程叫做结晶。在某一条件下，溶解的速度与结晶的速度相等时，溶液达到平衡状态，即饱和状态。此时，溶液的浓度不会再改变，这一浓度即称在某条件下，某溶质在某溶液中的溶解度。通常用100g溶剂中所能溶解的溶质的克数来表示。例如，在20℃时，食盐（NaCL）在100g水中能溶解35.9g，它的溶解度就是35.9g。矿灯管理工(1)第二节电工化学1—9（A）什么叫带电？什么叫电位和电压？答：原子是由数量不等的带正电荷的质子和不带电的中子构成的原子核（氢原子核内无中子）与一定数量的带负电荷的电子组成的。电子按一定的轨道围绕原子核高速旋转。一般情况下，原子中质子的数目与电子的数目是相等的，它们所带的电荷量（每个所带电量均为1电子电量，约1.6×10-19C,1A.h=3600C)也是相等的，且质子带的是正电荷，电子带的负电荷，正、负电荷是相对的平衡，因此，原子不呈带电现象，称不带电。只有当原子因故（例如经过摩擦）失去电子时，这时原子内的正电荷比负电荷多了；或原子因故得到电子（有失的，必有得的）时，原子内的负电荷与正电荷数不等，原子才呈现出带电现象，简称带电。正电荷多的叫带下电，负电荷多的叫带负电。正电荷与负电荷均具有同性相斥、异性相吸的特点，这便是一种带电现象。电荷之间相斥或相吸的作用力叫电场力。电荷周围发生这种作用力的空间（理解为传递这种作用力的一种特殊时质）叫电场。任何电荷在电场内都会受到电场力的作用。例如图1—1中所示，在正电荷的正电场中。a点有一正电荷，它将受到一推力将它推出电场，矿灯管理工(1)这时，电场便对该电荷作了功。如果把该正电荷从正电场外移到电场中的a点来时，也要用外力克服电场的推力而作功，这份功又使电场重新积蓄了对该种电荷作功（将它推出电场外）的能力，即变成了该种电荷在电场a点所具有的电位能。单位正电荷在电场中某点所具有的电位能，也即单位正电荷从零电位（假定的参考点）移到某点的外力对电场所做的功（对负电场是为所释出的功）叫该点的电位。例如，a点的电位，一般用Ua表示，单位为伏特，简称伏（V）。同样，b点有b点的电位，因为a、b两点不是同一个位置，又不在一个等电位面上，所以a点电位与b点电位不能相等。a、b两点电位的差叫a、b两点间的电位差，也叫电压，用Uab表示，单位仍是伏（V）即Uab=Ua–Ub(1—1)只有在有电位差的两点之间，电荷才有可能自行移动（不计外力）。在示未确定零电位(即基准点、参考点)之前，无法说明某点电位的高低（或某点的电能量的多少）。有了基准点，即可把基准点的电位作为零电位，然后将某点的电位与零电位的差求出，作为该点的电位（相对的）。一般是将大地作为零电位位点。因为，大地是个极大的良导体，流入或流出了有限的电荷时，仍能保持其电位恒定不变。正电荷周围电场各点的电位为正，负电荷周围电场各点的电位为负。正电荷在电场中总是向电位降低的方向移动（不如外力）。1—10（A）什么叫电流、电流强度？电流（强度）计量的单位是什么？矿灯管理工(1)

TQ（A）答：电荷定向移动就形成电流。因此，在电压作用下，导线内电子的定向移动或电解液内离子（带电微粒）的定向移动都形成电流。习惯规定正电荷移动的方向为电流的方向（与电子移动的方向相反）。正电荷是从高电位处向低电位处移动的，所以，电流也是从高电位处流向低电位处的（有外力时除外）。电流在相同时间内，通过导体横截面的电荷的多少，说明了电流的强弱。通过的电荷多，电流强；相反，则电流弱。单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流强度（俗称电流），用符号I表示，单位为安培，简称安（A）。如果时间单位为s，电量单位为C，则电流（强度）单位为A。例如，ts内通过导体横截面的电荷量为QC，则电流强度I为：I=Q/t矿灯管理工(1)大电流单位常用千安（kA），小电流（弱电）单位常用毫安(mA)和微安（uA）1千安（kA）=100安（A）1安（A）=1000毫安（mA）1毫安（mA）=1000微安（uA）1—11（A）什么是直流电流？什么是交流电流？答：电流的方向不随时间作周期性变化的叫直流电流，简称直流。如果电流强度也不随时间周期或不规则的变动叫恒流，电流强度变动的叫脉动电流。矿灯管理工(1)电流的强度和方向都随时间作周期性变化的叫交变电流，简称交流，又称交流电流。脉动电流可以看作是恒流中含有交流分量。交流分量在直流分量中占有的百分比，常用纹波因数来表示，其算式为r=采用滤波器（例如电感滤波器）可以降低脉动电流的纹波数。矿灯管理工(1)1—12（A）什么叫电路？答：电流流通的闭合回路叫电路。电路包含三个基本部分（1—2）：1.电源：为电路中电能的来源，是推动螳臂当车诉原动力装置，例如蓄电池、发电机等。2.负载：即用电设施，也叫负电荷，例如灯泡、电机、电器等。3.导线：连接电源与负载的装置，例如矿灯电路中连接灯头内的灯泡与灯盒内的蓄电池的电缆。此外，电路是还常有开关、熔断器等附发展装置。电路又分为内电路和外路。内电路是电源两极之间的内部部分，该部分的电流是从电源的负极流向电源的正极（因有外力，例如机械能、化学能、太阳能等），即正电荷逆电场力交流分量有效值直流恒流分量×100%矿灯管理工(1)方向移动。外电路是电路中除去电源的部分，这部分中的电流是从电源正极流向叫源负极。1—13（A）什么叫电动势？答：电动势是使电源端子上维持一定电压，由化学能、机械能等转化来的一种电能，也即是把正电荷从电源低电位的负极移到电源高电位的正极，从而使电源两端具有电压，给予电子流动以动力的电能，用符号E表示，单位为V。电动势在数值上与电源开路时，即无电流状态下的端电压相等。电动势是将单位正电荷从负极送到正极所做的功。因此如果用Q表示被移送的电荷量，A表示电源移送这些电荷量所做的功，E表示电动势，即E=。如果功的单位用J，电荷量单位用C，则电动势的单位为V。另外，也用千伏（kV）、毫伏（mV）和微伏（Pv)做单位，其换算关系如下：1千伏（kV）=1000伏（V）1伏（V）=1000毫伏（mV）1毫伏（mV）=1000微伏（Pv）1—14（A）什么是导体、半导体、绝缘体、电阻和电阻器？AQ矿灯管理工(1)答：易于传导电流的物体叫导体，例如金属、碳、大地及各种酸、碱、盐的水溶液等。其特征是具有大量的自由电子或离子，并可在其内部自由移动。不易于传导电流的物体叫绝缘体，例如橡胶、塑料、油类和空气等。其特征是所含的自由电子或离子的数量极少。半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质。例如硅、锗、硒和氧化铜等。尽管物质具有导电性，但在导电过程中，定向运动着的自由电子或离子总会和其它分子、原子核或自由电子相碰撞，也许还会受其它电子或原子核的推斥或吸引而有变更运动方向的趋势，削弱定向运动，形成一种阻力，这些阻力便称为电阻，用R表示，单位为欧姆，简称欧（Ω）。当所加电压为1V，流过的电流为1V时，则所受的阻力即电阻为1Ω。高电阻的单位常用千欧（kΩ)和兆欧（mΩ)表示。其换算关系如下：1千欧（kΩ)=1000欧（Ω）1兆欧（MΩ）=1000千欧（KΩ）导体的电阻与其材料的性质（用电阻率ρ表示指在20C时，长1M，截面为1MM的导线的电阻值，单位是Ω·MM2/M）、长度和截面积有关（此外也和温度有关，但影响不太大），其关系式表示如下（称电阻定律）：R=ρ矿灯管理工(1)不易于传导电流的物体叫绝缘体，例如橡胶、塑料、油类和空气等。其特征是所含的自由电子或离子的数量极少。半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的一种物质。例如硅、锗、硒和氧化铜等。尽管物质具有导电性，但在导电过程中，定向运动着的自由电子或离子总会和其它分子、原子核或自由电子相碰撞，也许还会受其它电子或原子核的推斥或吸引而有变更运动方向的趋势，削弱定向运动，形成一种阻力，这些阻力便称为电阻，用R表示，单位为欧姆，简称欧（Ω）。当所加电压为1V，流过的电流为1V时，则所受的阻力即电阻为1Ω。高电阻的单位常用千欧（kΩ)和兆欧（mΩ)表示。其换算关系如下：1千欧（kΩ)=1000欧（Ω）1兆欧（MΩ）=1000千欧（KΩ）导体的电阻与其材料的性质（用电阻率ρ表示指在20C时，长1M，截面为1MM的导线的电阻值，单位是Ω·MM2/M）、长度和截面积有关（此外也和温度有关，但影响不太大），其关系式表示如下（称电阻定律）：R=ρ（1—2)式中R—导体的电阻，Ω；P—导体的电阻率，Ω·MM2/M；LS矿灯管理工(1)L——导体的长度，M；S——导体的截面积，MM2

具有一定电阻的器件叫电阻器。电阻器俗称电阻，分为固定电阻器和可变电阻器两种。例如，为了调节电流，有时便在恒压系统回路内加入滑线电阻，滑线电阻便是一种可变电阻器。而在某些小功率。低电压的信号灯泡上，往往用串联一个固定数值的固定电阻的方法，以便用到常用的较高电压电源上去。1—15（A）什么是电路的短路和开路？答：电源两端被电阻极小的导体作非正常的接通叫短路。电路中短路时的电流要比正常电流大很多倍，会使局部电路过热，造成事故。由于电路断开，电源处于无电流流通的状态称开路（相对电源来说为空载）。此时电源电压等于电动势。1—16（A）什么是欧姆定律？答：欧姆定律是表示电路中流过某一电阻的电流与电阻值成反比，与电阻两端的总电压成正比关系。用公式表示为：I=U/R（1—3中）矿灯管理工(1)式中I—电流，A；U—电压，V；R—电阻，Ω。上式也可以写为：U=IR说明当有电流流经电阻时，一定会有某些电压的消耗。这个消耗了的电压便叫电压损失或电压降（在交流电路中，因有电抗，两者是有区别的）。上述定律也适用于整个闭合的全电路，即电路中流过的电流I，其大小与电路中的全部电动势EΩ成正比，与全部电阻RΩ成反比。所以，这一定律也叫全电路欧姆定律。1—17（A）欧姆定律怎样应用？答：举例如下：例1：一白炽灯泡热时电阻为550Ω，接在220V电源上，求此时矿灯管理工(1)灯泡中流过的电流。解：I===0.4A例2：一条电线的电阻值为0.3Ω，流过20A电流，求线路上的电压降。解：U=IR=20*0.3=6V例3：一电阻炉电源电压220V,电流为11A,求其电阻值。解：I===20Ω例4：一直流发电机内阻为40Ω，当负载电阻为200Ω时，电流为1A，电源电势是多少？发电机内电路电压降是多少？解：电源电势E=I（R+r）=1*（200+40）=240V内电路电压降U0=Ir=1*40=40V1—18（A）什么是电阻的串联和并联？答：串联和并联都是电路的连接形式。UR220550UR22011矿灯管理工(1)将各电阻元件一个接着一个，依次地连接起来，再接入电路，使接入电路后，所连各元件中均通过同一个电流的连接形式叫电阻串联。电阻串联后的总电阻R等于各串联电阻R1~Rn之和，即R=R1+R2+……+Rn将各电阻元件的一端独立地连接在一起成一端，各元件的另一端也独立地连在一起成另一端，然后接到电路中去，使所连电阻元件随着同一个电压，这一连接形式叫电阻并联。并联总电阻R的倒数等于各分阻R1~Rn的倒数之和，即＝＋＋……＋电路中既有电阻串联，又有电阻并联的电阻连接形式称电阻复联或混联。例1：将56Ω、47Ω、23Ω、和10Ω的电阻串联，计算总电阻为多少？解：R=R1+R2+R3+R4+

=56+47+23+10=136Ω例2：将30Ω和15Ω的电阻并联，计算其总电阻为多少？1R1IR1Rn1R２矿灯管理工(1)解：=+；R===10Ω1R1IR1R２130115+1R11R２+111—19（A）什么是电源的串联和关联？答：将第一个电源的负（或正）极与第二个电源的正（或负）极相连，第二个电源的负（或正）极与第三个电源的正（或负）极相连的连接方式叫电源串联。电源串联后，所串联电源的总电势E等于各分电源电势这和；串联后的总内电阻为各分电源内阻之和。接通电路后，流过导线和各分电源的电流均相同。n个电动势相等的电源的正极与正极、负极与负极相连作为一总电源的连接方式，称电源并联。并联电源的总电势E等于每个分电源的电势。接通电路后，电路导线中的电流I等于各分电源供给的电流之和。总内电阻等于各分电源内电阻并联后的总电阻。E=E1=E1=……=E1I=I1+I1+……+I1（1—7）r=（假定各分电源的内电阻都一样）r1n矿灯管理工(1)式中r1——并联分电源中任一分电源的内电阻；n——并联分电源的数目。1—20（A）什么是电功率？答：电荷由于电动力作用而移动便要作功，这个功叫电功，用符号A表示，单位为J。单位电荷在某两点间移动所作的功，便是这两点间的电压（电位差）。如果在有电位差为U的两点之间，有Q单位电荷移动，则所作的功为A=UQ。若电流I为单位时间内渡过的电量，而T时间内流过的总电量为Q，则Q=IT。电功=UIT。这一公式可以看成是在一定电压U下，电流I在时间T内所作的功。在电压U下，电流I在单位时间内所做的功A=UI叫电功率，简称功率，用P表示。如果在T时间内，电流I所作的功（电压为U）为A。电功率的单位为瓦（W），较大的单位常用千瓦（KW），较小的单位是毫（MW）1—21（A）什么是电流的热效应和化学效应？矿灯管理工(1)答：电荷移动（电流）即要作功，电流濠过有电阻的导体时，便有一部分功要转化为热能，这一效应便称为电流的热效应。电流的热疚所产生的热量与导体的电阻值，电流的平方以及通电的时间成正。如果电流注过导电溶液，并在其中产生化学反应，使电能转变为化学能，这种效应便是电流的化学效应。电解池便是电解质在溶液里受电流作用而产生氧化、还原反应，将电能转变成为化学能的装置。1—22（A）什么是电气设备的额定值？答：电气设备中都有电阻存在，工作时总会产生热量，如果电气设备的散热量不足以平衡其所产生的热量，设备的温度便函要升高，在校高温度下可散发较多的热量使之与产生的热量相平衡。通过某设备的（超载）电流越大，产生的热量越多，热量平衡的温度也越高，以致会超过该电气设备中的绝缘材料所能随的温度，绝缘材料便要受损或烧毁。为了保证电气设备的使用寿命，各种电气设备的工作时，对其温度以及电流必须有一定的限额。有些电气设备的电流是随其上所加的端电压增强而增加的（有时是考虑绝缘材料所能承受的电压，既耐压），所以对电压也需要有个限额（此外，因结构等关系，对功率、频率等有时也需有个限额）。矿灯管理工(1)在一定的工作方式（如连续制、短时制或各种通电持续率下）和指定的散热方式（如自然冷却、加散热器、强迫通风、水冷或油冷等）下，根据电气设备的制造条件，对其各种参数（电压、电流、功率、频率等）规定的限额便是电气设备的额定值。矿灯管理工(1)是电气设备的额定值。第三节电化学知识1—23（B）什么叫电化学当量和克当量？答：产生单位电量所消耗（析出或溶解）的某一物质的质量称为该物质的电化学当量。克当量为元素原子相应于每1价（或每1价的化合物的离子）的克原子量（或克分子量），亦即物质的原子量总和与原子在电极反应中得到或失去的电子数之比并以克表示的量。析出1克当量的任何元素，所需电量恒为96500C=26.8A·h。1—24（B）什么是法拉第定律？答：法拉第定律是说明电量与电化学反应物重量间的关系的定律。法拉第第一定律：在电流通过电解质溶液时，电极上发生的化学作用（析出或溶解）的量M与电流强度I，电流通过的时间T成正比（既与电量Q成正比）。法拉第第二定律：在一定电量的作用下，各电极上产生或消耗各种物质的重量部是与该物质的电化学当量或正比的。第生产1克当量物质所需的矿灯管理工(1)电量为96500C，这个数称法拉第常数。1—25（B）什么是双电层？答：将一金属（棒）插入含有该种金属离子的溶液中（此时，该金属即称为电极），由于水分子是极性分子，对该金属表面的金属离子（任何金属表面都是由排列整齐的金属离子及在其间半自由流动着的电子所组成）将产生静电引力，加上金属离子本向的热运动力，遂使金属离子较易摆脱本身自由电子的吸引而脱离金属表面进入溶液形成水合金属离子。又由于金属表面上自由电子的吸引和水合离子的热运动，也会使溶液中的水合金属离子失去水分子而回到金属表面，即金属与溶液的界面上发生了粒子的交换而使金属具备了电化学的某种特性（氧化和还原）。开始时，金属离子脱离金属表面的速度大于回到金属表面的速度，所以总的说来是金属离子进入溶液（氧化，此时的电极称为阳极）。本来金属与溶液均呈不带电现象，后来因金属离子带正电荷进入了溶液，就使金属带动了负电，溶液带上了正电，正、负电的数值相等，秸相反。正、负电荷遥相吸引着，使金属表面形成一层负电荷层，而溶液紧靠金属表面的近旁形成一层正电荷层，这两个遥相吸引着的电荷层就叫做双电层。1—26（B）什么是电极电位和平衡电极电位？矿灯管理工(1)答：双电层中，溶液中的那一层，由于离子的热运动以及同性电荷离子之间的斥力作用，使这一层的结构通常呈分散状态分布在距电极有一定距离的范围内，越靠近电极，电荷越密集（叫紧密层）；越远离电极，电荷越少，也越分散（叫分散层）。由于双电层的建立，电极和溶液之间便产生了一定的电位差，称为该金属在它的某盐溶液中的电极电位。刚开始形成的双电层以及电极电位是尚未稳定的。因为，开始时的总趋势虽是金属离子进入溶液，但随着进入溶液的金属正离子的数量逐渐增多，因而对金属表面以及溶液中的金属正离子的吸引作用也逐渐加强；另一方面，溶液中金属正离子增多，也加大了对金属正离子再进入溶液的排斥力；这两种作用力的逐渐增加，都促使金属上的正离子进入溶液的速度逐渐变慢。相反，溶液内的金属正离子向金属表面沉积的过程却要加速，最后可达到沉积速度和溶解速度相等；沉积，溶解处于动态平衡状态，亦即电极与溶液中的离子浓度达到稳定（动态）。这时的电极电位才是在某种条件下（例如某温度下）的稳定的电位差，称为平衡电极电位。平衡电极电位是正还是负以及数值的大小，由金属表面的电荷性质及密度来决定，与金属本身和溶液本身的化学性质、金属的结晶构造，表面状态及溶液中金属正离子的浓度、温度等也有关。1—27（B）什么是电极的极、电化学极化和浓差极化？答：电流通过电极时，电极电位偏离其平衡电极电位的现象叫电极的矿灯管理工(1)极化。电极的极化又分为两种：电化学极化和浓差极化，。分析一下金属离子沉积在电极表面的过程，可有下列三个步骤：1、金属水合离子由溶液内部向金属表面移动（只考虑扩散）。2、到达金属表面后的金属水合离子摆脱水分子，与金属表面上的电子反应，生成金属原子。3、金属原子排列成一定形式的金属晶体（这一步的完成时间极短，几乎是与第二步同时进行的，故不考虑）。先考虑电化学反应。电极通电后，若不管电极电流密度多大，电极上由外电源流来的电子（先讨论阴极）均能被电极表面的金属正离子中和掉，与通电前对比，无过剩电子堆积，电极上的电荷量仍与未通电时一样，原有双电层、电极电位不变，电极反应处于原平衡电位控制下。然而，在一定的电流强度下，电极表面的金属正离子往往不足以中和掉外电源流来的电子（特别是电流大的情况下），此时，电极表面上便有过剩电子的堆积；负电荷多了，电极电位便偏离原来的平衡电位向更负的方向移动，但也正因为电位更负了，可以吸来更多的金属离子加速其反应，使在这一电流强度下达到新的平衡电位，不使电子无休止地积累。这矿灯管理工(1)样产生的极化是由电极上的电化学反应速度小于外电源供给电极电子的速度而引起的，称电化学极化；因所讨论的是阴极，故称阴极极化。同样，如果讨论电极的金属原子放出电子变成正离子进入溶液（阳极）的情况，并设正离子进入溶液的速度小于电子流入外电源的速度（特别是电流大时），则电极上便会有正电荷堆积，使电极电位正向偏离原平衡电位而变得更正。因是阳极的情况，故称阳极极化。同样，阳极上积聚的正电荷多了，加速了正离子进入溶液的速度以与电子的流出相适应使电极达到一个新的平衡电位。电极上通过的电流密度越大，电极电位偏离原平衡电位的绝对值越大。浓差极化是由溶液中金属离子的浓差产生的。金属离子在溶液中由内部（深处）向电极表面的扩散速度，通电前因溶液浓度是均匀的，故为零（动态平衡）；能电后，电极表面附近液层中的金属离子因被电子中和掉（阴极），离子浓度降低，与其它部分（深处）的浓度形成一定的浓差，增大了离子扩散速度，以适应由外电源来的大量电子的需要，使电极获得一新的平衡电位（在某一定的电流下），但此时由于阴极处在较原浓度还低的离子浓度电液中，电极电位比原电极电位更负，电极产生极化，由于是阴极的情况，称阴极浓差极化。在阴极情况下，是金属离子进入溶液。如果电极表面的离子不能及时向深处扩散将导致阳极表面附近液层中的金属离子浓度增高，电极电位将矿灯管理工(1)向正方向移动，称阳极浓差极化。1—28（B）什么叫过电位？答电极发生极化的电位与平衡电位的差值称为过电位由于浓差极化引起的过电位叫浓差过电位。由于电化学极化引起的过电位叫电化过电位。装置内部的电阻（包括电解液的电阻，正、负电极的电阻，接触电阻等）通过电流时所需消耗的一部分电压，亦即电位降叫欧姆过电位。第四节光学知识1—29（B）什么叫发光强度、照度、亮度和光度？答：辐射体在单位时间内所发出的光能称为光通量，其单位为流明（LM）。光源在给定方向上单位立体角内所发出的光通量，称为发光强度。其单位为坎德拉（CD）。照度是照射于被照面上的光通量的密度，表明该物体表面被照明的程度。其单位为勒克斯（LX），1LX=1LM/M2。受照物体影像，反射出的光通密度愈大，影像愈强，物体看得越清楚。一般矿灯，例如KS—7、KS—8型开始点灯时，距灯1M处照度为400LX，点灯1LH后，照度为200LX。照度应用勒克斯光度计测量。亮度即物体发光或反射、透光表面的可见度，为发光强度与垂直于发矿灯管理工(1)光强度方向上的发光表面的面积之比，单位为坎德拉/米2（CD/M2）在所有方向均具有同一亮度的物体的发光强度可用该物体发出的光通表面密度来决定，这种光通表面密度称光度，单位为辐射勒克斯。1—31（B）什么叫发光效率？答：发光效率是指灯泡的每瓦容量所发出的光通量的平均值，简称光效，单位为流明/瓦（LM/W）。光效随灯泡的额定电压不同而异。2.5V的碱性灯泡的光效罗低，只为8~9LM/W；而4V的酸性灯灯泡的光效为12LM/W，使用中，如果使用电压低于额定电压时，光效也要随之而降低，电压降低成10%，光效将要降低30%以上。第五节蓄电池的基本知识1—32（A）什么叫蓄电池？答：将不同的金属导体浸入电解液中，能与电解液发生化学变化并与电解液相互之间形成电位差，既能将化学能转变成电能，又能将电能转变成化学能贮起来反复使用的电源装置，叫蓄电池或二次电池。将电能转变成化学能的现象叫蓄电池充电，将化学能转变成电能的现象叫蓄电池放电。1—33（A）蓄电池的电动势、容量、效率和充放电循环是如何定义的？矿灯管理工(1)答：蓄电池的电动势E是指在没有负载电流的情况下，两极之间的电位差（端电压）。蓄电池电动势与极板的大小活性物质的多少无关，而与极板的材质及电解液的材质和浓度有关。例如，对铅酸蓄电池来说，两极的活性物质分别为二氧化铅和海绵状铅，电解液为硫酸。蓄电池容量是表示蓄电池的蓄电能力的。充足电的蓄电池按规定的温度、电流（放电率）、终止电压放电所能放出的总电量，即称为蓄电池在该放电率下的容量，单位为安·时（A·H）。蓄电池效率有两种：一是指放电全部电能与充电全部电能的百分比，叫电能效率，也叫瓦时效率。另一种是指放电全部电量与充电的全部电量的百分比，叫容量效率，也叫安·时效率。由于充电时难免有电解水的电量损失以及充电后放电中活性物质有微量脱落或不完全反应，放电过程中还有自放电的电量损失，故一般蓄电池的安时效率仅为84%~93%。又因为充放电时都要有电阻损失（蓄电池内阻及接触电阻的I2R损失），因此安时效率还要低，一般仅为71%~79%。充放电循环是指蓄电池按规定条件进行充电一次，放电一次。1—34（A）蓄电池的寿命是如何规定的？它与哪些因素有关？答：蓄电池按标准或厂家规定的条件所获得的充放电循环数，叫蓄矿灯管理工(1)电池的循环寿命或寿命。一般标准所规定的循环寿命试验条件，都属浅充、放电，主要进考验正极板活性物质脱落的难易及负极板“硫酸化”的性能的，不能完全反映电池的寿命情况。极板的容量在最初的几次（一般不超过10次）充放电循环内逐渐上升，并达到一定的数值（额定容量）。这一数值在以后的充放电循环中将相对稳定地保持一段时间，然后开始逐渐下降，待降到额定容量的80%以下时，就认为寿命已经终止，酸性灯的寿命规定为500个充放电循环。蓄电池的实际寿命与维护操作有很大关系，但其循环寿命只与某些生产工艺及使用条件的因素有关（以酸性蓄电池为例）：1、结构方面：极板越薄，正极板铅膏越软，充放电越深，则相对稳定的容量出现得越早，循环寿命越短。一般负极板的寿命比正极板的长，故应特别注意正极板的质量。2、使用条件方面：例如，使用了大电流放电，则硫酸铅势必在正极板上形成一致密层。充电时，由于硫酸铅不导电，电流集中在小部分导电面积上，因此只有板栅骨架周围的硫酸铅形成疏松的二氧化铅，产生局部体积缩小，使活性物质疏松，易于脱落。另外，部分硫酸铅不导电，不起变化，导电处的变化便要深入到极板深处，变化时析出的氧气挤出来时，也会引起活性物质脱落。矿灯管理工(1)3、工艺上如果不增加活性物质的孔隙度，那么，充放电时，由于活性物质的体积变化（充电时，硫酸铅转化为二氧化铅时，体积要缩小；反之，放电时体积要膨胀），活性物质也易脱落。孔隙多，便可起到一些缓冲作用。零部件质量不符合标准规定也会引起寿命终结过快。例如，若隔板不耐氧化，则因二氧化铅是强氧化剂，会使隔逐渐腐蚀，活性物质进入隔板的腐蚀孔中，造成极板短路放，使寿命终止。4、充电方面：如果经常充电不足而形成过放电时，极板上将形成粗硬的硫酸铅层，充电时不易恢复为原来的活性物质，使蓄电池容量不足而终止寿命。1—35（B）试述铅酸蓄电池的工作原理。答：铅酸蓄电池的工作原理为双极硫酸化理论。铅酸蓄电池在充电状态时，其正极为二氧化铅PB（）2，负极为海绵状铅Pb,电解液为硫酸溶液H2SO4（I呈电离状态H+和SO4）。放电时，负极PB放出2个电子，成PB2+正离子与电解液中SO24结合成PBSO4硫酸铅；下极PBO2吸收2个电子，使四价的铅离子变成二价的铅离子，然后也与电解液中的SO24结合成PBSO4；电解溶液中的氢离子H+则与氧离子O2-结合成水H2O。矿灯管理工(1)由于放电状态时，正、负两极的活性物质均转变成硫酸铅，所以叫双极硫酸化理论。通过上述方程式还可以看到：充电时，正极硫酸铅放出2个电子，使二价铅离子变成四价铅离子并与氧离子结合为二氧化铅；负极硫酸铅则因接受了外电源供给的2个电子使二价铅离子还原成绒状铅。也可以看到：放电过程中，硫酸逐渐消耗，电解液相对而言密度下降；充电过程中，生成硫酸，电解液相对而言密度逐渐上升。1—36（B）试述碱性蓄电池的工作原理。答：矿灯使用的碱性蓄电池多为铁镍或镉镍蓄电池。例如KJ—12型矿灯用的为镉镍蓄电池。在充电状态下，镉镍蓄电池极板的活性物质，下极板为氢氧化镍NI（OH）2（新理论认为是NIOOH+H2O），负极板是金属镉CD（铁镍蓄电池则为金属铁FE）。到放电终止时，正极板的大部NI（OH）3的三价NI3+离子吸收1个电子表，变成二价的镍离子NI2+并与电解液中的氢氧根离子OH-结合成氢氧化镍NI（OH）2；负极板的大部金属镉（或铁）原子放出2个电子成二价镉（或铁）离子CD2+（FE2+），并充电过程中，生成硫酸，电解液相对密度逐渐上升。1—36（B）试述碱性蓄电池的工作原理。矿灯管理工(1)答：矿烟使用的碱性蓄电池多为铁镍或镉镍蓄电池。在充电状态下，镉镍蓄电池极板的活性物质，正极板为氢氧化镍NI（OH）。（新理论认为是NIOOH+H20），负极板是金属镉CD（铁镍蓄电池则为金属铁FE）。到放电终止时，正极板的大部NI（OH）3的三价NI3+离子吸收1个电子，变成二价的镍离子NI2+并与电解液中的氢氧根离子OH-结合成氢氧化亚镍NI（OH）2；负极板的大部金属镉（或铁）原子放出2个电子成二价镉（或铁）离子CD2+（FE2+），并与OH-结合成氢氧化镉CD（OH）2{或FE（OH）2}。电解液一般选用氢氧化钾KOH水溶液，相对密度约1.19¬1.21（只在高温下工作时，偶而也用氢氧化钠NAOH溶液，因为KOH溶液的导电率较NAOH溶液高，因而可用于各种场合，特别是在低温下工作），有时还加入少量氢氧化锂LIOH以延长电极的使用寿命和提高蓄电池容量。由方程式可以看到；充电时，正极板由NI（OH）2转化为NI（OH）3，消耗OH，故其周围电解液浓度下降〔放电时由NI（OH）3转化为NI（OH）2，故其周围电解液浓度升高〕，但负极却由CD（OH）2转化为CD，产生OH-，因而总的情况是电解液浓度在充放电前后均不起变化（仅在扩散过程中局部暂时有变化），电解液只作电流的传导体，不参与化学反应，不能像酸性蓄电池那样，据其相对密度来判断充放电的程度。1—37（A）试述铅酸蓄电池电解液的性质矿灯管理工(1)答：铅酸蓄电池是采用硫酸溶液作为电解液的。硫酸溶液一般为浓硫酸，纯度约95%，系无色无嗅的透明液体，具有轻油的稠度，沸点约338℃，相对密度重为1.84（15C）。可用任意比例溶于水并放出大量的热量（1克分子硫酸被水稀释透，即其重量百分比浓度接近零时，放出勤率23.54千卡）。1—38（A）硫酸溶液有哪些参数与其相对密度有关？其关系如何？答：硫酸溶液的电阻系数，即电流通过某硫酸溶液的电阻是随溶液的浓度（也随温度）而变化的。硫酸溶液的相对密度在1.150~1.300范围内电阻系数最低，在1.800时的电阻系数最高，硫酸溶液的电阻系数随温度降低而增加。但由于蓄电池放电时，电解液的浓度会逐渐降低（并且电阻系数要随温度升高而降低），故实用中往往采用较高浓度的硫酸溶液（相对密度为1.280左右）。2、硫酸溶液的冰点随其浓度的不同而异。1—39（A）硫酸溶液有哪些参数与其相对密度有关？其关系如何？矿灯管理工(1)答：1、硫酸溶液的粘度是随温度变化而变化的。一般温度每降25C，硫酸溶液的粘度就要增加1倍；当温度低于零度时，粘度随着温度的降低而增加得还要快。粘度值是决定硫酸通过极板、隔板孔隙的扩散速度的，也即决定着蓄电池的容量，蓄电池在低温时容量下降得快，也即决定着蓄电池的容量，蓄电池在低温时容量下降得快，就是因为粘度的增加。2、硫酸溶液的相对密度随温度的升高而降低，这是因为热胀冷缩的缘故。温度高，体积膨胀，密度小，相对密度自然降低（相对密度是在指定温度下溶液的重量和同体积4C纯水的重量比）。但温度每升高1C，各种相对密度的下降数，即所谓相对密度的温度系数A，并不相同，而是随相对密度的不同而异的。1—40（B）计算硫酸溶液体积百分数含量时应注意什么问题？答：要注意硫酸溶液体积的缩减量问题。因为硫酸和水以任何比例混合时，混合后的溶液的体积，并不等于原硫酸体积与水体积之和，而是要稍小一些。这一体积减小的数值称为缩减量。缩减量的多少与配制的混合液的相对密度大小有关。相对密度在1.600时，缩减量最大。1.600值以前，随相对度密度的增大，缩减量也增多；超过1.600值后，随着相对密度的增大，缩减量将逐渐减小。矿灯管理工(1)例如，在求重量百分数为36.8%，相对密度为1.280的硫酸溶液中的硫酸的体积百分数会含量时，不能简单地按下列步骤进行：1、浓硫酸相对密度为1.840，不计其中水分，可视为每升浓硫酸含1840G硫酸。2、在重量百分比为36.8%的硫酸溶液中若含有1840硫酸，则该相对密度的硫酸溶液重将为1840÷0.368=5000G。其中重应为5000-1840=3160G。3、该相对密度硫酸溶液如含有1840G硫酸，其总体体积为3160+1000=4160ML。4、该相对密度硫酸的体积百分数：1000÷4160=24.04%。上述计算是错误的，因为上述中没有计进缩减量。1—41（B）已知铅酸蓄电池在充足电状态下的电解液相对密度和重量，求在放电若干安时后的电解液重量、体积和相对密度的变化。答：从铅酸蓄电池的工作原理化学方程式中可知：每转化出1克分子PB需用2C电量，同时也生成2克分子的硫酸计98.07×2g，消耗2克分子的水计18×2G，即1C能产生98.07G硫酸，消耗18G水，而1AH电量能生成3.66g硫酸，消耗0.672水。矿灯管理工(1)计算铅酸蓄电池放电后的电解液的体积变化，按如下步骤：1、按充足电的电解液的相对密度和重量，求出其相应的重量百分比，从而再算出水和硫酸的重量。2、根据放电若干安时，算出消耗的硫酸量和生成的水量。3、求出放电终止时，电解液中的硫酸和水各自的重量及其合重。4、算出硫酸的重量百分比，列出其相对。5、电解液的体积由其总重被其比重除求得。对于相对密度的电解液来说，其体积在充电时的增加率和放电时的减少率实际上约为1ml/Ah。这个体积的增、减率是随浓度而俱变化的：1.300的电解液，其增、减率将稍大于的电解液，其体积增、减率约为。1—42（A）为什么矿灯铅酸蓄电池中的电解液相对密度不宜超过1.300？矿灯管理工(1)答：在一定范围内，电解液相对密度越大，极板活性物质孔隙内硫酸量也越多，扩散也较快，浓差极化减小，活性物质利用率高，对蓄电池的容量是有益的。但由于下列因素的约束，电液相对密度不宜超过1.300：1、硫酸电解液的电阻系数，在相对密度1.150----1.300范围内较低。相对密度过大，电阻系数将增大。2、相对密度大，粘度也增加，对电解液的扩散与电池的内阻都不利。3、相对密度过大，在蓄电池不工作时，正、负极活性物质与硫酸发生化学反应的速度将要增加，形成过多的硫酸铅。同时，电池的自放电、隔板的腐蚀等也将加速，对电池的容量、寿命均不利。4、相对密度大，析出的硫酸铅晶体小，在一下范围内可提高正极板的孔隙度，增加容量，但对负极板，小晶体硫酸铅将覆盖在海绵铅上，使电阻增大；加之浓度大，粘度也大，容量会因此而下降。如果电池容量已受负极容量控制，电液相对密度是不宜过大的。矿灯管理工(1)因此，矿灯蓄电池一般使用相对密度为1.280的电解液。1—43（B）试述铅酸蓄电池在充、放电过程中，正极和负极电位的变化情况。答：充电时，负极板是接在电源负端的，负电荷增加，负极电位变得更小；相反，正极电位将增加，蓄电池端电压上升。放电时，电流方向与充电时的相反，因而负极电位趋向正方向变化，而正极电位也减小，蓄电池端电压下降。充电时，正、负极都生成硫酸，电极孔隙内的浓度逐渐增大，使负极电位变得更小；相反，正极电位将增加。蓄电池端电压也要上升。放电时，电流反向了，极板孔隙内离子的浓度逐渐降低，使负极电位趋向正方向变化，使正极电位减小。蓄电池端电压下降。铅酸蓄电池充、放电过程中，正极和负极电位的变化，是由浓差极化和电化学极化共同引起的，且两者的电位变化方向是一致的。1—44（B）铅酸蓄电池的理论重量（或体积）比能量应如何计算？答：重量比能量是指蓄电池单位重量在标准电势下所放出的能量，是衡量蓄电池重量大小的指标。矿灯管理工(1)蓄电池能量是和蓄电池的电势有关的，蓄电池的电势又和其电解液的相对密度有关，故除非另有指定，一般均按蓄电池的标准电势计算。1—45（A）试述碱性蓄电池晚解液的电阻系数与相对密度的关系。答：无论是氢氧化钾还是氢氧化钠碱性电解液的电阻系数均比硫酸电解液的高，并随电解液的相对密度变化而变化。]氢氧化钾的电阻系数，在相对密度为1.250时最小。氢氧化钠的电阻系数，则在相对密度为1.150时最小。但实际使用的氢氧化钾的相对密度为1.190---1.210，其电阻系数稍大于最小值。这对延长蓄电池寿命有利，因浓度大的电解液易侵蚀极板，使活性物质脱落。1—46（B）试述碱性蓄电池电解液的冰点与其相对密度的关系。答：碱性电解液的冰点与其相对密度的关系，随着氢氧化钾溶液相对密度的增大，冰点的温度数值迅速下降。一般碱性蓄电池电解液很少发生冻结现象，因为碱性蓄电池内阻较大，充电或放电时，电解液均被电池也不怕冻，不象铅酸蓄电池那样会冻坏极板。1—47（A）碱性蓄电池的电解液不参加反应，为什么要进行补充？矿灯管理工(1)答：碱性蓄电池的电解液虽不参加反应，但在充电过程中，电解液中的水分要分解为氢和氧而放出。电解液本身产生的热量敢要蒸发出汽泡。当这些气体从注液孔排放时，均会带出一些电解液，因此，不单只