第1章電工進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí)

1、第1章電工進(jìn)網(wǎng)作業(yè)電工基礎(chǔ)知識(shí) 任何職業(yè)訓(xùn)練都需要付出刻苦的努力，電工學(xué)也是一樣，學(xué)習(xí)知識(shí)的最好方法是閱讀、思考和操作。 鞏固知道知識(shí)的方法是復(fù)習(xí)和思考實(shí)踐。所以希望學(xué)生能多看、多問(wèn)、多練。第1章 電工基礎(chǔ)知識(shí) 電路理論和電磁理論是電子工程的兩大基礎(chǔ)理論，電子工程的所有分支學(xué)科均是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，電源、電機(jī)、控制、電子學(xué)通信以及電子儀器等許多分支都是基于電路理論而發(fā)展形成的，因此，電路理論基礎(chǔ)課是電子工程專業(yè)最重要的課程，也是初學(xué)電子工程專業(yè)的學(xué)生的最佳起點(diǎn)學(xué)習(xí)電路理論對(duì)于其他理工科專業(yè)學(xué)生也是很有意義的，因?yàn)殡娐吠ǔＪ茄芯磕芰肯到y(tǒng)的一種很好的模型，而且其中包含了應(yīng)用數(shù)學(xué)，物理學(xué)拓?fù)鋵W(xué)等

2、諸多內(nèi)容。1 1、電路的組成及作用 電路：電流所通過(guò)的路徑。 電路的作用是進(jìn)行電能的傳輸和轉(zhuǎn)換，或是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞和處理。 電路是由某些電氣設(shè)備和元器件按一定方式連接組成。 電路可分成電源、負(fù)載和導(dǎo)線三個(gè)部分 電源是提供電能的設(shè)備，是電路工作的能源，電源的作用是將非電能轉(zhuǎn)換成電能。 負(fù)載是用電設(shè)備，比如我的燈泡,是將電能轉(zhuǎn)換成光能. 導(dǎo)線:導(dǎo)線是負(fù)責(zé)輸送電能的管子。一、 電路的組成及各部分的作用第1節(jié) 直流電路本節(jié)主要介紹電路的基本物理量、歐姆定律，基爾霍夫及簡(jiǎn)單直流電電路的計(jì)算。2電池?zé)襞軪IRU+_電源3 2、電路的工作狀態(tài) （1）開(kāi)路狀態(tài)(電路中沒(méi)電流流過(guò),電阻無(wú)窮大,電壓為電源電動(dòng)勢(shì))

3、 （2）通路狀態(tài)(電路中有電流流過(guò),電阻與電流成反比,電壓與電流成正比) （3）短路狀態(tài)(電阻接近與零,電流急劇上升,電壓下降至零) 忽略電路元器件的次要因素，將其理想化，并用規(guī)定的電氣圖形符號(hào)表示所組成的電路，稱為電路。4二、電流1、電流的概念與分類帶電粒子（電荷）的定向運(yùn)動(dòng)形成電流。電流的方向不變化為直流I(DC)。方向和大小都變化為交流i(AC)。 IQ/t （取決于在一定時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量） I 電流強(qiáng)度（A安培） Q 電荷量（C庫(kù)侖） t 時(shí)間（S秒） 2、電流的單位 安培（A） 電流單位換算1A103mA 1mA103A， 1 kA103A3、電流的方向 規(guī)定：正電荷運(yùn)

4、動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。 假設(shè)的電流流向稱為電流的參考方向。5分析：當(dāng)參考方向與實(shí)際方向相同時(shí)，則I0 當(dāng)參考方向與實(shí)際方向相反時(shí)，則I0，負(fù)值表示方向相反而不是負(fù)電流值）1、電動(dòng)勢(shì)的定義電動(dòng)勢(shì)是衡量電源力移動(dòng)電荷做功能力的物理量電動(dòng)勢(shì)：電源力將單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功。 E=W電源力/Q三、電動(dòng)勢(shì)2、單位字母符號(hào)：E 單位：V（伏特）或簡(jiǎn)稱伏63、電動(dòng)勢(shì)的方向E的方向是從低電位（電源負(fù)極）指向高電位（電源正極）四、 電壓與電位1、電壓電荷移動(dòng)需要力，推動(dòng)電荷在電源外部移動(dòng)的這種力稱為電場(chǎng)力。電場(chǎng)力將單位正電荷沿電路由一點(diǎn)推向另一點(diǎn)所做的功稱為電壓。做功越多，電壓就越大。由此可

5、見(jiàn)，電路中電壓表明了電場(chǎng)力推動(dòng)電荷做功的能力。用數(shù)學(xué)式可表為：UAB=WAB/Q式中：UAB表示AB兩點(diǎn)間的電壓，單位（伏特V）。WAB表示電場(chǎng)力將電荷A點(diǎn)推向B點(diǎn)的所做的功，單位（焦耳W），Q表示電荷，單位（庫(kù)侖C）（1）電壓是衡量電場(chǎng)力作功能力大小的物理量。7 電場(chǎng)力將單位正電荷從電場(chǎng)中的a 點(diǎn)移到b點(diǎn)所做的功，稱其為a、b兩點(diǎn)間的電壓。（2）電壓的方向電壓方向規(guī)定為由高電位指向低電位三種表示法：箭頭表示 雙下標(biāo)表示 UAB習(xí)慣上把電壓從高電位指向低電位的方向稱為電壓的實(shí)際方向。（3）電壓的單位 伏特（V）1V103mV 1mV103V 1kV103V82、電位電位：某點(diǎn)到參考點(diǎn)之間的電壓

6、：用U（或）表示 單位V把參考點(diǎn)的電位稱為零電位。即如A點(diǎn)參考點(diǎn)則A 0V）通常選大地為參考點(diǎn)，把大地的電位作為零電位點(diǎn)。任意兩點(diǎn)間的電位差：UABUA-UB或ABA-B 電壓與電位的異同點(diǎn)： 電位是某點(diǎn)對(duì)參考點(diǎn)的電壓，電壓是某兩點(diǎn)間的電位差； 電位是相對(duì)量，隨參考點(diǎn)的改變而改變，而電壓是絕對(duì) 量，不隨參考點(diǎn)的改變而改變。9五、 電阻器1、電阻器的概念當(dāng)自由電子在金屬導(dǎo)體里作定向移動(dòng)時(shí)，要受到導(dǎo)體里的某些物質(zhì)的阻礙，我們把導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙，簡(jiǎn)稱電阻 “R”符號(hào)表示。 這個(gè)阻礙與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和電阻率成正比，橫截面積成反比。 RL/S L：導(dǎo)體長(zhǎng)度（m）米S：橫截面積（m2）平方米：導(dǎo)體的電阻率（

7、m）3、電阻器分類： 固定電阻 可變電阻 水泥電阻 碳膜電阻 線繞 金屬膜電阻2、單位：為歐姆（）1K=103 1M=106104、主要指標(biāo)：標(biāo)稱阻值承受功率允許偏差 5、標(biāo)志方法：色環(huán)法色標(biāo)符號(hào)方法： 棕（偏差） 金（倍乘） 黃（第三位） 紫（第二位） 棕（第一位）黑0棕1紅2橙3黃4綠5藍(lán)6紫7灰8白9銀10-2金10-11112131、部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律：（不含電源電路）內(nèi)容：流過(guò)導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體兩端電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比 I=U/R式中R為電阻，單位為歐姆， 電阻一定時(shí)，電壓愈高電流愈大； 電壓一定，電阻愈大電流就愈小。六、 歐姆定律2、全電路歐姆定律全電路歐

8、姆定律（含源電路）內(nèi)容：電路中電流與電源電動(dòng)勢(shì)成正比，與內(nèi)外電阻之和成反比/（+）14公式變形：E=IR+Ir=I(R+r)=U=U0分析：由U=E-Ur=E-Ir可知： 當(dāng)電阻R為無(wú)窮大，I=0 U=E（最高） 當(dāng)電阻R變小，I 增大 U減小 當(dāng)電阻R變大，I 減小 U增大七、 電阻的連接1、電阻的串聯(lián) 兩個(gè)或多個(gè)電阻頭尾依次相連，稱為電阻的串聯(lián)。R1R2R315電阻串聯(lián)的特點(diǎn)： （1）流過(guò)每一元件的電流相等 I I1=I2=In ； （2）總電壓等于各個(gè)電壓之和 U=U1+U2=IR1+IR2； （3）R=R1+R2-+Rn；總電阻等于各個(gè)電阻之和， （4）串聯(lián)電阻有分壓作限流作用。 分壓

9、式：U1=R1U/R1+R2；U2=R2U/R1+R2 。162、電阻并聯(lián)兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻，它們的一端接在一起，另一端也接在一起，并承受相同的電壓。 電阻并聯(lián)的特點(diǎn)：（1）電壓相同， U=U1=U2-=Un；（2）總電流等于各個(gè)電流之和， I=I1+I2-+In；（3）總電阻的倒數(shù)等于各個(gè)電阻倒數(shù)之和。 1/R=1/R1+1/R2-+1/Rn， 若只有兩個(gè)電阻并聯(lián)即R=R1并R2=R1R2/R1+R2；（4）電阻并聯(lián)具有分流作用，分流式： I1=R2I/R1+R2 I2=R1I/R1+R2 (5)總功率等于各分功率之和,每一條支路功率與電阻成反比。17電路的混聯(lián)電路的混聯(lián)也稱為(復(fù)聯(lián))或(串

10、并聯(lián)),前面我們介紹了電路的串連和電路的并聯(lián),現(xiàn)在我給大家介紹電路的串并混聯(lián)電路，以下是關(guān)于混聯(lián)的特性?；炻?lián)電路就是電路中即有串聯(lián)又有并聯(lián)的混合體電路。混聯(lián)總電阻混聯(lián)圖：1 總電阻等于R1并R2加上R3加上R4。RT=R1IIR2+R3+R4 以上電阻分有三步求和，先算出陰影R1和R2部分的電阻，前面我我們講過(guò)并連電路的關(guān)系。其中是兩個(gè)并聯(lián)RT=R1R2/R1+R2兩個(gè)同樣阻值的可以直接用常數(shù)除以指數(shù)RT=R/n RT為總電阻，R電阻值，n指數(shù)。18總電阻例：混聯(lián)電路中總電阻是多少（RT） 解：我們先求得R1和R2并聯(lián)的等效電阻。圖中R1和R2阻值相同，可以用并聯(lián)計(jì)算公式可以得到。 R1IIR

11、2=R1IIR2表示電路總電阻的一部分，先將其從整個(gè)電路中的電阻（RT）中分割出來(lái)。 由于R1IIR2與R3和R4串聯(lián)，所以得到的總電阻如下所示： 總電流：當(dāng)知道總電壓和總電阻通過(guò)歐姆定律可以算出總電流，公式如下IT=VT/RT=220/450=0.49A=490mA電壓降：通過(guò)分壓公式我們可以得到每一個(gè)元件上的電壓。公試如下電壓等于電阻乘電流，那么我們只要知道總電阻和總電流就能到得總電壓，同理我們知道分電阻和流過(guò)分電阻的電流就能知道分電阻的兩端所承受的電壓。總電壓：VT=VR1R2+VR3+VR4因R1和R2并聯(lián)所以它兩端承受的電壓是一樣的，R1和R2并聯(lián)的電阻和總電流在上試以算出。也可以用

12、分壓公式求得，公式如下19例1參考混聯(lián)電路圖2求中圖的總電阻總電流加在AB兩端的電壓電路圖2例1參考混聯(lián)電路圖2求中圖的總電阻總電流加在AB兩端的電壓，我們先算出并聯(lián)部位的電阻。 R2+R3IIR4+R5=總電阻：RT=R1+（R2+R3）II（R4+R5）=總電流：AB兩端電壓：UAB=R1*IT=100*0。73=73V204.電源的串聯(lián) 關(guān)于電壓源的串聯(lián)有一個(gè)常見(jiàn)的例子是手電筒。給手電筒裝上兩節(jié)1.5V的電池，它們是串聯(lián)的，總電壓是3V。當(dāng)將電池串聯(lián)或其它電源串聯(lián)用來(lái)增加電壓時(shí)，通常把其中一個(gè)的正極連接到另一個(gè)的負(fù)極上。如以下實(shí)物圖。 串聯(lián)的電壓：當(dāng)兩個(gè)或更多的電壓源串聯(lián)時(shí)，總電壓等于各

13、個(gè)電壓源電壓的代數(shù)和。代數(shù)和意味意味著當(dāng)電壓源串聯(lián)的時(shí)候，要將電壓源的極性也考慮在內(nèi)。反向極性電壓源的電壓有反向的符號(hào)。 VT=VS1=VS2=VS3+.VSn如果所有電壓源極性都是同一個(gè)方向，則相加時(shí)所有的電壓符號(hào)是一樣的。從A端到B端的總電壓為：VAB=3V+3V+3V=9V電 壓有雙下標(biāo)AB的，表示這個(gè)電壓是A端對(duì)于B端的參值。 21串聯(lián)電壓源計(jì)算 以下四個(gè)電壓源極性都是同一方向，只須將每個(gè)電壓源相加及可得到總電壓。 VT=VS1+VS2+VS3+VS4=3+3+3+3=12V 總電壓：12V以下四個(gè)電壓源之中VS3與其它3個(gè)電壓源方向相反?？蓪S3取負(fù)號(hào)相加?？傠妷喝缦隆?VT=VS

14、1+VS2+VS3+VS4=+3+3+-3+36V =3+33+3=6V 總電壓：6V 當(dāng)電 壓源串聯(lián)時(shí)，應(yīng)注意輸出電流不能大于串聯(lián)電源中最小輸出的電流。比方有三個(gè)電源，分別輸出電流為：1A、3A、3.5A。將三個(gè)電源串聯(lián)在一起時(shí)，輸出電流不能大于1A。串聯(lián)電源內(nèi)阻應(yīng)相同 ，如果其中有電阻大小不相同的，電阻大的會(huì)提前烤壞。6V12V22串聯(lián)電源的內(nèi)阻 電源串聯(lián)內(nèi)阻與 電阻串聯(lián)相似，總內(nèi)阻等于各分內(nèi)阻之和：rT=r1+r2+r3串聯(lián)電源的電流串聯(lián)電源每個(gè)電源輸出的電流相等 電源并聯(lián)主要用于單個(gè)電源輸出電流不足的情況下，電源并聯(lián)要求電源電壓相同內(nèi)阻相同輸出電流不做要求，并聯(lián)極性方向一制。電源并聯(lián)電

15、壓：VT=V1=V2=V3電源并聯(lián)電流：AT=A1+A2+A3+.An電源并聯(lián)內(nèi)阻:5.電源并聯(lián)23并聯(lián)電源電壓電流計(jì)算并聯(lián)電源電壓相等所以:VT=V1=V2=V3=.Vn并聯(lián)電源可輸出電流等于各分電源電流代數(shù)和:AT=A1+A2+A3+AnAT=3A+3A+3A+3A=12A24八、 電功與電功率1、電功 電能是由其他形式的能（如機(jī)械能、熱能、化學(xué)能、核能）轉(zhuǎn)換來(lái)的，電能又可以換為其他形式的能。如電流通過(guò)燈泡發(fā)光是電能轉(zhuǎn)換成熱能變?yōu)楣饽艿默F(xiàn)像。電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)其他機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)而做功，便是電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的過(guò)程。簡(jiǎn)稱為電功 用字母W表示。 W=UIt 式中：W 電功 J；U 電壓 V；I

16、 電流 A； t 時(shí)間 S W=I2Rt=U2t/R實(shí)際中：電功的單位常用千瓦小時(shí)（KWh），俗稱“度”常生活電能的計(jì)算：3.6106J=1KW.h=1度 有一個(gè)電飯鍋，額定功率為750W，每天使用2小時(shí)；一臺(tái)25吋電視機(jī)，功率為150W，每天使用4小時(shí)；一臺(tái)電冰箱，輸入功率為120W，電冰箱的壓縮機(jī)每天工作8小時(shí)。計(jì)算每月（30天）耗電多少度？解：（0.75kW2 h0.15kW4h 0.12kW8h）30天 （1.5度 0.6度 0.96度）30 91.8度 答:每月耗電91.8度【例】253、電流的熱效應(yīng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，由于自由電子與雜質(zhì)的碰撞，導(dǎo)體的溫度會(huì)升高。這是因?yàn)閷?dǎo)體吸的電能轉(zhuǎn)換

17、成為熱能的緣故。這種現(xiàn)像叫做電流的熱效應(yīng)。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度的平方、導(dǎo)體本焦耳楞定律 Q=I2Rt=U2t/R=Uit 單位：Q-J, I-A, R-, t-S。 2、電功率單位時(shí)間內(nèi)電流所做的功叫做電功率，以符號(hào)“P”表示，電功率是描述電流在單位時(shí)間內(nèi)做功大小的物理量，通常所謂用電設(shè)備容量的大小，都是指其電功率大小而言，它表示該用電設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)作功的本領(lǐng)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：?jiǎn)挝唬和咛兀╓）, mW， KW； P=W/t=IU=I2R=U2/R式中：P 電功率 W； U 電壓 V； I 電流 A；26九、 電容器1、電容器的概念 電容器是用來(lái)儲(chǔ)存電荷的裝置，它由兩塊金屬極板中

18、間夾有絕緣材料構(gòu)成，當(dāng)在極板兩邊加有電壓，極板上會(huì)有電荷存在，簡(jiǎn)稱電容。C電極極板介質(zhì)27充電完成后電容兩端電壓達(dá)到電源電壓（VS）,電荷停止移動(dòng)，沒(méi)有形成電流。開(kāi)始充電時(shí)電子從正極極板流向負(fù)極極板移動(dòng)的是負(fù)電子中性電容極板兩端有相同的電荷存在形成中性粒子充電完成后斷開(kāi)電源電容兩端仍然保持電荷同時(shí)存在電壓。充電圖：0128一法拉是電容單位，指一庫(kù)侖電荷電量?jī)?chǔ)存在帶有一伏電壓的極板上電容量： 式中：C 電容單位（法拉） F； Q 電極板兩端帶的電荷 C； U 兩極板間的電壓 V； 電容容量 電容容量是指單位電壓接在電容兩端時(shí)電容所能存儲(chǔ)電荷的數(shù)量，記做C.即電容容量是電容存儲(chǔ)電荷能力的量度。一個(gè)

19、電容在單位電壓F所能存儲(chǔ)的電荷越多，容量就越大，用以下公式表示。電容是表示電容器存儲(chǔ)電荷能力的物理量，是固有參數(shù)。有：式中：S 平行板電容器的面積，m2； d 極板間的距離 m； 介質(zhì)的介電常數(shù) F/m； 電容的單位是：法拉（F）是電容的基本單位，庫(kù)侖（C）是電量的基本單位， 其換算關(guān)系為：1F=106uF 1F=1012pF 29前面我們學(xué)習(xí)了基本物理量、參數(shù)、和單位和計(jì)算方法。下面我們來(lái)做幾個(gè)例題。電容的計(jì)算：例1（1） 某個(gè)電容存儲(chǔ)100uC的電量，兩極板間加10V電壓，用uF表示該電容是多少？（2）電容容量為40uF，加200電壓，所能存儲(chǔ)的電荷是多少？（3）電容1000PF，存儲(chǔ)了2

20、0微庫(kù)侖的電量，計(jì)算其兩端電壓為多少？解：（1） (2) (3) 練習(xí)：如果C=1000PF和Q=100uC，求電壓多少？ 當(dāng)C=1000PF和兩端電壓200V,求電所能存儲(chǔ)的電荷是多少。 當(dāng)電壓1000V電荷 Q=200uC,求電容量是多少。電容如何存儲(chǔ)能量 電容是以電場(chǎng)的形式存儲(chǔ)能量，電場(chǎng)是由兩塊帶有兩種不同電荷的導(dǎo)體極板組成，正負(fù)板之間用電力線描述，并且和電介質(zhì)有關(guān)。如下圖所示30庫(kù)侖定律描述：兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力和兩個(gè)電荷電量的大小成正比，和兩個(gè)電荷之間的平方成反比。關(guān)系描述如下：這里的F代表的大小,單位是牛頓。Q1和Q2代表電量的大小，單位是庫(kù)侖。d是兩個(gè)電荷之間的距離，單位是米。

21、K是常量，值為9*109牛頓-米2/庫(kù)侖2。下1圖描述了正負(fù)點(diǎn)電荷之間的電力線，下2圖描述了金屬板上大量反向電荷產(chǎn)生的電力線，在電介質(zhì)內(nèi)形成能夠存儲(chǔ)能量的電場(chǎng)。圖1正電荷與負(fù)電荷之間存在的互吸電力線圖2電容兩極板上存儲(chǔ)的能量越多，兩極板之間存在的力越強(qiáng)。由此可知存儲(chǔ)能量的多少和電容大小成正比，因?yàn)榇鎯?chǔ)的電荷越多，電場(chǎng)力就越強(qiáng)大。 同樣電荷的多少和電壓的大小也有關(guān)系，電壓越大能使電極板上的電荷越密。因此存儲(chǔ)能量的多少也取決天電容兩極板之間電壓的平方。電容能量計(jì)算公式如下：其中，電容（C）單位是法拉，電壓（V）的單位是伏特，能量（W）的單位是焦?fàn)枴?1電容的額定電壓 每個(gè)電容兩極板上所能承受的電壓

22、都有一個(gè)極限值。額定電壓描述了器件不受損壞的情況下所能承受的最大直流電壓大小。這個(gè)最大電壓通常叫做擊穿電壓或者工作電壓，如果超過(guò)這個(gè)電壓值，會(huì)導(dǎo)致電容燒毀。 電容應(yīng)用到電路中時(shí)，同時(shí)應(yīng)考慮電容量和額定電壓，通常額定電壓應(yīng)大于電路電壓。而電容容量與電路精密要求有關(guān)，通?？梢晕⑦x大一點(diǎn)的。溫度系數(shù) 溫度系數(shù)描述了電容值隨溫度變化的大小和方向。正溫度系數(shù)是指電容容量隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而減小。負(fù)溫度系數(shù)是指電容隨著溫度的升高而減小，隨著溫度的降低而增大。 泄漏電流 任何一種材都不是完全絕緣的。任何電容的電介質(zhì)材料都會(huì)帶有一定量的電荷，因此電容上的電荷最后會(huì)泄漏。有些種類的電容，例如大

23、型電介質(zhì)類型的，比其他電容更容易泄漏。如下圖所示，為一個(gè)非理想狀態(tài)的電容等效電路。 溫度系數(shù)通常用ppm/表示。例如一個(gè)1uf的電容，溫度系數(shù)為150pp/,表示溫度每升高一度，電容增加150pf（1uf等于一百萬(wàn)pf）。32是容的物理物性以下特性對(duì)決定電容器的電容量以及額定電壓都很重要。金屬板的面積、兩板之間的距離和介電常數(shù)。金屬板面積：電容大小和兩金屬板相對(duì)面積成正比。面積越大電容就越大，面積越小電容就越小。下圖1所示兩平行金屬板的相對(duì)面積就是兩金屬板的面積。如果金屬板相對(duì)另一塊金屬板移動(dòng)，如下圖2所示的重疊面積為有效面積。這種有效面積是計(jì)算電容的依據(jù)。金屬板面積減小電容減小金屬板面積大電

24、容較大兩板距離 ：電容大小和金屬板之間的距離成反比。兩板之間距離用d表示，如上圖所示。由圖可見(jiàn)兩板間距離越大電容越小。以前曾提到，擊穿電壓和兩板之間的距離有關(guān)，兩金屬板間的距離越大，擊穿電壓就越大。如上所述，金屬板之間的絕緣物質(zhì)叫做電介質(zhì)。電介質(zhì)能使在給定電荷量的情況下減少兩極板之間的電壓，電容量增大。如是電壓是定值，中間充滿電介質(zhì)時(shí)能存儲(chǔ)的電荷比沒(méi)有電介質(zhì)時(shí)要多。材料對(duì)電場(chǎng)能力大小的量度叫做介電常數(shù)，用 表示電容的大小與多屬板的面積成正比電容的大小和金屬板的距離成反比電容大小和介電常數(shù)成正比。真空的介電常數(shù)為1，空氣的介電常數(shù)接近1.其它材料的介電常數(shù)均以真空的介電常做為參數(shù)，其它材料的介電

25、常數(shù)值和真空情況下是不同的。例如，在其他條件相同的情況下，充滿電介質(zhì)介電常數(shù) 等于8的材料的電容大小為電介質(zhì)是真空的電容的8倍。33介電常數(shù)（相對(duì)介電常數(shù)）沒(méi)有單位，因?yàn)樗且粋€(gè)相對(duì)數(shù)值。 即是材料的絕對(duì)介電常數(shù) 與真空介電常常數(shù) 的比值，如以下公式所描述： （0.1）其中 的取值在物理方面有關(guān)電容的公式 已知電容與金屬板面積的大小A和介電常數(shù) 成正比，與兩塊金屬板的距離 成反比。公式如下： （0.2）其中A的單位是平方米， 的單位是法拉。真空的絕對(duì)介電常數(shù) 為8.85X10-12F/m，絕對(duì)介電常數(shù) 由上式可得： （0.3）例1 電容兩平行金屬板的面積是0.01平方來(lái)，距離是0.02米，確定

26、電容是多少。已知電介質(zhì)是云母，介電常數(shù)為5.0. 解：用0.2式可算得。練習(xí)：已知A=0.1m2,d=0.009m,電介質(zhì)為陶瓷，求電容C。3、電容器的主要參數(shù)標(biāo)稱電容耐壓值允許誤差4、電容器的串聯(lián)與并聯(lián)特點(diǎn)：、總電容：Q1=Q2=Q3=Qn 、總電壓：U=U1+U2+U3+Un 、用每一個(gè)表達(dá)式代替電壓時(shí)，可以得到以下結(jié)果 (0.4)因?yàn)槊總€(gè)電容所帶電荷相等，Q可以消除掉，結(jié)果為： (0.5) 兩個(gè)或兩個(gè)以上的電容器依次相連，只有一條通路的聯(lián)結(jié)方式（中間無(wú)分支的連接方式） （1）電容器的串聯(lián)按結(jié)構(gòu)分：固定電容器、可變電容器 半可變電容器 按介質(zhì)分：空氣電容器、紙介電容器、云母電容器、 電解電

27、容器（有正負(fù)極）2、電容器的種類30將式（0.5）的兩邊同時(shí)取倒數(shù)，可得到串聯(lián)電容總電容的表達(dá)式，如下：串聯(lián)電容總電容的大小通常小于串聯(lián)各電容的最小值兩個(gè)電容串聯(lián) 當(dāng)串聯(lián)電路中只有兩個(gè)電容時(shí)，式0.5可以轉(zhuǎn)化為以下形式（0.6）等式左右同時(shí)取倒數(shù)，可以得到兩個(gè)電容串聯(lián)時(shí)總電容的表達(dá)式：串聯(lián)等效電容 式0.5可以變形國(guó)另一種形式。當(dāng)各個(gè)電容的值都相同并且等天C時(shí)，公式變形為：右側(cè)各式相加得。0.70.8當(dāng)串聯(lián)各電容容量相等時(shí)，總?cè)萘康扔诖?lián)任意一個(gè)電容的標(biāo)稱值（因?yàn)槊總€(gè)電容的標(biāo)稱值一樣）除以電容的總共個(gè)數(shù)。0.934 電容的并聯(lián)總電容值就是各個(gè)單獨(dú)電容的電容值總和，原因是金屬板的有效面積增加了。

28、電容并聯(lián)方式 下總電容值的計(jì)算和串聯(lián)電阻總電阻值的計(jì)算很相似。（2）電容器的并聯(lián)特點(diǎn)：、總電壓： U=U1=U2=U3=Un 、總電荷： Q=Q1+Q2+Q3+Qn 、總電容 C=C1+C2+C3+Cn例：下圖的總電容是多少，每個(gè)電容兩端的電壓是多少。解：由電容并聯(lián)的特點(diǎn)3可知總電容等于各分電容總和。由于電容量相等可以用以下公式得到：電壓：由于并聯(lián)電容電壓相等，所以VC1=VC2=VC3=VC=VC5，每個(gè)電容兩端的電壓為36V.3531 磁場(chǎng)及其基本物理量 311 磁場(chǎng) 案例31 在日常學(xué)習(xí)、生活中，我們大家使用較多的電器：收錄兩用機(jī)。收錄機(jī)用于記錄聲音的器件是磁頭和磁帶。磁頭由環(huán)形心、繞在

29、鐵心兩側(cè)的線圈和工作氣隙組成。環(huán)形鐵心由軟磁材料制成。收錄機(jī)中的磁頭包括錄音磁頭和放音磁頭。聲音的錄音原理利用了磁場(chǎng)的特點(diǎn)與性質(zhì)，首先將聲音變成電信號(hào)，然后將電信號(hào)記錄在磁上；放音原理同樣利用磁場(chǎng)的特點(diǎn)與性質(zhì)，再將記錄在磁帶上的電信號(hào)變換成聲音播放出來(lái)。1磁體與磁感線 將一根磁鐵放在另一根磁鐵的附近，兩根磁鐵的磁極之間會(huì)產(chǎn)生互相作用的磁力，同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。磁極之間相互作用的磁力，是通過(guò)磁極周?chē)拇艌?chǎng)傳遞的。磁極在自己周?chē)臻g里產(chǎn)生的磁場(chǎng)，對(duì)處在它里面的磁極均產(chǎn)生磁場(chǎng)力的作用 。 磁場(chǎng)可以用磁感線來(lái)表示(磁力線)，磁感線存在于磁極之間的空間中。磁感線的方向從北極出來(lái)，進(jìn)入南極

30、，磁感線在磁極處密集，并在該處產(chǎn)生最大磁場(chǎng)強(qiáng)度，離磁極越遠(yuǎn)，磁感線越疏。2磁場(chǎng)與磁場(chǎng)方向判定 磁鐵在自己周?chē)目臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)，通電導(dǎo)體在其周?chē)目臻g也產(chǎn)生磁場(chǎng)。 條形磁鐵周?chē)拇艌?chǎng)方向如圖32所示。 通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖33所示，磁感線（磁場(chǎng)）方向可用安培定則（也叫右手螺旋法則）來(lái)判定。 通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖34所示，磁感線是一些圍繞線圈的閉合曲線，其方向也可用安培定則來(lái)判定。311 磁場(chǎng)圖32 條形磁鐵的磁感線312磁場(chǎng)中的基本物理量圖33通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng) 圖34通電線圈的磁場(chǎng)1磁通一塊磁鐵由北極向南極的磁力線組合稱為磁通,用符號(hào) (希臘字母)表示。磁場(chǎng)中磁力線的數(shù)量決定了磁通量的值。磁

31、力線越多，磁通越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)。 磁通量的單位是韋伯（Wb）。一韋伯等于108條磁通線。韋伯是非常大的單位，因此在實(shí)際情況中通常用微韋伯（Wb）一微韋伯等于100條磁通線。 3磁導(dǎo)率 1 對(duì)于不同材料建立磁場(chǎng)的難易程度由材料的磁導(dǎo)率來(lái)衡量。磁導(dǎo)率越高，磁場(chǎng)越容易建立。2磁導(dǎo)率是一個(gè)用來(lái)表示磁場(chǎng)媒質(zhì)磁性的物理量,也就是用來(lái)衡量物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。 磁通量的單位為韋伯(Wb)，工程上有時(shí)用麥克斯韋(Mx)。1Wb10Mx。 或2磁通量 磁通密度是磁場(chǎng)中垂直于磁力的單位面積中磁通量的大小，符號(hào)為B，國(guó)際單位是特斯拉（T）。一特斯拉等于一韋伯每平方米（Wb/m2）。磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積A

32、的乘積，稱為通過(guò)該面積的磁。即1磁通密度是磁場(chǎng)中垂直于單位面積中磁通量的大小或可理解一塊磁體材中磁力線的緊密成度。 真空中的磁導(dǎo)率是一個(gè)常數(shù)，用0表示，即 0410-7H/m 其他任一媒質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空的磁導(dǎo)率的比值稱為相對(duì)磁導(dǎo)率，用 表示，即 或磁阻（ R ）在材料中建立磁場(chǎng)的阻力稱為磁阻。磁阻值與磁力路徑（L）成正比，與磁導(dǎo)率( )和橫截面積(A)成反比,公式如下: 磁路的磁阻可以同電路的電阻類比。對(duì)于磁阻的單位， 用米，A用平方米，u用Wb/At.m來(lái)表示。At/Wb：安匝/韋伯311 磁場(chǎng)例10.3 已知長(zhǎng)為0.05米,橫截面積為0.012m2,磁導(dǎo)率為3500uWb/At.m，求材料

33、的磁阻。 解：練習(xí)：若本例中的L加倍，A減半，磁阻如何變化？磁通勢(shì)（mmf）如前所述，電流流過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生磁場(chǎng)。產(chǎn)生磁場(chǎng)的力稱為磁通勢(shì)（mmf）。磁通勢(shì)的單位是安匝（At），建立在電流流過(guò)單回路線圈的基礎(chǔ)上。磁通勢(shì)的公式是： Fm=NI Fm為磁通勢(shì)，N是線圈匝數(shù)，I是電流安培。右圖所示是圍繞磁性材料的一組載流線圈產(chǎn)生的力建立了通過(guò)磁路的磁通線。磁通量的大小取于磁通勢(shì)的值以及材料磁阻的值，公式如下：上述方程稱為磁通路中的歐姆定律，因?yàn)榇磐ǎǎ╊惐扔陔娏鳎磐▌?shì)（Fm）類比于電壓，磁阻（R）類比于電阻。例：材料磁阻為28103At/Wb，求圖10。12所示磁路中的磁通是多少？解：練習(xí)：材料磁阻為81

34、03At/Wb，匝數(shù)是30，電流是1.8A,求上圖10.12所示磁圖中的磁通是多少。其中。注意磁場(chǎng)強(qiáng)度取決于導(dǎo)線線圈的匝數(shù)（）、流過(guò)線圈的電流（）以及物質(zhì)的長(zhǎng)度（），而與物質(zhì)的材料無(wú)關(guān)。由于，因此增大時(shí)磁通量增大，同時(shí)磁場(chǎng)強(qiáng)度（）增大?；貞浺幌麓磐芏龋ǎ┦菣M截面每單位面積上的磁通量（），所以和也是成比例的。反映和這兩個(gè)量關(guān)系的曲線叫做曲線或者磁滯曲線。影響和的參數(shù)在下圖舉例說(shuō)明1磁場(chǎng)強(qiáng)度物質(zhì)中的磁強(qiáng)度定義為：物質(zhì)每單位長(zhǎng)度（ ）的磁勢(shì)（）。用以下方程描述，磁場(chǎng)強(qiáng)度（）的單位為每米上的安培匝數(shù)（）例：10.5 5匝線圈中通有4安培電流。（1）磁通量是多少？（2）當(dāng)磁通是250uW時(shí)，磁阻是多少

35、？Fm=NI312磁場(chǎng)中的基本物理量32 電磁感應(yīng) 案例32 現(xiàn)代社會(huì)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，我們都離不開(kāi)電能，而我們使用的電能是如何產(chǎn)生的？交流發(fā)電機(jī)是電能生產(chǎn)的關(guān)鍵部件，而交流發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)發(fā)出交流電的。 1電磁感應(yīng)現(xiàn)象 在如圖35（a）所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放置一根導(dǎo)線AB，導(dǎo)線AB的兩端分別與靈敏電流計(jì)的兩個(gè)接線柱相連接，形成閉合回路。當(dāng)導(dǎo)線AB在磁場(chǎng)中垂直磁感線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生了電流。如圖35（b）所示，將磁鐵插入線圈，或從線圈抽出時(shí)，同樣也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 也就是說(shuō)，只要與導(dǎo)線或線圈交鏈的磁通發(fā)生變化（包括方向、大小的變化），就會(huì)在導(dǎo)

36、線或線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與外電路相接，形成閉合回路時(shí)，回路中就有電流通過(guò)。這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。32 電磁感應(yīng)2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 如果導(dǎo)線在磁場(chǎng)中，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在導(dǎo)線中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。其大小為 當(dāng)導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與與導(dǎo)線本身垂直，而與磁感線方向成角時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為： 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向可用右手定則判定：伸開(kāi)右手，讓拇指與其余四指垂直，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，拇指指向?qū)w的運(yùn)動(dòng)方向，四指所指的就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。如圖36（a）所示。 E電動(dòng)勢(shì),B磁感線(磁力線), 線的長(zhǎng)度. 轉(zhuǎn)速 Sin相角 例:應(yīng)法拉第定律 32 電磁感應(yīng)圖35 電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)32 電磁感應(yīng) 將

37、磁鐵插入線圈，或從線圈抽出時(shí)，導(dǎo)致磁通的大小發(fā)生變化，根據(jù)法拉第定律：當(dāng)與線圈交鏈的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈交鏈的磁通變化率成正比。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 e是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，單位為伏（V）。 如果線圈有N匝，而且磁通全部穿過(guò)N匝線圈，則與線圈相交鏈的總磁通為 ，稱為磁鏈，用“ ”表示，單位還是 。則線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與其產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同。3感應(yīng)電流 當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果導(dǎo)體與外電路形成閉合回路，就會(huì)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向相同，也可用右手定則來(lái)判定：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁

38、通總是阻礙原磁通的變化。32 電磁感應(yīng)圖36 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流方向的判斷32 電磁感應(yīng) 例32 在一個(gè) 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，放一個(gè)面積為 的線圈，其匝數(shù)為500匝。在0.1s內(nèi)，把線圈從平行于磁感線的方向轉(zhuǎn)過(guò) ，變成與磁感線方向垂直。求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值。 解：在時(shí)間0.1s里，線圈轉(zhuǎn)過(guò) ，穿過(guò)它的磁通是從0變成： 在這段時(shí)間內(nèi)，磁通量的平均變化率： 圖37 如圖36所示，將磁鐵插入線圈，或從線圈抽出時(shí)，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙線圈中原磁通的變化。32 電磁感應(yīng) 例31 在圖37中，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為01 T，切割磁感線的導(dǎo)線長(zhǎng)度為40cm，向右勻速運(yùn)動(dòng)的速度為5

39、 m/s，整個(gè)線框的電阻為05，求： （1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 （2）感應(yīng)電流的大小和方向解：（1）線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（2）線圈中的感應(yīng)電流為利用楞次定律或右手定則，可以確定出線圈中感應(yīng)電流的方向是沿abcd方向。 根據(jù)電磁感應(yīng)定律：32 電磁感應(yīng)例33 如果將一個(gè)線圈按圖38所示，放置在磁鐵中，讓其在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)，試判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。并分析由此可以得出什么結(jié)論？解：根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，如圖示。若將線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)從線圈兩端引出，我們便獲得了一個(gè)交變的電壓，這就是發(fā)電機(jī)的原理。 圖3.8331自感根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可以寫(xiě)出自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為將

40、代入，得即2自感現(xiàn)象的應(yīng)用與危害 自感現(xiàn)象在各種電器設(shè)備和無(wú)線電技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用，日光燈的鎮(zhèn)流器就是利用線圈自感現(xiàn)象的一個(gè)例子。 自感現(xiàn)象的危害：在大型電動(dòng)機(jī)的定子繞組中，定子繞組的自感系數(shù)很大,而且定子繞組中流過(guò)的電流又很強(qiáng)，當(dāng)電路被切斷的瞬間，由于電流在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生很大的變化，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，在斷開(kāi)處形成電弧,這不僅會(huì)燒壞開(kāi)關(guān)，甚至危及工作人員的安全。因此，切斷這類電路時(shí)必須采用特制的安全開(kāi)關(guān)。33 自感與互感331自感1自感現(xiàn)象與自感電動(dòng)勢(shì)自感現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的一種特殊情形。這種由于流過(guò)線圈本身電流變化引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象。這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為自感電動(dòng)勢(shì)。

41、當(dāng)電流流過(guò)回路時(shí)，在回路內(nèi)要產(chǎn)生磁通，此磁通稱為自感磁通，用符號(hào) 表示。當(dāng)電流流過(guò)匝數(shù)為N的線圈時(shí)，線圈的每一匝都有自感磁通穿過(guò)，如果穿過(guò)線圈每一匝的磁通都一樣，那么，這個(gè)線圈的自感磁鏈為 為了表明各個(gè)線圈產(chǎn)生自感磁鏈的能力，將線圈的自感磁鏈與電流的比值叫做線圈（或回路）的自感系數(shù)（或叫自感量），簡(jiǎn)稱電感，用符號(hào)L表示，即332 互感 案例33：變壓器是利用互感現(xiàn)象制成的一種電氣設(shè)備,在電力系統(tǒng)和電子線路中廣泛應(yīng)用。大家收錄機(jī)常用的穩(wěn)壓電源，就是變壓器的一種。 1互感現(xiàn)象由于一個(gè)線圈流過(guò)電流所產(chǎn)生的磁通，穿過(guò)另一個(gè)線圈的現(xiàn)象，叫磁合。由于此線圈電流變化引起另一線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象,稱為互感

42、現(xiàn)象。產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫互感電動(dòng)勢(shì)。 2互感系數(shù)在兩個(gè)有磁耦合的線圈中，互感磁鏈與產(chǎn)生此磁鏈的電流比值，叫做這兩個(gè)線圈的互感系數(shù)（或互感量），簡(jiǎn)稱互感，用符號(hào)M表示，即互感系數(shù)的單位和自感系數(shù)一樣，也是H。 互感系數(shù)取決于兩個(gè)耦合線圈的幾何尺寸、匝數(shù)、相對(duì)位置和磁介質(zhì)。當(dāng)磁介質(zhì)為非鐵磁性物質(zhì)時(shí)，M是常數(shù)。332 互感工程上常用耦合系數(shù)表示兩個(gè)線圈磁耦合的緊密程度，耦合系數(shù)定義為顯然， 。當(dāng)k近似為1時(shí)，為強(qiáng)耦合，當(dāng)k接近于零時(shí)，為弱耦合，當(dāng)k1時(shí)，稱兩個(gè)線圈為全耦合，此時(shí)自感磁通全部為互感磁通。3互感電動(dòng)勢(shì) 在圖313（a）中，當(dāng)線圈中的電流變化時(shí)，在線圈中產(chǎn)生變化的互感磁鏈21，而21的變化

43、將在線圈中產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)eM2。如果選擇電流i1與21的參考方向以及eM2與21的參考方向都符合右手螺旋定則時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，得 同理，在圖313（b）中，當(dāng)線圈中的電流i2變化時(shí)，在線圈中也會(huì)產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)eM1,當(dāng)i2與12以及12與eM1的參考方向均符合右手螺旋定則，則有332 互感圖313 線圈中的互感電動(dòng)勢(shì)案例34 某變壓器的一次繞組由兩個(gè)匝數(shù)相等、繞向一致的繞組組成，如圖314（a）中繞組12和34。如每個(gè)繞組額定電壓為110V，則當(dāng)電源電壓為220V時(shí)，應(yīng)把兩個(gè)繞組串聯(lián)起來(lái)使用，如（b）圖所示接法；如電源電壓為110V時(shí)，則應(yīng)將它們并聯(lián)起來(lái)使用，如（c）圖接法。當(dāng)接法正確時(shí)，

44、則兩個(gè)繞組所產(chǎn)生的磁通方向相同，它們?cè)阼F心中互相疊加。如接法錯(cuò)誤，則兩個(gè)繞組所產(chǎn)生的磁通就沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，相當(dāng)于斷路狀態(tài)，會(huì)燒壞變壓器，如圖315所示。實(shí)際中繞組的繞向是看不到的，而接法的正確與否，與同名端（同極性端）標(biāo)記直接相關(guān)，因此同名端的判別相當(dāng)重要。 34 同名端的意義及其測(cè)定圖314 變壓器繞組的正確連接圖315 變壓器繞組的連接錯(cuò)誤34 同名端的意義及其測(cè)定解：根據(jù)同名端的定義，圖317（a）中，從左邊線圈的端點(diǎn)“2”通入電流，由右手螺旋定則判定磁通方向指向左邊；右邊兩個(gè)線圈中通過(guò)的電流要產(chǎn)生相同方向的磁通，則電流必須從端點(diǎn)“4”、端點(diǎn)“5”流入，因此判定2，4，5為同名端，1

45、，3，6也為同名端。同理1，4為同名端，2，3也為同名端。圖317 1互感線圈的同名端當(dāng)兩個(gè)線圈通入電流，所產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí)，兩個(gè)線圈的電流流入端稱為同名端（又稱同極性端），反之為異名端。用符號(hào)“”標(biāo)記。 例34 電路如圖317所示，試判斷同名端。2同名端的實(shí)驗(yàn)測(cè)定直流判別法：依據(jù)同名端定義以及互感電動(dòng)勢(shì)參考方向標(biāo)注原則來(lái)判定。如圖318所示，兩個(gè)耦合線圈的繞向未知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S合上的瞬間，電流從1端流入，此時(shí)若電壓表指針正偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明3端電壓為正極性，因此1、3端為同名端；若電壓表指針?lè)雌?，說(shuō)明4端電壓正極性，則1，4端為同名端。 交流判別法：如圖319所示，將兩個(gè)線圈各取一個(gè)接線端聯(lián)接在一起

46、，如圖中的2和4。并在一個(gè)線圈上（圖中為線圈）加一個(gè)較低的交流電壓,再用交流電壓表分別測(cè)量、各值，如果測(cè)量結(jié)果為：,則說(shuō)明、繞組為反極性串聯(lián)，故1和3為同名端。如果,則1和4為同名端。34 同名端的意義及其測(cè)定圖318 直流法判定繞組同名端 圖319 交流法判定繞組同名端3具有互感的線圈串聯(lián)將兩個(gè)有互感的線圈串聯(lián)起來(lái)有兩種不同的連接方式。（1）順向串聯(lián)：將兩個(gè)線圈的異名端相連接；（2）反向串聯(lián)：將兩個(gè)線圈的同名端相連接。（1）順向串聯(lián) 如圖320(a)所示，設(shè)電流從端點(diǎn)1經(jīng)過(guò)2、3流向端點(diǎn)4，并且電流是減小的，則在兩個(gè)線圈中出現(xiàn)四個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，兩個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)eL1、 eL2 （與電流同方向）和

47、兩個(gè)互感電動(dòng)勢(shì)eM1、eM2（與自感電動(dòng)勢(shì)同方向），總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為這四個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和，即34 同名端的意義及其測(cè)定故順向串聯(lián)的等效電感為(2)反向串聯(lián) 如圖320（b）所示，電流從線圈的異名端流入（或流出）。同理，可推出反向串聯(lián)的兩個(gè)線圈的等效電感為34 同名端的意義及其測(cè)定圖320互感線圈的串聯(lián)由上述分析可見(jiàn)，當(dāng)互感線圈順向串聯(lián)時(shí)，等效電感增加；反向串聯(lián)時(shí)，等效電感減少，有削弱電感的作用。 第三節(jié) 正弦交流電路一、 正弦交流電的基本概念ti 如果在電路中電動(dòng)勢(shì)的大小與方向均隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，由此產(chǎn)生的電流、電壓大小和方向也是正弦的，這樣的電路稱為正弦交流電路。 交流電是指大小和方向隨

48、時(shí)間作周期性變化的電動(dòng)勢(shì)（電壓或電流）。1、正弦交流電的定義3、正弦交流電的三要素2、正弦交流電的產(chǎn)生FFNSIIe=Emsint在兩磁極中間，放一個(gè)線圈，讓線圈以 的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，根據(jù)右手定則可知，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。合理設(shè)計(jì)磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，線圈兩端便可得到單相交流電動(dòng)勢(shì)。i最大值角頻率（弧度/秒）初相位三要素:最大值電量名稱必須大寫(xiě),下標(biāo)加 m。如：Um、Im用小寫(xiě)字母表示交流瞬時(shí)值，如u、i有效值電量必須大寫(xiě)，如：U、I有效值概念交流電流 i通過(guò)電阻R在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與一直流電流I通過(guò)同一電阻在同一時(shí)間T內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則稱I的數(shù)值為i的有效值（1）瞬時(shí)值、最

49、大值、有效值 在工程應(yīng)用中常用有效值表示幅度。常用交流電表指示的電壓、電流讀數(shù)，就是被測(cè)物理量的有效值。標(biāo)準(zhǔn)電壓220V，也是指供電電壓的有效值。問(wèn)題與討論 電器 220V最高耐壓 =300V 若購(gòu)得一臺(tái)耐壓為 300V 的電器，是否可用于 220V 的線路上? 該用電器最高耐壓低于電源電壓的最大值，所以不能用。有效值 U = 220V 最大值 Um = 220V = 311V 電源電壓 已知我國(guó)的交流電 f 50 Hz, 試求T 和 ?！纠?.1】（2）周期、頻率、角頻率周期 T： 變化一周所需的時(shí)間 單位：秒，毫秒。角頻率 ： 每秒變化的弧度 單位：弧度/秒。頻率 f： 每秒變化的次數(shù) 單

50、位：赫茲，千赫茲。iTf=1/T =2/T=2f t = 0 時(shí)的相位，稱為初相位或初相角（）。（t+）正弦波的相位角或相位 兩個(gè)同頻率正弦量間的初相之差稱相位差（2-1） （2）相位、初相位、相位差e=Emsin（t+） 同相位 落后于相位領(lǐng)先 超前于相位落后相量波形圖i（3）正弦波的表示方法瞬時(shí)值表達(dá)式必須小寫(xiě)u=Umsint二、 單相正弦交流電路1.純電阻電路交流負(fù)載中只有電阻的交流電路。如電爐、白熾燈等。 uiRtuiUI（1）電壓與電流的關(guān)系設(shè)：uR=URmsint 則有：i=uR/R=(URm/R)sint=Imsint在純電阻電路中，電流i和電壓uR是同頻率、同相位的正弦量。電壓

51、與電流最大值的關(guān)系：Im=URm/R電壓與電流有效值的關(guān)系：I=UR/R 或 UR=IR（2）電路的功率瞬時(shí)功率：瞬時(shí)電壓與電流的乘積。有功功率：瞬時(shí)功率的平均值。 P=URI=I2R=UR2/R2.純電感電路交流負(fù)載中只有電感的交流電路。（1）電壓與電流的關(guān)系iuiuLUI 電感線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的變化，故電流的變化總是滯后電壓的變化。設(shè)：i=Imsint 則通過(guò)分析有： uL=ImLsin(t+90o)=Umsin(t+90o)那么：電感兩端的電壓超前電流90O； 電感對(duì)電流的阻礙作用用感抗來(lái)反映；XL=L=2fL電壓與電流的關(guān)系： I=UL/XL（2）電路的功率和能量轉(zhuǎn)換電感

52、線圈不消耗有功功率；無(wú)功功率：瞬時(shí)功率的最大值； QL 單位：乏爾QL=ULI=I2XL=U2/XL3.純電容電路（1）電壓與電流的關(guān)系交流負(fù)載中只有電容的交流電路。iuuiC 電容器不斷充電和放電，形成電流。設(shè)：uC=UCmsint 則通過(guò)分析有： i=CUCmsin(t+90o)=Imsin(t+90o)那么：電容兩端的電壓滯后電流90O； 電容器對(duì)電流的阻礙作用用容抗來(lái)反映；XC=1/C=1/2fC電壓與電流的關(guān)系： I=UC/XC（2）電路的功率和能量轉(zhuǎn)換電容不消耗有功功率；無(wú)功功率用QC 表示 單位：乏爾QC=UCI=I2XC=U2/XC三、 三相交流電路三相交流電的優(yōu)點(diǎn)： 輸電時(shí)節(jié)

53、省電線；三相發(fā)電機(jī)體積小，質(zhì)量輕，成本低；三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠；1、三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生U1U2V2W1V1W2SN定子中放三個(gè)線圈：U1 U2V1 V2W1 W2首端末端三線圈空間位置相差120o 轉(zhuǎn)子裝有磁極并以 的速度旋轉(zhuǎn)。三個(gè)線圈中便產(chǎn)生三個(gè)單相電動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子定子Em 0120240360t120120120注意：三相對(duì)稱正弦電動(dòng)勢(shì)頻率相同，振福相等，相位相差120o。eU=EmsinteV=Emsin(t-120o)eW=Emsin(t+120o)2、三相電源的星形聯(lián)結(jié)三相四線制供電火線（相線）:UVW中線（零線）：N（中線）（火線）（火線）（火線）U2V2W1V1W2NU

54、1（1）星形聯(lián)結(jié)的方法（2）三相四線制的線電壓與相電壓相電壓：火線對(duì)零線間的電壓。 如：UU、UV、UW120120120UWVN線電壓：火線間的電壓。注意規(guī)定的正方向WUVN30（2）線電壓與相電壓的關(guān)系線電壓為相電壓的 倍，同時(shí)線電壓的相位超前相電壓30OU線= U相鼠籠式繞線式他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的分類異步機(jī)同步機(jī)交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)第五節(jié)：常用三相異步電動(dòng)機(jī)三相單相 電動(dòng)機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩大類，直流電動(dòng)機(jī)不及交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、維護(hù)方便、運(yùn)行可靠。 常用的交流電動(dòng)機(jī)有三相異步電動(dòng)機(jī)（或稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）和同步電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，運(yùn)行可靠，價(jià)格便宜，具有較好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，因此，他是工業(yè)中使用得最為廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。同步電機(jī)既可作發(fā)電機(jī)使用，也可作電動(dòng)機(jī)使用。 一. 交流電動(dòng)機(jī)Y系列三相異步電機(jī) 三相永磁同步電機(jī) 1.三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 按結(jié)構(gòu)分類：籠式異步電動(dòng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固，成本低。 繞線式異步電動(dòng)機(jī)：通過(guò)外串電阻改善電機(jī)的起動(dòng)，調(diào)速等性能。 異步電動(dòng)機(jī)主要有以下幾部分組成:1）定子 定子由鐵心、繞組與機(jī)座三部分組成。定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，它是由0.5mm的硅鋼片疊壓而成，片與片之間是絕緣的，以減少渦流損耗，定