2018年新版初級中級電工基礎(chǔ)知識合集大全

5電學(xué)的基本物理量 § 1—1ー、電量5 二、電流5 二1、電しK6 四、電、電ラ原Z 五、電阻7. 六、電功、電切斗8 七、電流的熱效應(yīng)01 11路ー2電§1TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"ー、電路的組成和作用. 11\o"CurrentDocument"二、電路圖. 11.三、電路的三種狀態(tài)21 21歐姆定律 § 1—3ー、一段電阻電路的歐姆定律21 二、全電路歐姆定律31 5 11—4電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路§ー、電阻的串聯(lián)電路5 1\o"CurrentDocument"二、電阻的并聯(lián)電路6 17 1—5電エ測量基本知識§1ー、萬用表的外形及基本組成81 二、萬用表的使用步驟02 三、萬用表的使用注意事項(xiàng)02 題習(xí)12 2 2第二章電磁的基本知識2 22—1磁的基本知識§ー、磁現(xiàn)象22 ー、磁場、磁感應(yīng)線22 三、磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度32 四、磁導(dǎo)率4 2.5 2電流的磁場一§22ー、通電直導(dǎo)線的磁場）2 二、通電螺線管的磁場62 三、磁場對載流直導(dǎo)線的作用62 四、磁場對通電線圈的作用フ2 8 22—3電磁感應(yīng)§ー、電磁感應(yīng)現(xiàn)象8 2.二、法拉第定律9. 2.三、楞次定律0 3.四、電磁感應(yīng)定律3. 3-4自感、互感§2ー、自感1 3.二、互感2 3.題習(xí)33 53正弦交流電路 第三章TOC\o"1-5"\h\z531正弦交流電的產(chǎn)生 §3—ー、正弦交流電的特點(diǎn)種53 ー、正弦交流電的產(chǎn)生63 73正弦交流電的三要素 § 3—2ー、周期、頻率、角頻率フ3 二、瞬時值、最大值、有效值8 3三、相位、初相和相位差9. 31 43-3正弦交流電的表示法§一?、二角函數(shù)式法1 4.ー、純電阻電路2 4.二、純電感電路34 二、純電容電費(fèi)b44 TOC\o"1-5"\h\z64三相交流電路 §3-5ー、三相電動勢的產(chǎn)生フ4 \o"CurrentDocument"二、三相電源繞組的聯(lián)結(jié)8. 4三、三相交流電路負(fù)載的聯(lián)結(jié)8 4056—常用電氣照明電路 §3ー、白熾燈照明電路05 二、節(jié)能燈照明電路1 5三、日\o"CurrentDocument"光燈照明電路2 5題習(xí)3 5 .55 變壓器與三相異步電動機(jī) 第四章.5 54-1變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理§ー、變壓器的基本結(jié)構(gòu)6. 5二、變壓器的工作原理7. 5三、幾種常見變壓器9. 5四、變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。 6五、變\o"CurrentDocument"壓器的使用要點(diǎn)2 62 6—2三相異步電動機(jī)的用途和結(jié)構(gòu)§4一、電動機(jī)概述2. 6?二、三相籠式異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2 6363三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理 4§—ー、演示實(shí)驗(yàn)36 二、定子旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生46 三、旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的作用66 763三相異步電動機(jī)的使用 §4—一、啟動76. ?、反找86 四、三相籠式異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)96 \o"CurrentDocument"五、三相異步電動機(jī)使用要點(diǎn)0 70 74—5單相異步電動機(jī)§3 7簡單機(jī)床電路第五章3 7—1常用低壓電器§5三、熱繼電器87. 四、熔斷器97. 0 85 §-2機(jī)床的幾種控制線路ー、點(diǎn)動控制線路0 8.二、看懂機(jī)床控制線路的基本要領(lǐng)18 三、接觸器自鎖控制線路28 四、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制線路38 型車床控制線路五、58. 1C620-題習(xí)78 安全用電第六章.ー、觸電事故8 8.二、觸電ー、常用安全用電措09 二、電氣設(shè)備的保護(hù)接地和保護(hù)接零19 三、安全用電十不準(zhǔn)29 2 93 §6ー電氣事故及緊急處理ー、觸電急救2 9.二、對電氣設(shè)備做好監(jiān)護(hù)49 三、電火警的緊急處理49 四、防雷擊的安全措施49 題習(xí)59. 直流電路第一章本章學(xué)習(xí)要點(diǎn).熟悉電流、電壓、電阻、電功率、電功等常用的物理量.了解常用電氣元件的電路符號,能夠看懂電路圖的連接關(guān)系之間的關(guān)系.熟練掌握歐姆定律的兩種形式,明,.準(zhǔn)確辨識簡單電路電阻的串、并聯(lián)關(guān)系，掌握兩種連接形式中每4個元件上電壓、電流與總電壓、總電流的關(guān)系。也經(jīng)常有很多用電方術(shù)語，現(xiàn)實(shí)生活中，我們經(jīng)常聽到或說起很多有關(guān)電方面的名詞、是什么因素導(dǎo)致電壓的?它們之間有什么關(guān)系?面的困惑。這些名詞、術(shù)語究竟是怎樣定義的還會產(chǎn)生電為什么會發(fā)生由用電引發(fā)的火災(zāi)?為什么家里幾個月沒人住，高低、電流的大小??很多經(jīng)常聽到的，看似簡單,又不容易說清的問題，通過本章的學(xué)習(xí)都會有明確的答案。費(fèi)電學(xué)白勺基本物理量§1—1ー、電量而原子是由帶正電荷分子又是由原子組成的,自然界中的一切物質(zhì)都是由分子組成的,原子核所帶的正電荷數(shù)等于核在通常情況下,的原子核和一定數(shù)量帶負(fù)電荷的電子組成的?？墒鼓撤N物體上的電子轉(zhuǎn)但是，用ー些辦法，外電子所帶的負(fù)電荷數(shù)，原子對外不顯電性。物體失去或得得到電子的物體帶負(fù)電荷。移到另外一種物體上。失去電子的物體帶正電荷,到的電子數(shù)量越多，則物體所帶的正、負(fù)電荷的數(shù)量也越多。用字母物體所帶電荷數(shù)量的多少用電量來表示。電量是ー個物理量，它的單位是庫侖，6.25X1018個電子所帶的電量。ICC表示。的電量相當(dāng)于物體失去或得到二、電流電荷的定向移動形成電流。電流有大小，有方向。.電流的方向1、人們規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。金屬?dǎo)體中，電流是電子在導(dǎo)體內(nèi)電場的作用下定向移動的結(jié)果，電子流的方向是負(fù)電荷的移動方向，與正電荷的移動方向相反，所以金屬導(dǎo)體中電流的方向與電子流的方向相反，如圖1—1所示。.電流的大小電學(xué)中用電流強(qiáng)度來衡量電流的大小。電流強(qiáng)度就是1秒鐘通過導(dǎo)體截面的電量。電流/表示，計算公式如下:強(qiáng)度用字母Q?/tl 電流強(qiáng)度，單位安培(A);式中——在t秒時間內(nèi)，通過導(dǎo)體截面的電量數(shù)，單位庫侖(C)； Qー時間，單位秒(s)。t實(shí)際使用時，人們把電流強(qiáng)度簡稱為電流。電流的單位是安培，簡稱安,用字母A表示。如果1秒內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量為1庫侖，則該電流的電流強(qiáng)度為1安培，習(xí)慣簡稱電?)。它們之)和微安((流為1安。實(shí)際應(yīng)用中,除單位安培外，還有千安)、毫安(AmAkA間的關(guān)系為:3AlkA=l(hmAlA=103?AlmA=10ニ、電壓為了弄清楚電荷在導(dǎo)體中定向移動而形成電流的原因,我們對照圖1—2a水流的形成來理解這個問題。從圖l—2a可以看到外水由一A槽經(jīng)C管向8槽流去。水之所以能在C管中進(jìn)行定向移動,是由于A槽水位高,B槽水位低所致:A,B兩槽之間的水位差即水壓,是實(shí)現(xiàn)水形成水流的原因。與此相似，當(dāng)圖1—2b中的開關(guān)S閉合后，電路里就有電流。這是因?yàn)殡娫吹恼龢O電位高,負(fù)極電位低。兩個極間電位差(電壓)使正電荷從正極出發(fā),經(jīng)過負(fù)載R移向負(fù)極形成電流。所以，電壓是自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因。在電路中電場カ把單位正電荷U表示。所以電壓是a與b點(diǎn)移向低電位b點(diǎn)所做的功稱為兩點(diǎn)間的電壓，用兩點(diǎn)a由高電位m間的電位差，它是衡量電場カ做功本領(lǐng)大小的物理量。1點(diǎn)移到電壓用字母u表示，單位為伏特,電場カ將1庫侖電荷從ab點(diǎn)所做的功為,伏特,簡稱伏,用字母V表示。常用的電壓單位還有千伏(kV)l焦耳,則ab間的電壓值就是毫伏(mV)等。它們之間的關(guān)系為:3V1kV=103mV1V=1O電壓與電流相似，不但有大小，而且有方向。對于負(fù)載來說，電流流人端為正端，電流也就是說負(fù)載中電壓實(shí)際方向與電流方向一流出端為負(fù)端。電壓的方向是由正端指向負(fù)端，致。在電路圖中，用帶箭頭的細(xì)實(shí)線表示電壓的方向。四、電動勢、電源在圖1—2a中，為使水在C管中持續(xù)不斷地流動，必須用水泵把B槽中的水不斷地泵入A槽，以維持兩槽間的固定水位差，也就是要保證C管兩端有一定的水壓。在圖1—2b中，電源與水泵的作用相似,它把正電荷由電源的負(fù)極移到正極,以維持正、負(fù)極間的電位差，即電路中有一定的電壓使正電荷在電路中持續(xù)不斷地流動。電源是利用非電カ把正電荷由負(fù)極移到正極的,它在電路中將其他形式能轉(zhuǎn)換成電能。電動勢就是衡量電源能量轉(zhuǎn)換本領(lǐng)的物理量,用字母E表示,它的單位也是伏特,簡稱伏，用字母V表示。電源的電動勢只存在于電源內(nèi)部。人們規(guī)定電動勢的方向在電源內(nèi)部由負(fù)極指向正極。在電路中也用帶箭頭的細(xì)實(shí)線表示電動勢的方向,如圖l-2b所示。當(dāng)電源兩端不接負(fù)載時，電源的開路電壓等于電源的電動勢，但二者方向相反。生活中用測量電源端電壓的辦法,來判斷電源的狀態(tài)。比如測得工作電路中兩節(jié)5號電池的端電壓為2.8V,則說明電池電量比較充足。五、電阻一般來說,導(dǎo)體對電流的阻礙作用稱為電阻，用字母R表示。電阻的單位為歐姆，簡稱歐,用字母表示。?歐。1安，則該導(dǎo)體的電阻就是1伏，通過的電流為1如果導(dǎo)體兩端的電壓為常用的電阻單位還有千歐(k)、兆歐(M)。它們之間的關(guān)系為: ？?31k=10??3klM=10??即使沒有它與導(dǎo)體兩端電壓變化情況無關(guān)，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出:電阻是導(dǎo)體中客觀存在的,實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)溫度一定時,導(dǎo)體電阻只與材料及導(dǎo)體的幾何導(dǎo)體中仍然有電阻存在。電壓,的導(dǎo)體而言,其電阻大小可用下式表L、截面積為S尺寸有關(guān)。對于二根材質(zhì)均勻、長度為示:L??RS式中一導(dǎo)體電阻,單位為歐（）；?/?——導(dǎo)體長度，單位為米（m）：L2；（）ーー導(dǎo)體截面積，單位為平方毫米mm5? 電阻率，單位為歐?米（?m）。?ユ1截面積為1m,式中電阻率是與材料性質(zhì)有關(guān)的物理量。電阻率的大小等于長度為mm，8m,1.7例如,銅的電阻率為X?的導(dǎo)體在ー定溫度下的電阻值，其單位為歐米（：m）。10??北，時的。幾種常用材料在的銅線的電阻是lmmzl.7X20就是指長為1m,截面積為10°C?lo電阻率見表1ー以前,由于我國鋁的是應(yīng)用極為廣泛的導(dǎo)電材料。從表中可知，銅和鋁的電阻率較小，礦藏量豐富，價格低廉，常用鋁線作輸電線。由于銅線有更好的電氣特性，如強(qiáng)度高、電阻率小，現(xiàn)在銅制線材被更廣泛應(yīng)用。電動機(jī)、變壓器的繞組一般都用銅材。幾種常用材料在20ヒ時的電阻率表1一1m）電阻率材料名稱（《?銀8?1.6X10銅:*X1.710鋁8?X2.910鴇8?X5.310鐵7?X1.010康銅?75.0X10鎰銅7?X4.410鋁鋁鐵電阻絲6?X1.210六、電功、電功率電流通過用電器時,用電器就將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能，如熱能、光能和機(jī)械能等。.我們把電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能叫做電流做功,簡稱電功，用字母W表示。電流通過用電器所做的功與用電器的端電壓、流過的電流、所用的時間和電阻有以下的關(guān)系:??。〃?印?2&〃ル???2ひ?"ル?R如果公式（1一3）中，電壓單位為伏，電流單位為安,電阻單位為歐,時間單位為秒，則電功單位就是焦耳，簡稱焦，用字母J表示。電流在單位時間內(nèi)通過用電器所做的功稱為電功率，用字母P表示。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：ル?尸，將公式（1一3）代入公式1—4后得到：2?U?P?R??U7?P??訳P?7???若在公式（1一4）中，電功單位為焦耳，時間單位為秒，則電功率的單位就是焦耳/秒。焦耳/秒又叫瓦特，簡稱瓦,用字母W表示。在實(shí)際工作中，常用的電功率單位還有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。它們之間的關(guān)系為：?WlkW=103mW1W=1O中可以得出如下結(jié)論：1從公式ー5.當(dāng)用電器的電阻一定時，電功率與電流平方或電壓平方成正比。若通過用電器的電1,倍4倍;若加在用電器兩端電壓是原電壓的22流是原來電流的倍,則電功率就是原功率的4則電功率就是原功率的倍。.當(dāng)流過用電器的電流一定時,電功率與電阻值成正比。對于串聯(lián)電阻電路，流經(jīng)各2個電阻的電流是相同的,則串聯(lián)電阻的總功率與各個電阻的電阻值的和成正比。.當(dāng)加在用電器兩端的電壓一定時,電功率與電阻值成反比。對于并聯(lián)電阻電路，各3個電阻兩端電壓相等，則各個電阻的電功率與各電阻的阻值成反比。度,它ll?h）,也叫“度”。千瓦小時是（kW在實(shí)際工作中，電功的單位常用千瓦小時小時所消耗的電能,即：1千瓦的用電器1表示功率為イh=lkWXlh=3.6XIkW-10平均每天開機(jī)，300W等離子電視機(jī)的功率約為）厘米=2.54英寸（1英寸42一臺1例題.3小時，若每度電費(fèi)為人民幣0.48元，問一年（以365天計算）要交納多少電費(fèi)?解：電視機(jī)的功率P=300W=0.3kW電視機(jī)一年開機(jī)的時間t=3X365=1095h電視機(jī)一年消耗的電能W=Pt=0.3X1095=328.5kW?h一年的電費(fèi)為328.5X0.48=157.68元想ー想:現(xiàn)在的電氣在不工作時經(jīng)常是通電的,(待機(jī)狀態(tài)),此時的功耗很低,一般不超過10W(計算時可以估算為5W),假定家中有空調(diào)、電視機(jī)、DVD播放器、家庭影院功放、計算機(jī)主機(jī)、計算機(jī)顯示器，如果這些電氣長期處在待機(jī)狀態(tài)，它們一年要消耗多少電費(fèi)?有沒有其他問題?七、電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體使導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)換成熱能的效應(yīng)。電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，用焦耳一楞次定律表示如下:2RtlQ2式中 熱量，單位焦耳(J);Q 通過導(dǎo)體的電流，單位安培(A)；I導(dǎo)體電阻，ー單位歐姆()； 2R——導(dǎo)體通過電流的時間，單位秒(S)，焦耳ー楞次定律的物理意義是：電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量,與電流強(qiáng)度的平方、導(dǎo)體的電阻及通電時間成正比。在生產(chǎn)和生活中，應(yīng)用電流熱效應(yīng)制作各種電氣。如白熾燈、電烙鐵、電烤箱、熔斷器等在エ廠中最為常見;電吹風(fēng)、電褥子等常用于家庭中。但是電流的熱效應(yīng)也有其不利的一面,如電流的熱效應(yīng)能使電路中不需要發(fā)熱的地方(如導(dǎo)線)發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣材料老化,甚至燒毀設(shè)備，導(dǎo)致火災(zāi),是ー種不容忽視的潛在禍因。6的熱量，XJ1.2已知當(dāng)一臺電烤箱的電阻絲流過5A電流時，每分鐘可放出例題210求這臺電烤箱的電功率及電阻絲工作時的電阻值。 解：，電烤箱的電功率為：(1—4)根據(jù)公式610°仞.2?20kW?P??. ..60”電阻絲工作時電阻值為：P20000778007??? _2251§1—2電路ー、電路的組成和作用電流所流過的路徑稱為電路。它是由電源、負(fù)載、開關(guān)和連接導(dǎo)線等4個基本部分組成的,如圖1—3所示。電源是把非電能轉(zhuǎn)換成電能并向外提供電能的裝置。常見的電源有干電池、蓄電池和發(fā)電機(jī)等。負(fù)載是電路中用電器的總稱,它將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能。如電燈把電能轉(zhuǎn)換成光能;電烙鐵把電能轉(zhuǎn)換成熱能;電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。開關(guān)屬于控制電器,用于控制電路的接通或斷開。連接導(dǎo)線將電源和負(fù)載連接起來,擔(dān)負(fù)著電能的傳水泵圖1-2水流和電流形成

a）水流的形成b）電流的形成輸和分配的任務(wù)。電路電流方向是由電源正極經(jīng)負(fù)載流到電源負(fù)極,在電源內(nèi)部,電流由負(fù)極流向正極，形成一個閉合通路。二、電路圖在設(shè)計、安裝或維修各種實(shí)際電路時，經(jīng)常要畫出表示電路連接情況的圖。如果是畫如圖1一3所示的實(shí)物連接圖,雖然直觀,但很麻煩。所以很少畫實(shí)物圖,而是畫電路圖。所謂電路圖就是用國家統(tǒng)ー規(guī)定的符號，來表示電路連接情況的圖。表1—2是幾種常用的電エ符號。圖1一4是圖1-3的電路圖。幾種常用的電エ符號1-2表符符名名稱電池電流表電壓表導(dǎo)線開關(guān)熔斷器電容電阻接地照明燈三、電路的三種狀態(tài)電路有三種狀態(tài):即通路、開路、短路。通路是指電路處處接通。通路也稱為閉合電路,簡稱閉路。只有在通路的情況下，電路オ有正常的工作電流開路是電路中某處斷開，沒有形成通路的電路。開路也稱為斷路,此時電路中沒有電流:短路是指電源或負(fù)載兩端被導(dǎo)線連接在一起,分別稱為電源短路或負(fù)載短路。電源短路時電源提供的電流要比通路時提供的電流大很多倍，通常是有害的，也是非常危險的，所以一般不允許電源短路。§1—3歐姆定律一、一段電阻電路的歐姆定律所謂一段電阻電路是指不包括電源在內(nèi)的外電路,如圖1—5所示。實(shí)驗(yàn)證明,二段電阻電路歐姆定律的內(nèi)容是,流過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比;與這殷導(dǎo)體的電阻成反比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:U?/R式中導(dǎo)體中的電流，（A）；/導(dǎo)體兩端的電壓，（V）；U導(dǎo)體的電阻，（）。?R在公式（1—7）中,己知其中兩個量,就可以求出第三個未知量:公式（1一7）又可寫成另外兩種形式:已知電流、電阻，求電壓:1.IR52.已知電壓、電流,求電阻:U?R_1,求220V電壓作用下，通過繞組的電流為0.427A例題3一臺直流電動機(jī)勵磁繞組在繞組的電阻。解;-9）得:U=220V,電流1=0.427A,由公式（1已知電壓220。???515.2?凡 _0.427Z二、全電路歐姆定律61ー全電路是指含有電源的閉合電路。全電路是由各段電路連接成的閉合電路。如圖電源外部電路簡電路包括電源內(nèi)部電路和電源外部電路，電源內(nèi)部電路簡稱內(nèi)電路，所示,RE/r之商的、外電路電阻、電源內(nèi)電阻稱外電路。在全電路中，電源電動勢和電路電流關(guān)系為;￡?/.r?R；式中——電路中的電流，（A）/ ——電源電動勢,（V）；E——外電路電阻,（）；?Rー內(nèi)電路電阻，（）。?r成正比,）（1—10）是全電路歐姆定律。定律說明電路中的電流強(qiáng)度與電源電動勢（公式E）成反比。與整個電路的電阻”?/?（1-10）變換后得到;將公式/rU?￡?/R?/r?式中——外電路電壓；U——內(nèi)電路電壓?！庇纸凶雎范穗妷?簡稱端電壓。這樣，公外電路電壓是指電路接通時電源兩端的電壓，的含義又可敘述為;電源電動勢在數(shù)值上等于閉合回路的各部分電壓之和。根據(jù)（1式ー11）全電路歐姆定律研究全電路處于三種狀態(tài)時,全電路中電壓與電流的關(guān)系是;（1.當(dāng)全電路處于通路狀態(tài)時,由公式一11）可以得出端電壓為;l/r??UE電源內(nèi)阻越大,外電路電壓減由公式可知，隨著電流的增大，外電路電壓也隨之減小。小得越多。在直流負(fù)載時需要恒定電壓供電，所以總是希望電源內(nèi)阻越小越好。..當(dāng)全電路處于斷路狀態(tài)時，相當(dāng)于外電路電阻值趨于無窮大，此時電路電流為零,開路內(nèi)電路電阻電壓為零,外電路電壓等于電源電動勢。.當(dāng)全電路處于短路狀態(tài)時，外電路電阻值趨近于零，此時電路電流叫短路電流。由于電源內(nèi)阻很小，所以短路電流很大。短路時外電路電壓為零,內(nèi)電路電阻電壓等于電源電動勢。全電路處于三種狀態(tài)時,電路中電壓與電流的關(guān)系見表1-3。表1—3 電路中電壓與電流的關(guān)系電路狀態(tài)負(fù)載電阻電路電流外電路電壓Ir??EU=常數(shù)通路RE?"R??0?/（7?E/??開路〇?0び7/?短路E?/r通常電源電動勢和內(nèi)阻在短時間內(nèi)基本不變，且電源內(nèi)阻又非常小,所以可近似認(rèn)為電源的端電壓等于電源電動勢。今后不特別指出電源內(nèi)阻時,就表示其阻值很小忽略不計。但對于電池來說，其內(nèi)阻隨電池使用時間延長而增大。如果電池內(nèi)阻增大到ー定值時，電池的電動勢就不能使負(fù)載正常工作了.如舊電池開路時兩端的電壓并不低,但裝在收咅機(jī)里，卻不能使收咅機(jī)發(fā)聲，這是由于電池內(nèi)阻增大所致。例題4如圖1—6所示的電路。電源電動勢=24V,電源內(nèi)阻=-4,負(fù)載電阻=20R-lEr,求電路中的電流,電源的端電壓,負(fù)載電壓和電源內(nèi)阻電壓。?解:根據(jù)公式(1一10),電路中的電流:￡241A?/??420??7?r由公式(1—11),電路中電源的端電壓:4=20V?24?15E?/r?根據(jù)公式(1—8),電路中的負(fù)載電壓:20=20V?/火?1?U根據(jù)公式(1—8),電路中電源內(nèi)阻的電壓：び?。?1?4?4V4電阻的串聯(lián)、并聯(lián)電路§1—ー、電阻的串聯(lián)電路叫做電阻的在ー段電路上,將幾個電阻的首尾依次相連所構(gòu)成的ー個沒有分支的電路,的等效電路。電阻的串ー7al—7b是圖1串聯(lián)電路。如圖1—7a所示是電阻的串聯(lián)電路。圖聯(lián)電路有以下特點(diǎn)：.串聯(lián)電路中流過各個電阻的電流都相等，即：1…??/?〃?//?32レ,2.串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各個電阻兩端的電壓之和，即:?U555-21),,串聯(lián)電路的總電阻(即等效電阻)等于各串聯(lián)的電阻之和，即：3R?R?R??R…,“2根據(jù)歐姆定律得出，，，…,可以得出:IR?IR?UUIR232UUUzi??…,.RURユ或者URURmi??.... RRUU此公式表明，在串聯(lián)電路中，龜阻的阻值越大,這個電阻所分配到的電壓越大;反之，電壓越小，即電阻上的電壓分配與電阻的阻值成正比。這個理論是電阻串聯(lián)電路中最重要的結(jié)論,用途極其廣泛。比如,用串聯(lián)電阻的辦法來擴(kuò)大電壓表的量程：R?R?R)式中7al在如圖一所示的，電路中,將14一(1代人公式れ?R\55_ iRR??zi?R?2UW 2?RR??2i習(xí)慣上就把這兩個式子這兩個公式可以直接計算出每個電阻從總電壓中分得的電壓值,叫做分壓公式。 甩阻串聯(lián)的應(yīng)用極為廣泛。例如：(1)用幾個電阻串聯(lián)來獲得阻值較大的電阻。所示,由一(2)用串聯(lián)電阻組成分壓器,使用同一電源獲得幾種不同的電壓。如圖184R1?R4組成串聯(lián)電路，使用同一電源，輸出種不同數(shù)值的電壓。(3)當(dāng)負(fù)載的額定電壓(標(biāo)準(zhǔn)工作電壓值)低于電源電壓時，采用電阻與負(fù)載串聯(lián)的方法，使電源的部分電壓分配到串聯(lián)電阻上，以滿足負(fù)載正確的使用電壓值。例如,ー個指示燈額定電壓6V,電阻6,若將它接在12V電源上，必須串聯(lián)ー個阻值為6的電阻，指示燈??才能正常工作。(4)用電阻串聯(lián)的方法來限制調(diào)節(jié)電路中的電流。在電エ測量中普遍用串聯(lián)電阻法來擴(kuò)大電壓表的量程。二、電阻的并聯(lián)電路將兩個或兩個以上的電阻兩端分別接在電路中相同的兩個節(jié)點(diǎn)之間,這種連接方式叫做電阻的并聯(lián)電路。如圖1—9a所示是電阻的并聯(lián)電路,圖1—9b是圖1—9a的等效電路。電阻的并聯(lián)電路有如下特點(diǎn):1.并聯(lián)電路中各個支路兩端的電壓相等,即:ひ?。?ぴ??。-21,12,并聯(lián)電路中總的電流等于各支路中的電流之和，即：“2的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即：）即等效電阻（.并聯(lián)電路的總電阻3.1111-??? RRRRか可求并聯(lián)后的總電阻為：若是兩個電阻并聯(lián),根據(jù)公式1—18RRu?R RR?2i16）及歐姆定律可以得出: （1根據(jù)公式ー?R7?i,?RZ?“？ ？R/?“表明，在并聯(lián)電路中,電阻的阻值越大,這個電阻所分配到的電流越小,20）公式（1ー這個結(jié)論是電阻并聯(lián)電路特點(diǎn)的重要即電阻上的電流分配與電阻的阻值成反比。反之越大, 推論，用途極為廣泛,比如，用并聯(lián)電阻的辦法,擴(kuò)大電流表的量程。電阻并聯(lián)的應(yīng)用，同電阻串聯(lián)的應(yīng)用ー樣,也很廣泛。例如：因?yàn)殡娮璨⒙?lián)的總電阻小于并聯(lián)電路中的任意ー個電阻,因此，可以用電阻并聯(lián)的（1）方法來獲得阻值較小的電阻。由于并聯(lián)電阻各（2）個支路兩端電壓相等,因此,工作電壓相同的負(fù)載,如電動機(jī)、電燈等都是并聯(lián)使用,任何ー個負(fù)載的工作狀態(tài)既不受其他負(fù)載的影響,也不影響其他負(fù)載。在并聯(lián)電路中，負(fù)載個數(shù)負(fù)載數(shù)目減少,電流增大，負(fù)載從電源取用的電能多,負(fù)載變重;增加,電路的總電阻減小,電路的總電阻増大，電流減小，負(fù)載從電源取用的龜能少，負(fù)載變輕。因此，人們可以根據(jù)工作需要啟動或停止并聯(lián)使用的負(fù)載。在電エ測量中應(yīng)用電阻并聯(lián)方法組成分流器來擴(kuò)大甩流表的量程。（3）5電エ測量基本知識一§1統(tǒng)都可以使用特定的工具來進(jìn)行測量。自然界中的物理量,測量各種電量的儀器儀表，稱為電エ測量儀表。電エ測量儀表種類繁多，最常見的是測量基本電量的儀表。電エ儀表依據(jù)測量方法、儀表結(jié)構(gòu)、儀表用途來分,有很多種。概括來說,電エ儀表用.電阻、絕緣狀況等物來測量電路中的電流、電壓、電功率、電功、功率因數(shù)、電量的頻率｛其中ー些電量要在后理量。由此就有用各種被測物理量冠名的儀表,如電流表、電壓表等。萬用表是ー種便攜式儀續(xù)課程中介紹。本書簡單介紹電エ應(yīng)用中最常用的儀表ーー萬用表。表。由于其能夠測量交流、直流電壓或電流參數(shù)：以及電路中的電阻等;被稱為萬用表。根）（簡稱機(jī)械表據(jù)萬用表內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理的不同,可以把萬用表分為:機(jī)械指針式萬用表）兩類。本節(jié)重點(diǎn)介紹機(jī)械表?；\和電子數(shù)顯式萬用表（簡稱電子表ー、萬用表的タト形及基本組成所示,是機(jī)械指針式萬用表的外形。1-10如圖操作萬用表的主要部分有三個:擋位撥盤、表筆、讀數(shù)表頭。萬用表除了這幾部分外,萬用表的表殼部分承擔(dān)著各部分的保護(hù)與最主要的是表內(nèi)電路和表頭機(jī)電基本體模塊部分。容易受到磕碰摔砸的損害,所以應(yīng)注意防護(hù):承載的責(zé)任。由于萬用表是ー種移動測量儀表,1.擋位撥盤每用于選擇測量哪種物理量，一般萬用表都至少設(shè)有如下四個擋位，如圖1-11所示，個擋位又分為幾個不同量限或不同倍率的擋位:1,500V,250V10V1交流電壓擋:測量交流電壓，如圖ー11所示，又分為，50V,000V五個子擋位。，50V,,,所示，又分為ー直流電壓擋:測量直流電壓,如圖1110.25V2.5V10V六個子擋位。500V,250V.,,100mAl!所示,又分為1mA,10mA直流電流擋：用于測量直流電流值，如圖1—1000mA四個子擋位。四個IklO,XI00,X!電阻擋:用于測量電器阻值,如圖一11所示,又分為XI,X子擋位。，待測的物理量值應(yīng)小于該值。在)(電壓、電流的每個擋位的數(shù)值表示的是量限或量程并且與被測量值最接近的ー個量限的擋位。要選擇ー個擋位量限大于被測量值，選擇擋位時,250此時擋位值，則應(yīng)選擇直流250V擋位。比如，要測一個直流電壓，估計其值約為190V兩個擋位更接近被測量值。這樣選擇1000V擋位比500V,V大于被測量190V,且250V既能保證萬用表的安全,又能保證測量精度。機(jī)械表電阻擋的幾個擋位表示幾個不同的倍率。由于機(jī)械表的表頭指針在整個刻度的在這個范圍％之間,讀數(shù)比較準(zhǔn)確,尤其是電阻擋位對應(yīng)的表頭刻度的非均勻性,802〇%?所以，利用電阻擋的倍率選擇，可以使表頭指針落在該范圍內(nèi)。電子表內(nèi)更利于讀取數(shù)值,電子表的擋位選擇方電阻擋位的標(biāo)示數(shù)值與電流、電壓的數(shù)值ー樣，表示量限，不是倍率。法與電流、電壓擋位ー樣。2.表頭一如圖112所示為萬用表表頭。;是電阻值讀取線,指針指向最右端，指示值為〇機(jī)械表頭有若干條刻度線：刻度線1注意被測電阻的實(shí)際阻值是指示值與所選擋位的倍率的乘積。指示值為。指針指向最左端，？1X13所示，電阻的測量阻值為35ー比如,在RXlk擋，當(dāng)從刻度線上讀取35時，如圖1:刻度線2是均勻刻度線，用于=35kk??讀取電壓、電流的指示值。被測對象的測量值也經(jīng)常需要從讀取值換算而得到。比如使用直流電壓500V擋，按50刻度線讀數(shù)，如果讀取值為43,如圖1—14所示,則被測電壓的測量值為43X(500+50)=430V:如果按250刻度線讀數(shù)，見刻度線,讀數(shù)應(yīng)為215,則被測電壓的測量值為215X(500+250)=430V,即從同二類的刻度線讀數(shù),經(jīng)過換算,得到 的測量值是ー樣的。機(jī)械表頭經(jīng)常還有其他ー些刻度線,請參照有關(guān)書籍。.電子表頭的讀數(shù)比較簡單,可直接讀數(shù),然后冠以所選擋位的單位,即是被測對象的測量值。比如使用電流20mA擋,讀數(shù)值為15.5,則測量值為15.5mA〇3.表筆萬用表的兩表筆一般使用紅黑兩種顏色,紅表筆一般插在標(biāo)有“十”的插孔內(nèi)，黑表筆一般插在標(biāo)有“一”的插孔內(nèi)。測量電壓時，紅、黑表筆分別接在高、低電位端;測量電流時，紅、黑表筆分別接在電流的流入端和流出端。否則表針會反向打針，對萬用表不利。二、萬用表的使用步驟.確認(rèn)萬用表的狀態(tài)，保證各部分的功能正常可靠。.明確要測量的物理量。一般包括交流電壓、直流電壓、直流電流和電阻器阻傅。.選擇合適的擋位,如前所述。.適當(dāng)接人被測對象。測量電壓時，直接將紅、黑表筆并接在被測元件的高、低電位兩端或電路中的高、低電位點(diǎn)上。測量電流時,須斷開被測電路，將紅、黑表筆接ハ電路的電流流出、流入端,使電流經(jīng)紅表筆流入表內(nèi),從黑表筆流出時測量電阻器阻值時，電阻器須脫離電路，然后將表筆兩端接在電阻器兩端測量即可。.獲取測量值。讀取刻度值,并進(jìn)行必要的換算及冠以單位，如前所述。.測量值的分析。對測得值要進(jìn)行確認(rèn),是否合理,是否具備科學(xué)性。三、萬用表的使用注意事項(xiàng).萬用表是便攜式儀表,本身精度不高,可能有5%以內(nèi)的誤差。.測量電阻時，首先要進(jìn)行電阻值調(diào)零,方法是將表筆短接,使用萬用表面板上的調(diào)零鈕進(jìn)行調(diào)整。.注意檢查萬用表內(nèi)的電池，當(dāng)電量不足時，會影響電阻的測量。.萬用表最容易發(fā)生的損壞是,當(dāng)萬用表處在電流擋時,測量電壓,此時極易永久性損壞內(nèi)部電路及表頭。避免的辦法是,每次用完萬用表，都將擋位置于交流電壓最高擋(ー。1000V)般為習(xí)題.電流是用來表示的物理量,常用的單位是。.電阻是用來表示的物理量,常用的單位是。.電壓是用來表示的物理量，常用的單位是。.分別用公式來表示下面各組量之間的關(guān)系:(1)電量、電流、時間(2)電流、電壓、電阻(3)電功、電功率、時間.電流通過導(dǎo)體的發(fā)熱現(xiàn)象叫,發(fā)熱的多少與的平方成正比,與電阻的阻值成,與時間成正比,這個關(guān)系寫成公式是。.導(dǎo)體中電流的方向規(guī)定是的方向。電流方向與電子流方向。.簡單描述電路各組成部分的作用。.畫圖表示電路的3種狀態(tài)。26-m,爐絲截面積0.6。如果將電爐接在9.銀鋁電爐絲的電阻率是1.1X220?10?mmV的電源±,使?fàn)t絲通過3A的電流，應(yīng)選用多長的電爐絲?10.有兩只燈泡，ー只110V110W,另一只110V60W,試問哪只燈泡的電阻大?若將兩只燈泡串聯(lián)接在220V的線路中，是否可以正常使用,通電后有什么現(xiàn)象。R=5,=3,個電阻.有3=2,串聯(lián)后接在12V的電源上,求電路11處????図中的電流,各電阻上的電壓。.有兩只220V的燈泡，ー只I5W,另ー只25W,并聯(lián)接在220V電源上。求電路的等效電阻、總電流和各燈泡流過的電流。.有60W,40W,20W三只220V的燈泡，要接在220V電源上正常使用，應(yīng)采取哪種連接方式?畫出電路圖。.將兩只220V60W的燈泡串聯(lián)接入220V電路中,每只燈泡實(shí)際消耗的電功率是多少?燈泡的壽命有何變化?這種情況是否可以應(yīng)用到實(shí)際生活中（舉例說明）？.簡單敘述電工技術(shù)中廣泛使用銅材料的原因。.列舉幾項(xiàng)節(jié)電方法。.萬用表一般有和兩種類型,一般萬用表可用來測量 ヽ和 三種物理量。.萬用表最容易發(fā)生的永久損壞是當(dāng)萬用表處于擋位時,被用來測量.用萬用表測量電阻時,要先對萬用表進(jìn)行操作。.使用萬用表測量交、直流電壓、電流。第二章電磁的基本知識本章學(xué)習(xí)要熟悉磁的特性及磁的表示方法熟悉磁通磁感應(yīng)強(qiáng)度磁導(dǎo)率的概念以及鐵磁材料的特點(diǎn)熟悉電生磁磁生電及磁對電流的力的作用的三個現(xiàn)象,了解三個現(xiàn)象方向判定關(guān)系,定性掌握磁場對電流的力的作用規(guī)律。3。熟悉自感、互感現(xiàn)象，了解典型應(yīng)用和避害知識。人們的生活因?yàn)橛辛穗姸憬?、精彩、時尚。人們總愛假想“如果有一天,這個世界突然沒了電……”,可是,如果這個世界沒有了磁,會怎樣呢?實(shí)際上電與磁有著密不可分的關(guān)系。正因?yàn)橛辛诉@個關(guān)系,我們オ有了電、電燈、電視、電話、計算機(jī)、電動機(jī)……,同時一也因?yàn)檫@個關(guān)系,導(dǎo)致了我們的電氣壽命的短暫,突發(fā)故障的不約而至。你想知道這是什么原因嗎?§2—1磁的基本知識ー、磁現(xiàn)象早在2000多年前,我們的祖先就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦石具有吸引鐵的性質(zhì)。人們把物體能夠吸引鐵、鉆、銀及其合金的性質(zhì)稱為磁性,把具有磁性的物體叫做磁體。磁體上磁性最強(qiáng)的位置稱為磁極,磁體有兩個磁極:即南極和北極,通常用字母S表示南極（常涂紅色），用字母N表示北極（常涂綠色或白色）。條形、蹄形、針形磁鐵的磁極位于它們的兩端。值得注意的是任何ー個磁體的磁極總是成對出現(xiàn)的。若把一個條形磁鐵分割成若干段,則每段都會同時岀現(xiàn)南極、北極。這叫做磁極的不可分割性。磁極與磁極之間存在的相互作用力稱為磁力:?其作用規(guī)律是同性磁極相斥,異性磁極相吸。ー根沒有磁性的鐵棒，在其他磁鐵的作用下獲得磁性的過程叫磁化。如果把磁鐵拿走,鐵棒仍有的磁性則稱為剩磁。二、磁場、磁感應(yīng)線磁體周圍存在磁力作用的空間稱為磁場。我們經(jīng)?？匆妰蓚€互不接觸的磁體之間具有相互作用力,它們是通過磁場這ー特殊物質(zhì)進(jìn)行傳遞的。磁場之所以是ー種特殊物質(zhì),是因?yàn)樗皇怯煞肿雍驮拥攘Ｗ咏M成的。雖然磁場是ー種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，但通過實(shí)驗(yàn)可以證明它的存在。例如,在一塊玻璃板上均勻地撒些鐵粉,在玻璃板下面放置一個條形N所示。這些線條都是從磁鐵的。1一2磁鐵。鐵粉在磁場的作用下排列成規(guī)則線條，如圖一lb2所示。我們把這些曲線稱為磁感應(yīng)線，用它能形象描述極到S極的光滑曲線,如圖磁場的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明磁感應(yīng)線具有下列特點(diǎn):.磁感應(yīng)線是閉合曲線在磁體外部,磁感應(yīng)線從N極出發(fā)，然后回到S極,在磁體內(nèi)部，是從S極到N極，這叫做磁感應(yīng)線的不可中斷性,如圖2—2所示。.磁感應(yīng)線互不相交這是因?yàn)榇艌鲋腥魏我稽c(diǎn)磁場方向只有一個。.磁感應(yīng)線的疏密程度與磁場強(qiáng)弱有關(guān)。磁感應(yīng)線稠密表示磁場強(qiáng),?磁感應(yīng)線稀疏表示磁場弱。三、磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度為了描述磁場在上定面積上的分布情況而引入了磁通這一物理量。在磁場中,把通過與磁場方向垂直的某一面積的磁感應(yīng)線的總數(shù)目,叫做通過該面積的磁通,用字母表?示。磁通的單位是韋伯”簡稱韋,用Wb表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場中各點(diǎn)磁場強(qiáng)弱和方向的物理量,用字母B表示。垂直通過單位面積的磁感應(yīng)線的數(shù)目叫做該點(diǎn)的磁就是位于該點(diǎn)磁針北又有方向。在磁場中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,感應(yīng)強(qiáng)度。它既有大小,極所指的方向,它的大小在均勻磁場中可表示為:??8_S式中 磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)；B?；(Wb)——磁通2一ー垂直于磁感應(yīng)線方向通過磁感應(yīng)線的面積〇。Sm公式(2—1)說明磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小等于單位面積的磁通。如果通過單位面積的磁通越多，則磁感應(yīng)線越密，磁場也越強(qiáng),反之磁場越弱。2,稱為特斯拉,簡稱特,用字母T表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是韋/米四、磁導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)證明，鐵、鉆、銀及其合金對磁場影響強(qiáng)烈,具有明顯的導(dǎo)磁作用。但是自然界絕大多數(shù)物質(zhì)對磁場影響甚微,導(dǎo)磁作用很差。為了衡量各種物質(zhì)導(dǎo)磁的性能,引入磁導(dǎo)率這?表示。磁導(dǎo)率的單位為亨利/米一物理量，用字母(H/m)。不同物質(zhì)有不同的磁導(dǎo)率。在其他條件相同的情況下，某些物質(zhì)的磁導(dǎo)率比真空中的強(qiáng)，另ー些物質(zhì)的磁導(dǎo)率比真空中的弱。77??,且是常數(shù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得真空的磁導(dǎo)率為H/m?10?4。為了便于比較各種物質(zhì)的導(dǎo)磁性能，把各種性質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空中的磁導(dǎo)率進(jìn)行比較，引人相對磁導(dǎo)率這ー物理量。任何ー種物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空的磁導(dǎo)率的比值叫做相對磁導(dǎo)率，用以表示。即:??? 相對磁導(dǎo)率沒有單位，只是說明在其他條件相同的情況下,物質(zhì)的磁導(dǎo)率是真空磁導(dǎo)率的多少倍。根據(jù)各種物質(zhì)的磁導(dǎo)率的大小,可將物質(zhì)分成三類。?<I的物質(zhì)叫做反磁物質(zhì),如銅、銀等; 尸>1的物質(zhì)叫做順磁物質(zhì)，如空氣、鋁等;r??l的物質(zhì)叫做鐵磁物質(zhì)，如鐵、鉆、銀及其合金等。,由于鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率很高,所以鐵磁物質(zhì)被廣泛地應(yīng)用于電工技術(shù)方面(如制作變壓器、電磁鐵。電動機(jī)的鐵心等)。表2—1中列出了幾種鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率,供參考。表2—1 幾種鐵磁物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率鐵磁物質(zhì)名稱?相對磁導(dǎo)率，174鉆1120銀7000退火的鐵2180軟鋼7500硅鋼片.60000銀鐵合115000坡莫合2-2電流的磁場§ー、通電直導(dǎo)線的磁場磁鐵周圍有磁場,通電直導(dǎo)線的周圍也有磁場。例如,在紙板上均勻地撒些ー根直導(dǎo)線垂直穿過水平放置的紙板,鐵粉以導(dǎo)線為中心形成許多同心圓,鐵粉。當(dāng)直導(dǎo)線通電時,3—如圖2所示:鐵粉的分布情況表示磁感應(yīng)線分布情況。若直導(dǎo)線中電流消失，則紙板上的鐵粉又呈均勻分布。從而證明了“動電生磁”，即磁場是伴隨電流而存在的，而電流永遠(yuǎn)被磁場所包圍。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，磁場方向與電流方向有關(guān)。則磁場方向是逆時電流向著讀者而來，若直導(dǎo)線垂直紙面，則磁場方向?yàn)槿糁睂?dǎo)線上的電流是離開讀者而丟，針方向;4a一順時針方向，如圖2 分別表示電流或磁感應(yīng)線垂直進(jìn)所示:為了討論問題方便起見;規(guī)定用符號,人和流出紙面的方向。通電直導(dǎo)線周圍磁場方向與導(dǎo)線中的電流方向之間的關(guān)系可用安培定則（又稱右手螺旋定則）進(jìn)行判定。其具體內(nèi)容是:右手拇指指向電流方向，貼在導(dǎo)線上,其余四指彎曲握住直導(dǎo)線,則彎曲四指的方向就是磁感應(yīng)線的環(huán)繞方向;如圖2—4b所示。實(shí)驗(yàn)證明，通電直導(dǎo)線四周的磁感應(yīng)線距直導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)線越密，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大,反之,磁感應(yīng)線越疏k磁感應(yīng)強(qiáng)度越小。導(dǎo)線中通過電流越大，靠近直導(dǎo)線的磁感應(yīng)線越密集，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大；反之,導(dǎo)線中通過電流越小,靠近直導(dǎo)線的磁感應(yīng)線越稀疏，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小。.二、通電螺線管的磁場在它的周圍已經(jīng)知道通電直導(dǎo)線周圍有磁場存在。若將通電直導(dǎo)線繞成多匝螺線管后,為證實(shí)這個問題。將磁針放在螺線管附近科當(dāng)螺線管不通電時，磁針沒有還有磁場存在嗎?當(dāng)通電時，磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這就說明通電螺線管周圍有磁場存在。對于ー個確定的螺偏轉(zhuǎn)。線管,磁場的強(qiáng)弱與螺線管中所通過的電流大小成正比。通電螺線管磁場方向,與螺線管中通過的電流方向的關(guān)系，用右手螺旋定則進(jìn)行判定，2—所示。5如圖讓彎曲的四指所指的方向與螺線管中流過用右手握住螺線管,右手螺旋定則的內(nèi)容是:可知,通電螺線管ー5極。由圖的電流方向一致,那么拇指所指的那一端就是螺線管的N2的磁場與條形磁鐵的磁場相似。因此,一個通電螺線管相當(dāng)于ー塊條形磁鐵。從而說明電流與磁場之間有著不可凡是通電的導(dǎo)線，在其周圍必定會產(chǎn)生磁場,總之,分割的聯(lián)系。甩流產(chǎn)生磁場的這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。想ー想:如果將一個鐵磁性材料插入到線圈中,對線圈的磁場有什么影響?這一點(diǎn)會有什冬應(yīng)用?三、磁場對載流直導(dǎo)線的作用通過前面學(xué)習(xí)已經(jīng)知道,兩塊磁鐵之間有力的作用ー載流直導(dǎo)線周圍也存在磁場,若將其放入磁場中，兩者之間也會產(chǎn)生カ，現(xiàn)在用如圖2—6所示的實(shí)驗(yàn)來證實(shí)這ー問題。在圖2—6a中,U形磁鐵中水平放置一根直導(dǎo)線，它與磁感應(yīng)線垂直。當(dāng)導(dǎo)線上沒有電流通過時,導(dǎo)線在磁場里靜止不動。當(dāng)導(dǎo)線上有電流通過,且背離讀者而去，則導(dǎo)線因受磁,即電流方向指向讀者，則導(dǎo)線(見圖2—6b)場作用而向左運(yùn)動。若改變導(dǎo)線中的電流方向在磁極固定時，受磁場作用向右運(yùn)動。上述實(shí)驗(yàn)說明截流直導(dǎo)線在磁場的作用下而產(chǎn)生運(yùn)動。則導(dǎo)線的運(yùn)動方向也運(yùn)動方向與電流方向有關(guān);若導(dǎo)線中電流方向不變，只改變磁極方向，發(fā)生改變。電動機(jī)就是利用載流導(dǎo)線在磁場中產(chǎn)生運(yùn)動的原理制成的。載流直導(dǎo)線在磁場載流直導(dǎo)線在磁場作用下產(chǎn)生運(yùn)動,而運(yùn)動是在力的作用下產(chǎn)生的。中所受到的カ稱為甩磁作用カ,簡稱電磁力,用字母F表示。電磁力既有大小,也有方向。、電流方向和磁場方向三者相互垂直。因?yàn)殡姶帕Φ姆较螂姶帕Ψ较?即導(dǎo)線運(yùn)動方向)(來判定蘭者之間的關(guān)系。又稱電動機(jī)定則)與磁場方向及電流方向有關(guān)。所以，用左手定則左手定則的內(nèi)容是:伸平左手，使大拇指與其極，讓磁感應(yīng)線垂直穿過余四指垂直，手心對著N手心，四指的指向代表電流方向,則大拇指所示的2方向就是磁場對載流直導(dǎo)線的作用カ方向,如圖7所示。ー實(shí)驗(yàn)證明,在勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)載流直導(dǎo)線與磁場方向垂直時,磁場對載流直導(dǎo)線作用カ的大小，與導(dǎo)線所處的磁感應(yīng)強(qiáng)度、通過直導(dǎo)線的電流以及導(dǎo)線在磁場中的長度的乘積成正比。即:BILF?i(Wb/):式中 磁感應(yīng)強(qiáng)度8m；一直導(dǎo)線中通過的電流(A)/——直導(dǎo)線在磁場中的長度(m)；L (N)——直導(dǎo)線受到的電場カ。ア四、磁場對通電線圈的作用在均勻磁場中放因此,磁場對通電線圈也有カ的作用。由于磁場對通電導(dǎo)線有作用カ,所示。2置ー個矩形通電線圈abed,如圖ー8邊與磁感當(dāng)線圈平面與磁感應(yīng)線平行時，因?yàn)閍b和de邊與磁感bead應(yīng)線平行,不受磁場作用，沒有電磁力，和應(yīng)線邊的受磁場作用而有電磁力。根據(jù)左手定則，ad垂直,邊的受力方向是垂直向下。因受力方向是垂直向上，而be邊所受的電磁(2—3)be和，可知,ad,根據(jù)公式為，ad=bcカ大小相等。由于這ー對電磁力大小相等，方向相反,所以做順圍繞軸線構(gòu)成一對カ偶。故線圈在カ偶的作用下，’。。所示是ー個單匝線圈的直流電動機(jī)的工作原理圖。8—2時針旋轉(zhuǎn)。如圖—電磁感應(yīng)3 §2磁場也能使導(dǎo)線電和磁是可以互相轉(zhuǎn)化的。在一定條件下,電流能夠產(chǎn)生磁場;同樣，中產(chǎn)生電流。：磁轉(zhuǎn)化為電的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。 ー、電磁感應(yīng)現(xiàn)象為了研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,先做兩個實(shí)驗(yàn)。6ー實(shí)驗(yàn)ー:將直導(dǎo)線AB放在磁場中,它的兩端與檢流計連接構(gòu)成閉合回路,如圖2所示,表示導(dǎo)線所示。當(dāng)導(dǎo)線向右移動垂直切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針偏轉(zhuǎn)，如圖2—9a但方向與前中有電流產(chǎn)生;導(dǎo)線向左方垂直移動切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)，9b一所示。面的相反;如圖2沒有切割磁感應(yīng)線時，檢流計指針無偏轉(zhuǎn)，說明導(dǎo)線中沒有電流。通過實(shí)驗(yàn)導(dǎo)體不動， 可以看一到，導(dǎo)線的移動速度越快，檢流計指針偏轉(zhuǎn)越大,即電流越大。實(shí)驗(yàn)ニ:將線圈的兩端與一個檢流計連接而構(gòu)成閉合回路，如圖2—10所示。10a—2當(dāng)條形磁鐵插入線圈瞬間,線圈中的磁通量増加，檢流計指針向右偏轉(zhuǎn)。如圖說明線圈中磁通發(fā)生變化,線圈中有電流出現(xiàn)。若把條形磁鐵從線圈中拔出,在拔出所示，線圈中也有電流出現(xiàn)，如檢流計指針向相反方向偏轉(zhuǎn),說明線圈中磁通也發(fā)生變化，瞬間,所示。當(dāng)條形磁鐵在線圈中停止運(yùn)動時,檢流計指針無偏轉(zhuǎn)，線圈中磁通沒有變一10b圖2則檢化，線圈中也沒有電流。如果條形磁鐵插人或拔出的速度越快，即磁通量變化得越快，流計指針偏轉(zhuǎn)越大,反之，檢流計指針偏轉(zhuǎn)越小。還是磁鐵對線圈作相上述兩個實(shí)驗(yàn)說明，無論是直導(dǎo)線在磁場中作切割磁感應(yīng)線運(yùn)動，閉合回路中的磁通量發(fā)生了改變，因)(對運(yùn)動，都是由于運(yùn)動使得穿過直導(dǎo)線或線圈組成的則直導(dǎo)線或線圈中將有甩流出若直導(dǎo)線或線圈構(gòu)成回路,而在直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢?！，F(xiàn)。回路中磁通量的變化是導(dǎo)致直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢的根本原因，即“動磁生電”磁通量的變化越大,產(chǎn)生的電動勢越大。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的叫做電磁感應(yīng)。因磁通變化而在直導(dǎo)線或線圈中產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象，電動勢叫做感應(yīng)電動勢。由感應(yīng)電動勢在閉合電路形成的電流，叫做感應(yīng)電流。 二、法拉第定律取決于條形磁鐵插入或拔出的快感應(yīng)電動勢的大小,一10所示的實(shí)驗(yàn)中可知，從如圖2慢，即取決于磁通變化的快慢。磁通變化越快，感應(yīng)電動勢就越大;反之就越小。磁通變化,在時刻穿過線圈的磁通為的快慢，用磁通變化率來表示。例如,有一單匝線圈,在?川穿過線圈的磁通，那么在這段時間內(nèi),此后的某二時刻,穿過線圈的磁通為，??〃??厶222變化量為:?????？12 因此,單位時間內(nèi)的磁通變化量，即磁通變化率是:？????12? _"?a2 在單匝線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小是:???”?式中的絕對值符號，表示只考慮感應(yīng)電動勢的大小，不考慮方向。所以每匝線圈感應(yīng)電動對手多匝線圈來說，因?yàn)橥ㄟ^各匝線圈的磁通變化率是相同的，勢大小相等。因此,多匝線圈感應(yīng)電N倍，即:動勢是單匝線圈感應(yīng)電動勢的?？Ne?，?式中——在時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的平均值(V)； t?e 線圈匝數(shù);N./ーー磁通變化率; /???;——線圈中磁通變化量(Wb)??所用的時間(s)。ー磁通變化 ???說明,當(dāng)穿過線圈的磁通發(fā)生變化時,線圈兩端的感應(yīng)電動勢的大小只與磁(2—5)公式通變化率成正比。這就是法拉第定律。想一想:上述規(guī)律可以用幾件簡單的元件、儀表進(jìn)行驗(yàn)證。三、楞次定律但無法說明感應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律,只解決了感應(yīng)電動勢的大小取決于磁通變化率,必須對前面的實(shí)驗(yàn)再作電動勢的方向與磁通量變化之間的關(guān)系。為了找出它們之間的規(guī)律, 進(jìn)ー步研究。實(shí)驗(yàn)中可以看到穿過線圈的原磁通的方向是向下的。從圖2—10所示,當(dāng)磁鐵插入線圈時,線圈中的原磁通量增加,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感一如圖211a根據(jù)安培定則可應(yīng)電流由檢流計的正端流人。此時，感應(yīng)電流在線圈中產(chǎn)生一個新的磁通。以判定，新磁通與原磁通的方向相反，也就是說,新磁通阻礙原有磁通增加。2—11b所示,如圖當(dāng)磁鐵由線圈中拔出時，線圈中的原有磁通減少，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流