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新编电气工程师手册

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上传者:oblivion
添加时间:2017/06/17
内容摘要:


免费专业丰富
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第一篇电气工程基础篇
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ニっっっニっニっっっっっっっミっかミかっっミっっっニっニっっっっニっっミっミっかか
第一篇电气工程基础篇
第一章电气工程基础理论
第一节电路及其基本定律
电路的内涵
(一)电路的物理量
1.电流当我们合上电源开关的时候,电灯就会发光,电炉就会发热,电动机就会转动,这是因为在电
路中有电流通过的缘故。电流虽然用肉眼看不见,但是可以通过它的各种表现而被人们所觉察。
那么什么叫做电流呢?电流是电荷(带电粒子)有规则的定向运动而形成的。如图1-1所示,若将电源
开关闭合,灯泡就会发光,从灯泡闪光的一瞬间开始,就发生了电荷向一定方向的移动



简单电路
(1)电流的大小和单位:表征电流强弱的物理量叫做电流强度,简称电流,用字母“”或“i”表示
电流在数值上等于单位时间内通过某一导体横截面的电荷量,即
da/dl
如果电流不随时间而变化,即dl/d=常数,灲这种电流称为恒定电流,简称直流,常用大写字母「表示。
式中q是在时问t内通过导体横截面s的电荷量
国际单位制(SI)中,电流的单位名称足安培,简称安,用符号A表示。并规定侮秒钟通过导线截面的
电量为1库时的电流为1安。电流的单位也可用千安(kA)毫安(mA)、微安(aA)或纳安(nA)表示,它们之间
的换算关系是
1kA=1000A
1mA=10-3A
新编电气工程师手册
lA=10
nA=10
(2)电流的方向:实际上:,导体中的电流是由负电荷在导体中流动形成的,而我们习惯上规定正电荷运动
的方向或负电荷运动的相反方向作为电流的方向(实际方向)。
电流的实际方向是一定的,但在实际电路中,电流的实际方向,往往难以确定。为此,在分析与计算电路
时,常可仟意选定某一方向作为电流的正方向或称为参考方向。所选电流的正方向并不ー定与电流的实际方
向一致。当电流的实际方向与其正方向一致时,则电流为正值(图1-2a);反之,电流为负值(图1-2b)。囚此
在正方向选定之后,电流之值才有正负之分,显然,在未标定正方向的情况下,电流的正或负是毫无意义的。
?
电流的方向
综所述,导体中的电流不仅具有大小,而且具有方向性。
大小和方向都不随时间而变化的电流为恒定直流,简称直流,如图

方向始终不变,大小随时?而变化的也流称为脉动直流也流,如图1
3b所示
大小和方向均随时间变化的也流称为交流也流,通常其大小和方向
距时间作周期性变化,且平均值为零的交流也,简称交流。
工业上に普遍应用的交流电流足按正弦函数规律变化的,称为正弦交
流电流,如图1-3c所示。图1-3d所表示的电流,是非正弦交流电流。
2.电压(电位差)与电位电路中负载与电源接通后就会有电流通
过。电灯发光,足因为电源正负极之间存在电压。电压足电场中两点问
的电位差,足变量电场力做功本领的物理量,足产生电流的能力,如图
4所示,在导体内部,单位正电荷自a点移动到b点,电场力所作的功
定义为a、b两点阿的电压。川表示。即
式中A
电场力所做的功,单位为焦(J)
Q一被移动正电荷的电量,单位为库(C)。
电压有时也叫电位差。电位是电场中某点与零电位之间的电位差,
其数值与零电位点的选择有关。供电线路中,通常选择大地的电位为零
电位;但在电路中通常以电源的负极作为参考点(零电位)
若い9,分别表示a点、b点电位(且a点电位高于b点电位,若用
也位米表示a、b两点间的也压,则
=9a-9b
在电路中,习惯上に将正电荷受电场力方向即电位降方向,定为电压
方向。当正电荷顺电场方向由a点移间b点,电场力作正功,びa>0,即a
图1-3电流的种类
点电位高于b点电位,反之相反
电流总是从高电位向低电位流动,就像水从高处流向低处一样,电位差愈大即电压愈高,产生的电流就
愈大。
第一篇电气工程基础篇
电压通常用表示,在国际单位制中,电压的基木单位名称是伏特,简称
伏,用字母V表示。电的单位也可用千伏(い)、亳伏(mV)和微伏(Mの)表示,它2
们之问的换算关系足:
lkv=1000V
Im
电动势在电路中,电源是维持流过持续的电流,设法不断地向电路补
1-4a、b两点间的电压
充能量的装置。电源的正、负极之间存在电位差,这是因为电源产生电源力克服
电场力所做功的缘故。不同的电源产生电源力的方向不同。例如:蓄电瓶靠内部的电极与电解液之间的化
学反应产生电源力;发电机靠磁场中电磁感应的作用产生电源力。它们分别依靠化学能和机械能将正电荷
从低电位(负极)移到高电位(正极)。我们用电动势这个物理量衡量电源力对电荷做功的能力。
在电源内部,电源力把单位正电荷从电源负极(低电位),移到正极(高电位)所做的功叫做电源的电动
,用符号E表示,单位为伏(V)。即
E
式中Aー一电源力做的功,单位为焦(J)
Q一一被移动电量,单位为库(C)。
在国际单位制中,电动势和电压的单位名称一样,都采用伏特,简称伏(V)
电源电压与电源电动势在概念不能混淆。电压指两个电枚之间的电位差,它表示电能输出做功的能
力;电动势是指电源内部建立电位差的木领,它表明电源依靠化学能或机械能产生电压的能力
如图1-5所示,电源电压Ua,也就是a、b两点间的电压,是单位正电荷从a点(高电位)经导线和负载
移到b点(低电位)所失去的电能。电源电动势E是在电源内部电源力克服电场力,将单位正电荷从b点(低
电位)移到a点(高电位)所得到的电能。
通常判惯上,将正电荷所受电源力的方向定为电动势正方向,因此,电动势的正方向是从电源负极到正
极的方向,即电位升的方向;电压的正方向是正极到负极的方向,即电位降的方向。因此,电动势的正方向与
电压的正方向相反,如图1-5所示。
在电路中,电动势的符号如图1-6所示。图1-6a为电池的表示符号,图1-6b为直流发电机的表示符
号。电动势和电压的方向如图所示。

图1-6电动势的符号
图1-5电源电动势和电源电压
(a)电池(b)汽流发电
(二)电路的基本参数
电阻、电感和电容是电路的三个基木参数。在电路中,电阻元件父热而消耗能量,是耗能元件;电感元件
要产生磁场而储存磁场能量,是储能元件;电容元件要产生也场而储存电场能量,也是储能元件。下面分别
介绍电路中电阻、也感、也容的三个基本参数
1.电阻电阻只有阻碍电流流动的木性,表征导体对电流昰现阻碍作用的电路参数叫做电阻,用符号
R表示。电源内部的电阻称为内阻,电源以外导线及负载的电阻称为外电阻。在国际单位制中,电阻的单位
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