【正文】 S ＝πd2／4 = d2 (d 是導(dǎo)線的直徑，通常用來表示各種不同粗細的導(dǎo)線規(guī)格，如95線、120線等)。在水泵的外部，水總是從高水位處流向低水位處；而在水泵內(nèi)部，借助水泵的力量可從低水位處流向高水位處，這樣，水就能連續(xù)不斷地流通了。某些特殊場合，卻要求電源具有很大的內(nèi)阻，這是因為高內(nèi)阻的電源能夠輸出一個較穩(wěn)定的電流。例如設(shè)R＝5KΩ，當這個電阻中通過不同數(shù)值電流I時，用歐姆定律算出相應(yīng)的電壓，如下表所示：I（mA）12345678U (V)510152025303540如果我們用沿水平方向的橫座標表示出電壓U，沿垂直方向的縱座標表示電流I，則上述關(guān)系可用圖形表示出來，這就是如圖1—6所示的一條直線。這些都是因為它們的功率不同。如：水從前池經(jīng)壓力管、導(dǎo)水機構(gòu)流進水輪機，并不能全部變成機械能，沿途有漏水損失、摩擦損失等等。例13 在220V的電源上，接入一個電爐，問1小時內(nèi)，該電爐消耗的電能是多少？W = 3 KW反過來說，如果電氣設(shè)備的電壓與電流額定值比額定值小得多，不僅得不到正常合理的工作狀況（如電壓過低，電燈亮度不夠，電動機的轉(zhuǎn)速太低等），也不能充分利用電氣設(shè)備的工作能力。長時間過載是不允許的；而短時間過載往往是不可避免的。如某段電路或某一器件因與電源斷開，以致無電流流過，也可說該段電路或該器件開路。A點的電位為：（1）A→E→D VA = E1（2）A→R1→B→R3→D VA = I1R1 +I3R3（3）A→R1→B→R2→C→E1→D VA = I1R1 = I2R2 + E2若以B點為參考點，A點的電位為VA = I1R1 = E1 － I3R3 當選A或B為參考點時，A與B點的電壓選A點時：Uab = I1R1 選B點時：Uab = I1R1即兩點間的電壓與參考點的選擇無關(guān)。圖25 a圖 可簡化成 b 圖串聯(lián)電路各段電壓與各段電阻成正比——分壓公式U1= U R1／R U2= U R2／R ……R1／R、R2／R、……稱為串聯(lián)分壓系數(shù)。支路：電路中每一段不分支的電路，稱為支路。在列電壓方程式時，通常以電路圖所形成的格子作為回路比較方便。本章主要討論三個問題：（1）電容器和電容的基本概念；（2）電容器在電路中的主要作用； （3）電容器串聯(lián)和并聯(lián)時的等效電容的計算方法。（亦即電容器的重要特性：隔直通交）隔直通交。用萬用表測量，剛開始電阻很小，慢慢越來越大，最后開路（電容量小的時候不明顯）。在生產(chǎn)實踐中，若把電容不等的電容器串聯(lián)使用，應(yīng)先通過計算，在安全可靠的情況下再串聯(lián)使用，以免燒壞電容器。167。m2　　磁場方向：規(guī)定小磁針的北極在磁場中某點所受磁場力的方向為該電磁場的方向 。 電磁感應(yīng)1831年法拉第發(fā)現(xiàn)：當導(dǎo)體相對于磁場運動而切割磁力線，或線圈中的磁通發(fā)生變化時，在導(dǎo)體或線圈中都會產(chǎn)生電動勢；若導(dǎo)體或線圈是閉合電路的一部分，則導(dǎo)體或線圈中將產(chǎn)生電流。若改用磁鐵的S極來重復(fù)實驗，則當S極插入線圈和從線圈中拔出時，檢流計指針的偏轉(zhuǎn)方向與圖甲、乙相反。本定律可用以下的公式表達： 是電動勢，單位為伏特。L稱為自感系數(shù)，簡稱自感，單位是亨利（ H，1H =1Ω可以證明M12=M21=M，M兩個回路間的互感系數(shù)，簡稱互感。在這種情形下互感系數(shù)與各自的自感系數(shù)之間的關(guān)系比較簡單?！　蓚€線圈之見的互感系數(shù)與其各自的自感系數(shù)有一定的聯(lián)系。這些都應(yīng)設(shè)法避免。概念：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。三、 法拉第電磁感應(yīng)定律此定律于1831年由邁克爾即，關(guān)于力的用左手，其他的（一般用于判斷感生電流方向）用右手定則。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和人類生活中，處處可遇到磁場，發(fā)電機、電動機、變壓器、電報、電話、收音機以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測量儀表等無不與磁現(xiàn)象有關(guān)?！　〈磐浚捍磐渴峭ㄟ^某一截面積的磁力線總數(shù)，用Φ表示，單位為韋伯（Weber），符號是Wb。有個磁場（B）存在，還必須有另一個電流（I）存在（注意，B不是電流I的磁場）；只要這個電流I的方向跟磁場B的方向不平行，就會產(chǎn)生一個結(jié)果——安培力。++C2U+C11圖32根據(jù)電容定義，將每只電容器兩極板之間的電壓表示為U1=q/C1 U2= q/C2 因為串聯(lián)電路中的總電壓等于該電路中各段電壓之和，即：U=U1+U2將上式代入此式得：U= q/C1+ q/C 2= q（1/C1 +1/C2）= q/C可得：1/C1 +1/C2 =1/C（與電阻并聯(lián)類同） 公式33由公式33可看出，電容器串聯(lián)后，等效電容C減小了，但電壓增高了。儲能：儲存電能，用于必須要的時候釋放。當電容器極板上所儲存的電荷量發(fā)生變化（增加或減少）時，電容器中就有電流流過；若電容器極板上所儲存的電荷量恒定不變（充滿電時），則電容中就沒有電流流過。例22 如圖28所示，電路總電壓為220V，已知R1=20Ω，R2=20Ω，R3=6Ω，R4=15Ω，R5=10Ω，求各電阻的電流和電壓。四、 歐姆定律、基爾霍夫定律在電路中的應(yīng)用有了歐姆定律，再加上節(jié)點電流定律及回路電壓定律，我們就能計算一個在結(jié)構(gòu)上任意復(fù)雜的電路。三、 基爾霍夫定律電路的基本定律，除歐姆定律外，主要還有基爾霍夫定律（也譯成克希荷夫定律）。所組成的電路，稱為串聯(lián)電阻電路。要計算某點的電位，簡單地說，就是從該點出發(fā)，沿著任選的一條路徑“走”到零電位點，該點的電位就等于“走”這條路徑所經(jīng)過的全部電位降（即電壓）的代數(shù)和。為了避免短路事故所引起的嚴重后果，通常在電路中接入熔斷器或自動斷路器，以便在發(fā)生短路時能迅速將故障電路自動切斷。輸電導(dǎo)線的橫截面積應(yīng)依據(jù)線路上的容許電壓損失（一般為額定電壓的5%）和最大工作電流選定，截面過細導(dǎo)線上的電壓損失太大，過粗則浪費材料。所以必須嚴密監(jiān)視設(shè)備的溫升（即設(shè)備溫度比周圍環(huán)境溫度高多少），采取多種方式進行冷卻和散熱。h），簡稱度。水輪機帶動發(fā)電機又將機械能轉(zhuǎn)換為電能。而碳絲燈泡因電阻隨溫升減小，所以它的伏安特性曲線向上彎曲。也就是如果把兩個不同的負載分別接到相同的電源電壓上時，則在電阻小的負載中流過的電流大，而在電阻大的負載中流過的電流小，即在一定的電壓下，電流與電阻成反比。具有不變的電動勢和較低的內(nèi)阻的電源稱為電壓源。本節(jié)將進一步討論關(guān)于連續(xù)不斷的電流是怎樣產(chǎn)生的的。mm2 ／m； ΩiittI00圖1—5 a)直流電流 b)正弦交流電流電流的單位電流電流的大小以安培為單位計量，簡稱安，用字母A表示。此外，在有些液體或氣體中由于存在帶正、負電荷的離子，它們在電場作用下分別朝著一定的方向運動，因此也能形成電流。見圖1—3 圖1—3 電場力的相互作用庫侖定律（了解）庫侖定義：當流過某曲面的電流1 安培時，每秒鐘所通過的電量。水的分子是由兩個氫原子和一個氧原子化合而成。電動機、電源等叫做電路元件，電路元件大體可分為四類：（1） 電源：即發(fā)電設(shè)備，其作用是將其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能。２、 傳輸方便。隨著電的日益廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代電工設(shè)備不但種類繁多，而且日新月異不斷發(fā)展。如開關(guān)、熔斷器、接觸器等。原子核一般由質(zhì)子和中子所組成。 庫侖定律公式：F = k(q1q2)／r2 公式1—1　r ——兩者之間的距離（從 q1到 q2方向的矢徑）k ——庫侖常數(shù) k=1／4πε0≈109 N但在導(dǎo)線中，電流實際上是帶負電荷的電子流動所形成的，但其效果與等量正電荷反方向流動完全相同，因此其電流方向是與電子流的方向相反。各種金屬內(nèi)部都在不同程度上存在著大量的自由電子，它們在外電場的作用下，能很快地使電荷量從一處移到另一處，所以金屬是導(dǎo)體。公式1—3表明了導(dǎo)線的電阻與它的長度成正比，與橫截面積也就是線徑的平方成反比。與此類似，在電源兩端具有不同的電位。我們把內(nèi)阻無限大的、能輸出恒定電流Is的電源稱為理想電流源或恒流源。102030404682I 毫安U 伏圖1—6 線性電阻伏安特性曲線對于這種電壓與電流之間總具有直線性關(guān)系的電阻稱為線性電阻。本節(jié)將根據(jù)已知的電壓、電流或電阻來計算一個電阻元件所消耗的電功率，以及關(guān)于電阻消耗電功率轉(zhuǎn)變成熱能的概念。水電站中水的動能與勢能的和應(yīng)等于推動水輪機的能量與漏水損失、摩擦損失等之和。h四、 效率能量在轉(zhuǎn)換和傳遞的過程中，因為存在種種損失，只有一部分能量轉(zhuǎn)化為其它有用的能量。因此，制造廠在規(guī)定產(chǎn)品的額定值時，要全面考慮使用時的經(jīng)濟性、可靠性以及壽命等各種因素，特別要保證電氣設(shè)備的工作工作溫度不超過規(guī)定允許值。實際功率在額定值的50%以下時一般稱為輕載。若某段電路或某器件的兩端被一根幾乎無電阻的導(dǎo)線連接，以致兩端無電壓，這也可說是該段電路或該器件被短路。從以上分析可看出：在電路中，某點電位的高低是相對的，當電位的參考點改變時，電位的高低就隨著發(fā)生變化。利用串聯(lián)分壓的道理可以擴大電壓表的量程；還可以制成電阻分壓器，如電位器、可變電阻器等。節(jié)點：支路中三條或三條以上支路相交的點，稱為節(jié)點。例21 如圖27所示的電路中，已知電源電壓E1=230V，E2=215V，電阻R1=1Ω，R2=1Ω，R3=44Ω，求各電阻中的電流及電阻上消耗的功率。167。電容器的一切功用都源自于此。167。二、 電容器的并聯(lián)幾個電容器在同一對節(jié)點間的連接方式叫做電容器的并聯(lián)。 磁場磁體能吸引它附近的鐵磁物質(zhì)但對距離離它較遠的鐵磁物質(zhì)吸力就很小，甚至不能吸引。從北極出發(fā)到南極的方向。從本質(zhì)上講，上述兩種現(xiàn)象都是由于磁場發(fā)生變化而引起的。這個實驗說明：當磁通發(fā)生變化時，閉合線圈中要產(chǎn)生感生電動勢和感生電流。 ΦB是通過電路的磁通量，單位為韋伯。S），它在數(shù)值上等于一個回路中的電流為1A時，通過線圈自身的全磁通。單位是享利，簡稱享（H，1H=1Ω　　M=N1Φ21/I2=N2Φ12/I1　　L1=NIΦ1/I1,L2=N2Φ2/I2　　由于無漏磁Φ12=Φ1,Φ21=Φ2所以M=N1Φ2/I2=N2Φ1/I1七、 同名端我們把繞向一致而感生電動勢的極性始終保持一致的端點叫同名端，反之叫異名端。給定電路中,電磁量(通常是電壓或電流)從一個規(guī)定位置耦合到另一規(guī)定位置,目標位置與源位置相應(yīng)電磁量之比即為耦合系數(shù)。自感現(xiàn)象有時非常有害，例如具有大自感線圈的電路斷開時，因電流變化很快，會產(chǎn)生很大的自感電動勢，導(dǎo)致?lián)舸┚€圈的絕緣保護，或在電閘斷開的間隙產(chǎn)生強烈電弧，可能燒壞電閘開關(guān)，如周圍空氣中有大量可燃性塵?；驓怏w還可引起爆炸。五、 自感自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是由于線圈本身電流變化而引起的。因此電流的方向永遠和感生電動勢的方向相同。如果是和力有關(guān)的則全依靠左手定則。為了認識和解釋其中的許多物理現(xiàn)象和過程，必須考慮磁場這一重要因素。 　　磁感應(yīng)強度：與磁力線方向垂直的單位面積上所通過的磁力線數(shù)目，又叫磁力線的密度，也叫磁通密度，用B表示，單位為特（斯拉）T。磁場對電流的作用力（即安培力）：這里有兩個因，一個果。 電容的串并聯(lián)一、 電容器的串聯(lián)