电工基础 (第2版)主编：刘志平、苏永昌

电工基础

第一章 电路基础知识 第二章 直流电路 第三章 电容器 第四章 磁与电磁感应 第五章 正弦交流电路 第六章 三相交流电路和电动机 第七章** 变压器 第八章* 瞬态过程

绪论自从19世纪以电力发明及其广泛应用为 标志的第二次科技革命以来，人类生活进入 了电气时代。 小至生活照明，大到现代化大工业生产, 电能在现代工业、农业、科学技术以及国民 经济等各个领域有着广泛的应用。 电能的广泛应用与其特点息息相关 。

绪论

电能的应用

一是进行能量的传输、分配和转换； 二是进行信息的传递、处理和运算。

绪论

二、电能的优越性

1.便于转换； 2.便于输送和分配； 3.便于控制。

三、电能的缺点

1. 不便于存储。

绪论

四、如何学好本门课程 1.抓住概念、理解记忆、加强实践、 掌握理论。 2.勤于思考、认真解题、灵活运用、 多做练习。 3.重视实验、巩固知识。

第一章 电路基本知识本章讲述电子学基本物理量，介绍库仑定律、欧姆定律 及电路基本工作状态。本章是全书的理论基础。

第一节 库仑定律 第二节 电场和电场强度 第三节 电流 第四节 电压和电位 第五节 电源和电动势

第六节 电阻和电阻定律 第七节 电路和欧姆定律 第八节 电能和电功率 第九节 电源的最大输出功率

§1-1 库仑定律电荷：自然界中存在两种电 荷，即正电荷和负电荷。

电荷间相互作用：同性相斥，异性相吸。

电荷量的单位： 库[仑],用字母C表示。

库仑定律在真空中两个电荷间作用力跟它们的电量的乘 积成正比，跟它们间的距离的平方成反比，作用 力的方向在它们的连线上。静止电荷之间的这种 作用力就叫做静电力或库仑力。

q1q2 F k 2 r

库仑定律 的公式表示

q1q2 F k 2 r式中 q1,q2—点电荷电荷量，单位是C; r —两点电荷间的举例，单位是m; k —静电恒量，k=9×109 m2/C2; F —静电力，单位是N.

例题1 两个点电荷电荷量q1=-4×10-6C,q2=- 1.2×10-6C,在真空中的距离r=0.4m,求两个点电 荷间作用力的大小及方向。

解：

应用库仑定律求解 6 6

q1q2 4 10 1.2 10 9 F k 2 9 10 r 0.4 2

N 0.27 N

作用力的方向在两个点电荷的连线上。因 为是同种电荷，所以作用力为斥力。

注意事项：

库仑定律只适用于计算两个点电荷间的相互 作用力，非点电荷间的相互作用力，库仑定 律不适用。

应用库仑定律求点电荷间相互作用力时，不 用把表示正、负电荷的“+”、“-”符号 带入公式中，

计算过程中可用绝对值计算， 其结果可根据电荷的正、负确定作用力为引 力或斥力以及作用力的方向。

§1-2 电场和电场强度一、电场： 存在于电荷周围空间，对电荷有作用力的 特殊物质，叫做电场。 电场的两个重要特性： 1、位于电场中的任何带电体，都受到电场 力的作用。 2、位于带电体在电场中受到电场力的作用 而移动时，电场力对电场做功，这说明电场具 有能量。

二、电场强度定义：检验电荷在电场中某一点所受电场力F 与检验 电荷的电荷量q的比值叫做该点的电 场强度，简称场强，用符号E表示。

F E q

电场强度的计算公式

F E q式中：F—检验电荷所受电场力，单位为牛[顿],符号 为N; q—检验电荷的电荷量，单位是库[仑],符号为 C; E—电场强度，单位是伏[特]每米，符号为 V/m。

注意：

(1)电场强度单位：N/C (2)大小：电场中某点的场强在数值 上等于单位电荷在该点受到的电场力。

(3)方向：规定电场中某点场强的方 向为正电荷在该点受到的电场力的方向。