电工理论基本知识和电工知识考试题

P3第一章电工基础知识

本章介绍电工理论基本知识，这些知识是学习电气专业知识所必需的基础。主要内容包括：直流电路及基本物

理量，磁场及电磁感应、正弦交流电路、三相正弦交流电路。

第一节直流电路及基本物理量

一、直流电路

电路是由电气设备和电器元件按一定方式组成的，它为电流的流通提供了路径。根据电路中电流的性质不同，

电路可分为直流电路和交流电路。电路中,电流的大小及方向都不随时间变化的电路,称为|直流电路|；电流的大小

及方向随时间变化的电路,称为|交流电路|。

电路的种类很多，不论结构简单还是复杂，电路都包含以下三个基本组成部分。

1.电源

电路中，供给电路能源的装置称为电源，如蓄电池、发电机等。电源可以将非电能转换成电能。

2.负载

电路中，使用电能的设备或元器件称为负载，也叫负荷，如电灯泡、电炉等。负载可以将电能转换为光能、热

能等其他形式的能量。

3.中间环节

电路中连接电源和负载的部分称为中间环节，最简单的中间环节是开关和导线。导线也叫电线，是电源与负载

之间的连接线，它把电流由电源引出来，通过负载再送回电源，构成电流的完整回路。图1-1就是一个简单电路的

示意图。

图1-1简单电路示意图

电路由外电路和内电路两部分组成。

外电路：图1一1中，由电源引出端1经导线、负载、仪表等环节，至返回端2的电路叫外电路。

内电路：电源本身电流的通路为内电路。在图1-1中，指电源引出端1和2间，由发电机组成的电路。

电流在外电路被认为是从电源的正极流向负极，而在电源内部则相反，是由电源负极流向正极。在电源和外电

路形.成闭合回路后工…电流才能产.生。如果电路断开,如图12所示，导线1点和2点间断开了，电流就不能流通了，

此时称电路为断路或开路状态。

图1-2电路断路示意图

二、电流

金属导体内的自由电子或电解液内的正负离子，通常都处在不规则的运动状态，因此在任一瞬间通过导体任一

截面的电量能相互抵消，即导体内没有电流流过。

当导体内的自由电子受到电场力的作用后，电子就以一定方向移动。在这种情况下，导体的任何截面（在任一

瞬间），将有一定的电量通过，也就是说导体内有电流流动。

1.直流电流

如果通过导体横截面上电流的方向和大小不随时间变化而变化，这种电流叫稳恒电流，或叫直流电流，简称直

遮，用符号I表示，如图1-3所示。习惯上把正电荷运动的方向网为电流的实际方向,即在导体中，电流的实际

方向与电子移动的方向是相反的，如图1—4所示。

图1-3直流电流

2.电流强度

衡量电流大小、强弱的物理量称为I电流强度I，简称电流。直流电流在单位时间内通过导体模截面的电量是恒定

不变的，则电流强度为

一

式中I——电流强度，A；

Q------电量，C；

t----时间,So

电流的单位为安培，用符号A表示。在测量微小电流时，取1A的1/1000为单位，称为毫安(mA)；或取1A

的1/1000(X)0为单位，称为微安(pA)»式(1-1)中电量的单位为库仑(C)；时间的单位为秒(s)o

3.电流密度

流过导体单位截面积的电流叫电流密度,用符号J表示，电流密度的单位是安/毫米2(A/mn?)。所取的截

面积应与导体中电流方向相垂直，导体截面积的单位为毫米2(mm2),

假定电流在导体截面积上分布是均匀的，则

J——(1—2)

S

式中J——电流密度，A/mm2；

I---导体中的电流，A；

S一一与导体中电流相垂直的横截面积，mn?。

【例1-1】在横截面积为2.5mm2的导线中，流过的电流为10A,求电流密度。

解：电流密度为

J=—==4(/4/mm~)

S2.5

三、电阻与电导

1.电阻

R

0-----------1-----------0

图1-5电阻符号

在金属导体中，自由电子在电场力作用下做定向运动时，与晶格中的离子发生碰撞，使自由电子运动受到阻力，

即导体对电流有一定的阻力。导体对电流呈现的阻碍作用称为叫电阻，用参数R表示，电阻符号如图1—5所示。

电阻的单位是欧姆(Q),较大的电阻单位有千欧(kQ)、兆欧(MQ)。它们之间的换算关系为lkQ=103Q；1M

Q=1()6Q。

同一物质对电流的阻力，主要决定于导体的长度和横截面积。截面积相同时，则导体越长，电阻越大；长度相

同时，则截面积越大，电阻越小。所以电阻与导线长度L成正比，而与导线截面积S成反比。用公式表示为

R=p一(1-3)

S

式中p---电阻率(或电阻系数)，Q•m。

各种导电材料的电阻率产是不同的，常用的材料中，电阻率最小的是银，其次是铜和铝。

2.电导

电阻的倒数称为电导，导体的电阻越大，电导越小。电导是表示材料导电能力的参数，用符号G表示。电阻的

单位为欧姆时，电导的单位是(1/0),称为西门子，用符号S表示。即

G——(1-4)

R

【例1-2】如有一导线的电阻是100Q,求该导线的电导。

解：该导线的电导为

G=—=0.01(5)

【例1-3】在某设备中，需绕一个2Q的电阻，现采用长度为20m的铜线绕制，已知铜线的电阻率为0.42C-m,

试计算所用铜线的横截面积。

解：铜线的横截面积为

/20

s=2一=0.42X—=4.2(，川“2)

S2

3.电阻与温度的关系

导体的电阻随温度而变化，变化的原因有两个：

一是当导体的温度升高时，导体内自由电子在定向运动过程中与晶格点阵的碰撞次数增多，而平均速度降低，

即电阻增大而电流减小，因此导体的电阻随温度升高而增加。金属导体的电阻基本上是随温度的升高而增加的。

二是当导体的温度升高时，某些材料参与导电的载流子浓度增加，使电流增大，电阻减小。因此这类导体的电

阻随温度升高而降低。例如电解液和碳素物质的电阻，基本上是随温度升高而降低的。

还有某些导体如康铜、镭铜、银铭合金等，它们的阻值几乎不随温度变化。

由上述可知，温度变化对不同导体电阻的影响是不同的。为了便于比较，往往取导体电阻为1Q,当温度变化

为时，它的电阻的变化数值作为比较的标准。这个变化数值叫做电阻的温度系数，一般用字母“%”表示，电阻

温度系数4表示温度增加时，电阻的相对增量，单位为

如果温度为T1时导体的电阻为R”而温度变化为T2时，其电阻的数值可做如下推算：

当导体电阻是1Q,温度变化为1C时，电阻的数值为

R2=R|+R1arxrC=R,(l+arX1℃)

因为R1=1Q,所以R2=l+arXTCo

若温度变化不是1℃,而是12—「，那么变化后的电阻为

R2=R|+RJ(1-5)

或R2=R1El+ar(T2—

【例1-4】一铜线在+20℃时，测得的电阻为150Q,过了一段时间后，测得的电阻为210Q,问这时的温度是

多少(已知铜线的电阻温度系数4=0.004/°C)?

解:因为R2=R1+R1ar(T2-T))

则T,二区+7；=210-150+20=120cc)

21150x0.004

四、电动势与电压

电动势表征电源中外力(非静电力或电源力)将化学能、机械能、磁能等非电形式的能量，转变为电能时做功

的能力。能量转换的过程，表现在电源内部正电荷在外力作用下从电源负极移动到正极的过程。电动势的氏丕笠

于外力克服电场力把单位正电荷在电源内部从负极移到正极所做的功。电动势的方向从负极指向正极，与电源内的

电流方向相同。在直流电路中，电动势用符号E表示，单位是伏特，简称伏，用字母V表示。根据定义电动势的表

达式为

式中W一一外力(非静电力)移动电荷所做的功，J；

Q一一被移动的电荷量，Co

蓄电池、干电池、直流发电机等是提供直流电的装置，称为电源，电源符号如图1-6所示。

电源的一端标“+”号，另一端标“一”号，表示电源的两极。“+”号一端电位高，称为正极；“一”号一端

是电位低，称为负极。电源的电动势E是一个定值，与外电路的负载大小无关。

图1-6电源符号

若将电源接于电路中，则该电源支路两端的电位差就叫电源端电压,用符号U表示，该电压的单位也为伏特(V)。

电源端电压表示电场力在外电路将单位正电荷由高电位移向低电位时所做的功。

电动势与电源端电压的关系说明：

图1-7简单电路图

图1-7所示是一个由电源和内阻R0组成的简单电路。在开关S闭合后，电路闭合，电路中就有电流产生。这

时电源电动势的一部分消耗在电源的内阻上，叫内电压降，用IRO表示。另一部分消耗在外电路中，叫外电压降，

用U表示。因此电源的电动势等于内电压降和外电压降之和。即

E=IRo+U(1-7)

电源的端电压为

U=E-IR()(1-8)

当电源内阻Ro=O时，电源端电压等于电动势；当开关S断开后，电路断路，电动势在数值上等于电源两端的

开路端电压，用U。表示。

P10五、欧姆定律

1.部分电路欧姆定律

部分电路欧姆定律用来分析通过电阻的电流与端电压的关系。

U口R

O

图1-8部分电路

欧姆定律

如图1-8电路所示，当电阻R一定时，加在电阻两端的电压越大，电流也越大，因此通过电阻的电流与电阻两

端的电压成正比。即

,EE

I=---=----------------(1-9)

RzRf+R1+R()

式中u—■电阻两端电压，V；

R——电阻，Q：

I一一通过电阻的电流，A

式(1-9)表明，若电阻一定，则通过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比；若电压一定，则通过电阻的电

流I与电阻成反比。

2.全电路欧姆定律

全电路欧姆定律用来分析回路电流与电源电动势的关系。在闭合电路中,除负载电阻Rf、电源内阻Ro外，还

有导线电阻RL，如图1-9(a)所示。当导线较长时，导线电阻与负载电阻和电源内阻相比，就不能忽略不计了。

这时回路电流就与回路总电阻Rz=Rf+Ri+Ro有关系，如图1—9(b)所示。回路电流I与电源电动势及总电阻Rz

的关系，可用下式表示

图1-9全电路欧姆定律

(a)合并前；(b)合并后

E

(1-10)

Rz

上式表明，在闭合回路中，电流的大小与电源的电动势成正比，而与整个电路的电阻成反比。这就是全电路欧

姆定律。

【例1-5】电源的内电阻是0.2。，要想使离电源装置500m远的工厂得到220V的电压，工厂里需用的电流是

80A,铜导线的横截面积是90mm2,铜的电阻系数p=0.0175Qm,求发电机的电动势是多少？

解：输电线的电阻R.=夕一=0.0175x-a*=0.19(0)

LS90

U220

工厂负载电阻R=—=——=2.75(0)

/f/80

外电路总电阻Rz=RL+Rf=0A9+2.75=2.94(Q)

发电机电动势

E=1(Rz+Ro)-80X(2.94+0.2)-80X3.14=251.2(V)

P11六、电功率和电能

1.电功率

电功率表示单位时间电能的变化,简称功率，用字母P表示。电功率的单位是瓦特，用符号W表示。较大的功

率单位是千瓦(kW),较小的功率单位是毫瓦(rnW)、微瓦(pw)。功率大小可以通过一段电路两端的电压U及通

过该段电路的电流I的乘积计算。在直流电路中，功率的计算公式为

P=UI(1-11)

式中u——该段电路的电压，V；

I——通过该段电路的电流，Ao

电源电动势的功率PE=IE

TJTJ2

电阻R消耗的功率PR=UI=U-±=,=l?R

由上式可知，当I一定时，电功率P和电阻R成正比；当电压U一定时，电功率P和电阻R成反比。

2.电能

电源(发电设备)的功率是单位时间产生的电能,负载(用电设备)的功率是单位时间消耗的电能。在电路中，

如果用电设备的功率为P,用电时间为t,则该设备消耗的电能为功率与其通电时间t的乘积,用符号W表示。表

达式为

W=Pt=UIt(1-12)

若功率的单位为瓦(W),时间的单位为秒(s),则电能的单位为焦耳(J)»实际工作中，电能的单位常用千瓦

时(kWh)来表示，即当功率的单位为千瓦(kW),时间的单位为小时(h),则电能的单位是千瓦时(kWh),IkWh

的电能俗称1度。

1度=lkWh=3.6Xl()6(J)

由上式可得P=W/t(1-13)

在实际运算中，有时会碰到马力这个单位，电工马力与千瓦的换算关系如下

1电工马力=746W=0.746kW

【例1-6】在某电路中，电阻R=5Q,电流I=10A,求经过10s后，电阻消耗的电能和功率。

解：电阻消耗的电能W=Pt=I2Rt=102X5X10=5000(J)

功率P=I2R=102X5=500(W)

【例1-7】一台电视机每日收看4h,它的功率是500W,电费为0.60元/(kWh),问用户使用这台电视机时,

每月(按30天计算)的电费是多少？

解：每月用电小时数t=30X4=120(h)

每月消耗的电能W=Pt=500X10-3X120=600(kWh)

用户每月应付电费60X0.60=36(元)

P13七、电阻的串联、并朕和混朕

实际电路往往不是由一个负载(电阻)所构成的，而是由许多负载，用不同的方法连接起来的。电路中电阻的

连接方法主要有串联、并联和混联(既有串联又有并联)。

1.电阻的串联

将两个以上的电阻，一个接一个的顺序相联起来，称为电阻的串联。将串联电阻的两端接上电源，即组成了电

阻串联电路，如图1-10所示。

-CZZI—

+—

图1-10电阻串联电路

图1-10所示电路由电阻RI、R2、R3和电源串联组成，电路的端电压U等于各电阻两端电压的总和。即

U=U1+U2+U3(1-14)

因串联电路中，只有一条电流流通的路径，所以各电阻上的电流相等,因此各个电阻上的电压分别为

U1=IR1(1-15)

U2=IR2(1—16)

U3=IR3(1-17)

将式(1—15)、式(1—16)、式(1—17)代入式(1-14)中得

U=IR1+IR2+IR3=I(R1+R2+R3)(1-18)

因为U=IR

所以IR=I(R1+R2+R3)

两边各除以I得

R=R1+R2+R3(1-19)

因此当电阻串联时，串联的总电阻等于串联各电阻之和。电路如果是由N个电阻组成，则串联总电阻(又称等

值电阻)为

R=R1+R2+R3+....+RN

将上式两端各乘以『得

I2R=I2R1+I2R2+I2R3+...+I2RN(1-20)

即P=P1+P2+P3+...+PN(1-21)

因此当电阻串联时，串联电路的功率等于串联电路中各电阻的功率之和。

【例1-8】设有一电路，由三个电阻串联，Rl=10Q,R2=20Q,R3=3OQ,电流I=10A,求电路总电阻R

和电路端电压U及RI、R2、R3各电阻上的电压。

解：串联电路总电阻R=R1+R2+R3=10+20+30=60(Q)

电路端电压U=IR=10X60=600(V)

电阻Ri上的电压Ui=IRl=10X10=100(V)

电阻R2上的电压U2=IR2=10X20=200(V)

电阻R3上的电压5=尔3=10X30=300(V)

因此，可以证明U=UI+U2+U3=100+200+300=600(V)

2.电阻的并联

将两个或两个以上的电阻的一端全部连接在一点a上，而另一端全部连接在另一点b上,这样的连接叫电阻的

并联。将并联电阻的两端接上电源，即组成了电阻并联电路，如图1—11所示。

因为并联电阻两端的电压根同，根据欧姆定律可求出各并联支路的分支电流为

旦

R

旦

飞

旦

R

电路

并联

电阻

-11

图1

由于电路中总电流等于各分支电流的和,则

1=11+12+13

即

UUUU

一-一+---F一

RR]R2R3

式中，R为并联电路的等值电阻,将上式两端同除以U,则

111

一+---1------(1-22)

KR2R3

用等值电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。

若将式(1-22)两边各乘以U,得并联电路的功率与各并联电阻的功率关系式为

u2U2U2U2

——----------F-------1-——

RR、&R3

即P=P1+P2+P3(1-23)

电阻并联电路的总功率等于各分支电路的功率之和。

若电路是由N个电阻并联组成，N个电阻并联电路总功率等于

P=P1+P2+P3++PN(1-24)

如图1—12所示是两个阻值相同的电阻并联电路，则它的总电阻R为

1&R?

[+]=凡+&

&&

图172两电阻并联电路

因R1=R2,则总电阻为

旦=4

R1+R)2K2

上式说明，两个阻值相等的电阻组成I的并联电路的总电阻值，等于其任一支路电阻的数值除以2。

同理，如果是N个相等的电阻RN并联时，它的总电阻为任一支路电阻的数值除以并联支路数N,1

式中RN——支路电阻，Q；

N---并联支路数。

【例1-9】如图1-12所示两电阻并联电路中，电路电流I=100A,电阻R1=8Q,R2=12Q,求II12各是多

少？

解：并联电路总电阻为

8x12

RR岛=4.8(C)

R]+R,8+12

,IRlOOx4.8

RI支路的电流人=——=--------=60(A)

/?(8

IR100x4.8

R2支路的电流=40(A)

2反12

电路的端电压U

等于各电阻两端U=U1+U2+U3

一个接一

兄R：R.电压的总和。

个的顺序

总电阻等于串联

串相联起♦口」.R=R1+R2+R3

各电阻之和

联来，称为1*

U串联电路的功率

电阻的串

图110电阻串联电路等于串联电路中P=Pl+P2+P3

联

各电阻的功率之+...十PN

和。

电路中总电流等

一+----I于各分支电流的1=11+12+13

一端全部

a和，则

连接在一b

。

并点a1等值电阻的倒数1111

而另一端等于各并联电阻—=一+---1-----

联

全部连接A的倒数之和

bRR&g

在另一点

O总功率等于各分

b上P=Pl+P2+P3

图1-11电阻并联电路支电路的功率之

和。+......+PN

3.电阻的混联

电路中既有电阻的串联，又有电阻的并联的电路，称为电阻的混联电路。

图1-13是电阻的混联电路在计算混联电路的等值电阻时，要仔细观察，可以将电路改换成容易观察的图形，先

求出并联电阻的等值电阻，再求串联电阻的等值电阻，最后求整个电路的等值电阻。

+~广

u帅&m

d

图1T3电阻混联电路

例如，可以将图1—13所示的混联电路，分解成如图1—14所示的两个简单电路。图1—14(a)是两个电阻串

联电路，图1—14(b)是两个电阻并联电路。串联电路的电阻Rc为

RC=RI+R2

(a)(b)(c)

图1-14简化电路

(a)串联；(b)并联；(c)混联

并联电路的电阻Rb为

4+R&

用Rc与Rb组成如图1-14(c)所示的新电路，来代替图1-13所示的原电路。此电路是一个简单两电阻串联

的电路，则等值电阻R=Rc+Rb。所以，此混联电路的总电阻(等值电阻)为

R=R.+R.=R.+R,+&勺一

混联电路的总电流为

/上

R

电阻R3支路电流为

二"I

%+宠4

电阻R4支路电流为

R3+R4

图1T5电阻混联电路

【例1-10】有一混联电路如图1-15所示，Rl=R2=R3=10O,R4=20Q,U=200V«求总电阻R,总电流I,

分路电流II和12o

解：串联等值电阻R2,3=R2+R3=10十10=20(Q)

并联等值电阻

叫,3凡20x20

氏2,3.41g)

&3+R&20+20

电路总电阻R=Rf+R2,3.4=10+10=20(0)

根据欧姆定律得电路总电流

,200，…、

I=-----=10(A)

20

电阻电压UR”UR4分别为

URI=IR]=10X10=100(V)

UR4=U-URI=200-100=100(V)

分路电流/==122=5(A)

氏20

11=1—12=10-5=5(A)

P18第二节磁场及电磁感应

磁现象与电现象是相互联系的，一切磁场现象都起源于电流。

一、磁场

在一根永久磁铁周围的空间中放一支能自由旋转的磁针，则磁针将被迫以一定方向对着磁铁。若将磁铁拿开，

则磁针就转回到它原来的位置，即转向地磁子午线。由此可知，在磁针上作用着某种作用力，这种力叫磁力。

磁场是一种物质形态，储藏有一定的能量，对磁针或载流导线具有一定的作用力。

1,磁力线

磁力线就是用来描述磁场结构的一组曲线。磁力线上某点的切线方向是该点磁场的方向。

磁力线在某区域的密度与该区域的磁场强弱成正比。如图1-16和图1—17所示为一载流直导线的磁场的磁力

线。

长直载疏导线周围的磁场，其磁力线具有同心圆形的形状，环绕着导线。离导线越近，磁力线分布越密，离导

线越远，磁力线分布越稀疏。

用磁力线描述磁场的分布，要求磁力线上每点的切线方向都与该点磁场的方向一致,磁力线都是闭合曲线,见

图］T7。磁力线的疏密程度，反映了磁场中各点的磁场的强弱。

(a)(b)

图177长直载流导线周围的磁力线

(a)电流流入纸面；(b)电流流出纸面

注：8表示电流流入纸面，0表示电流流出纸面

2.右手螺旋定则

磁场的方向与电流的方向有着一定的关系，这个关系用右手螺旋定则来决定，如图1—18(a)所示。对于长直

载流导线的磁场，右手四指螺旋旋转的方向表示磁力线的方向，大拇指的方向为电流方向。为了帮助记忆这个定则，

可以用右手握住导线，伸直拇指，使拇指指向电流的方向，则其余四指所围绕的方向就是磁场的方向。

(b)

图1-18右手螺旋定则示意图

＜a）长直载流导线的磁场，（b）载流线圈的磁场

对于载流线圈的磁场，则四指的螺旋方向为电流方向，伸直的大拇指的方向为磁场方向。如图］—18（b）所示，

也可用右手握住线圈，伸直拇指，则四指所指的方向为电流的方向，大拇指所指的方向就是线圈内磁场的方向。

因此，右手螺旋定则不但可以用已知电流方向来判断它所产生的磁场方向，也可以用已知磁场的方向来判断产

生磁场的电流方向。

3.磁感应强度与磁通量

载流导线在磁场中受到磁场力的作用，实验证明：这个作用力的大小与载流导线上通过电流的大小及载流导线

处于磁场中的长度成正比。以同一载流导线处于不同磁场或处于同一磁场的不同位置时，受到的磁场力的大小与方

向都不相同，这说明磁场力的大小与方向和磁场的强度与方向有关。

描述磁场的强度与方向的物理量叫做磁感应强度，用符号B表示。磁感应强度B的单位为特斯拉，用符号T

表示。磁感应强度是一个矢量（即有大小和方向的量），它与产生该磁场的电流方向之间的关系满足右螺旋定则。

在均匀磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通量，用符号①表示。

(1-25)

磁通的单位称为韦伯，用符号Wb表示。

由@=BS可知，磁感应强度为

B=O）/S

所以在数值上，磁感应强度B可以看成是与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通量，故磁感应强度B也可

认为是该面积中的磁通密度。

P21二、磁导率与磁场强度

磁场的大小不仅与载疏导线的电流及导体的形状有关，而且与磁场内磁介质的性质有关。

1.磁导率（导磁系数）

为了对不同磁介质的性质有一个较清楚的认识，可把各种磁介质内磁感应强度与真空中磁感应强度，在其他条

件相同的情况下加以比较。某些磁介质内的磁感应强度比在真空中大些，而在另外一些磁介质内就比真空中小一些,

这是由于不同磁介质具有木同的磁性能。

表征磁介质磁性能的物理量，叫做磁导率（或导磁系数），磁导率可分为绝对磁导率和相对磁导率。绝对磁导率

用符号N表示，简称磁导率，真空中的磁导率用符号因表示；相对磁导率用符号也表示。磁导率的单位是亨/米（H

/m）。亨（H）是电感的单位。磁导率中相对磁导率产内，真空磁导出的关系式为

〃=内燃（1-26）

式中，相对磁导率内是没有量纲的比值。山为真空的磁导率，实验确定产。阿=4兀XlO-’H/m,空气的磁导率

与真空基本一样，故自由空间与真空的相对磁导率为1。

通常把内＞1的物质叫做顺磁（性）物质（磁导率比真空磁导率大），把内＜1的物质叫做抗磁（性）物质（磁

导率比真空磁导率小），把产内＞＞1的物质叫做铁磁（性）物质。

目前常用铁磁(性)物质的导磁系数比真空的导磁系数要大得多，它们往往是机的几千倍、几万倍，甚至几百

万倍。

2.磁场强度

磁场中某点的磁感应强度与磁导率的比值，就是该点的磁场强度，用符号H表示。

根据定义磁场强度为

H=B/p(1-27)

即同样的导线，通过同样的电流，在同一相对位置的某一点来说，如果磁介质不同，就有不同的磁感应强度，

但有相同的磁场强度。

在实用单位制中，磁场强度的单位是安培/米(A/m)。

三、磁场对载流导体的作用与左手定则

当载流导体置于磁场中时，导体受到一种力的作用，驱使载疏导体向一定方向运动。这个作用力叫电磁力。实

验证明，电磁力的大小与磁感应强度B、电流I的大小及导体在磁场中的长度成正比。

图1-19均匀磁场中

导体的受力

对于均匀磁场，如图1-19所示，当磁场与导体相互垂直时，电磁力F等于磁感应强度B、导线电流I及导体位

于磁场中的长度L的乘积。即

F=BIL(I-28)

式中B-----磁感应强度，T；

I——导体中流过的电流，A；

L-----导体在磁场中的有效长度，m；

F电磁力，N„

电磁力的方向，用左手定则来判定。如图1—20所示，伸出左手，大拇指与四指垂直，使磁力线穿过手心，使

伸直的四指和电流的方向一致，大拇指所指的方向就是载疏导体在磁场中所受到的电磁力的方向。

P23四、磁路及磁路欧姆定律

磁路是磁通中的闭合路径。由于铁磁性材料磁导率非常高，所以在变压器、电动机等电工设备中，采用铁心作

为磁路。图1-21所示为一个铁心磁路。N是绕在铁心上的线圈，称为铁心绕组。当绕组通有电流I时，就在铁心

中产生磁通①，该磁通通过每匝线圈，并经铁心闭合。

o

-----o

.

图1-21磁路

磁通中的大小与磁路的性质（铁心磁导率和铁心的几何尺寸）和铁心绕组的匝数N及线圈电流I有关，可用下

式表示

/NIF

"_二___m

NS

F=NI

式中N——绕组匝数；

I——绕组流过的电流，A；

L-----磁路长度，m；

S-----铁心截面积，mm?；

H-----磁路材料的磁导率，H/m；

F一一磁通势，磁通势表示绕组电流产生磁通的作用，安匝；

Rm——磁阻用“=三，磁阻表明磁路对磁势F所产生的磁通大小的影响。

心

图1-22有气隙的磁路

对于有气隙的磁路，如图1-22所示，由于空气导磁作用很差，所以磁路中的气隙磁阻就很大。在同样的磁通

势F作用下，磁路中的磁通中将大大减小。①、F和Rm的关系式为

（D=F/Rm

上式称为磁路欧姆定律。

P24五、电磁感应

如图1-23所示，在一金属直导线的两端接上一检流计，并将此导线以一定速度垂直于磁力线运动时，就会发

现检流计的指针发生偏转.这说明在磁场中运动的导线上产生了感应电动势与电流。由导体切割磁力线而在导体中

产生感应电流的现象叫做电磁感应。

图1-23电磁感应现象

如果改变运动导线的速度与方向，检流计指针偏转的大小与方向亦随着改变。这说明导线在磁场中作切割磁力

线运动时，产生的感应电动势，与磁场的强弱、导线运动的速度和切割磁力线的方向有关。当磁感应强度、导线运

动速率一定时，若导线运动方向与磁力线垂直，则检流计指针偏转为最大，若导线运动方向与磁力线平行，则检流

计指针偏转为零。当导