电工学基础3

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1、3.电磁测量的单位制开始学习电工学基础吋，我们就会遇到各种电量和磁量测定问题。关于这些量值的测定，有着几种单位制，例如：国际单位制（简称国际制，记做"）、绝对静电单位制（在电磁学中，一种以静电力为基础的绝对单位制，它选取质量、长度和时间为基本量。基本单位是：厘米、克和秒，简称静电制，记做CGSE制、绝对电磁单位制（根据磁相互作用建立的单位制，简称电磁制，记做CGSM制）等等。在通常用來测定CGSE静屯制和用來测定磁量的CGSM绝对屯磁制中，基本巾位是：厘米（cm）、克（g）和秒（s）o在厘米一克一秒（记做CGS）制中，速度的单位是1厘米/秒；加速度的单位

2、是1厘米/秒2;力的单位是达因（dyn）,等于1厘米•克/秒'（l达因（dyn）=1克XI厘米/秒彳）；功的单位是尔格，它等于1厘米2•克/秒2（1尔格=1达因（dyn）XI厘米）电和磁的量值在这些单位制中表示出來时，无论在实验室研究中和实际应用上都不方便。所以，后来制定出所谓国际实用单位制，并经各国同意采用。在这个单位中，电阻的单位（国际欧姆））和电流的单位（国际安培）是基本的单位,它们的定义如下：国际欧姆是在摄氏0度（0°C）吋，长度为106.3厘米、质量为14.4521克的水银柱（相当于截面积1平方毫米）所冇的电阻。国际安培是由电流的化学作用來确定

3、的，就是通过硝酸银的水溶液时，在1秒钟内能分析出1.118毫克银的不随时间而变动的那样大小的电流。所有其它的电器单位都是根据这两个单位定出的。试看不同单位制的几个单位间的关系式：1牛顿=ipmxiQWL=105达因、［秒2105达因一亠二1牛顿==0.102仟克重9810001焦耳=1牛顿XI米=105达I大1X100厘米=107尔格因为1仟克重米=：男克=卡热量,所以0.102仟克重XI米X1000427=0.239卡热量1焦耳=1牛顿乂1米=4.库仑定律两个带电物体，如果它们本身的尺寸远小于它们Z间的距离，那么二者Z间的相互作用力，是与二物体上电荷的

4、大小或带电的多少成正比，而与它们Z间距离的平方成反比。库伦的实验建立了这样一个定律：两个物理的点电荷J和q2处在介电强度为£的均匀介质小，彼此距离Y,相互间的作用力F与这两个电荷的乘积成正比，而与它们之间距离的平方成反比。所谓物理的点电荷是指本身的尺寸远小于它们彼此Z间的距离而言。库仑定律公式如下：f=qg4neeo^2式中：一真空的介电强度。在MKSA制中，等于：=1C0=4nX9X109£—相对介电强度。它表示在其它条件相同的情况下，两个屯荷在某介质中相互作用的力，比在真空中小的数值（即小几分之儿的意思）。相对介两强度是一个无因次数值。不在真空中而在

5、某种其它介质中的电荷间的相互作用力，减小了£倍（即只有1/£倍）下面列举几种电工所用材料的相对介电强度。汽油2-3纸（油浸）3.2纸（石蜡浸）3蒸馆水81空气1.0006煤油2大理石&4右蜡2_2・4橡胶2.6—3.5云母6-8玻璃5-10变压器油2.2硬橡胶3.12X10_8X3X10_54KX1X0.052X4兀X9X1092X10—8X3X10一54JiX9X109例1求在真空中相距5厘米的二电荷间的相互作用力。电荷值等于3X10s库伦和3X105库伦。2.16牛顿4“EE0厂24JiX1X0.0522因1牛顿=102克重，故F=2.16X102=

6、220.32克重例2求在煤油'I'相距5厘米的二电荷间的相互作用力。电荷值等于3X10库伦和3X10弓库伦。4Eor2_2X10-8X3X10-54^X2XO.O52X4HX^X1O9=2X10^X3X10—5429X2=RQg牛顿=no克重4JiX2X0.052由此可见，试验点电荷放在不同的介质中，相互间的作用力减小了1/2。3.电场大小和位置都不变的电荷所产生的屯场，叫静电场。科学家在进行试验时，不但观察到电场的存在，而且感觉到了磁场的存在。因此，电场和磁场是同时共同存在的。是所谓“电磁场”的物质媒介质屮客观存在的同一物理现象的两个方面。电磁场是物质

7、的一种特殊形态。不间断的分布在空间。它的特殊性在于具有以光速来散佈的能力和对带电核的质点及电流有发生力的作用的能力。在这种过程中，屯磁场的能量转变成其它形态的能量（热能、机械能等）。所以，电场是电磁场的两方而屮的一方而，而电磁场的产生是由于电荷的激励和磁场的变化。它所表现的特征是对于具有电荷的质点发生力的作用。电场的强度是由于它作用于带电物体的机械力来测定的。根据库仑定律，在给定的媒介质中的屯荷的相互作用力，决定于电荷的量值和彼此间的距离。所以，取电场对于在空间屮某点的单位正电荷所作用的机械力作为电场的测量值。这个数值叫做电场强度，以字母E代表。根据定义

8、，电场强度等于：使库伦公式中的电荷之一等于1单位电荷，就得到另一电荷「处一点的电