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第一章 電線基礎講座 1電磁力學 歐姆定律(Ohm‘s Law) 妨害電流流動的性質,稱為電流電阻,或者稱為電阻(Resistance)。 電阻的單位用歐姆(Ω)表示。 要使1安培(A)的電流流動,於1伏特(V)所需的電阻將它定為1歐姆(Ω)。 電阻單位如下: 1微歐姆(μΩ)即是10—6Ω 1毫歐姆(mΩ)即是10—2Ω 1千歐姆(KΩ)即是103Ω 1微歐姆(MΩ)即是106Ω 在電路中流動的電流与電壓成正比,与電阻成反比。即以I(A)代表電流,V(V)代表電壓,R(Ω)代表電阻,則:I=V/R。此關係稱為歐姆定律。 電阻與電阻率(Resistance and Volume Resistivity) 電阻隨著其材質、形狀、溫度等的變化而產生變化。 所謂電阻率是指截面積1m2,長度1m的導體所產生的電阻,其單位使用歐姆公尺(Ω﹒m)。 電阻率的單位,除了歐姆公尺以外,還有表示截面積為1cm2,長度1cm的導體之電阻歐姆公分(Ω﹒cm),另外象電線等細長的物體,其截面積為1mm2,長度為1m的電線之電阻用歐姆平方毫米每公尺(Ω﹒mm2/m)來表示。 電阻率ρ(Ω﹒mm2/m)長度L(m),斷面積A(m2)的導體之電阻為: R=ρ﹒L/A(Ω)。 IEC標準軟銅的電阻率,在20℃下比重為8﹒89時為1﹒7241×10—3Ωm。 電阻率的倒數稱為導電率(Conductivity),表示物體的電流流動的難易度。 導電率的單位使用的是姆歐每公尺(ν/m)。 不同導體的導電率与IEC標準軟銅導電率之比用%表示時,稱為百分比(%)導電率。 IEC標準軟銅(The International Annealed Copper Standard)的百分比導電率為100%。 (3)電導系數(Conductance) 電阻的倒數稱為電導,與電阻相反,表示電流流動的難易度。導電性的單位為西門子(s),以G來表示電阻R的導電性時, G = 1/R 。 (4)自身感應與自身感應系數(Self Induction and Self Inductance) 1)因線圈中流動的電流發生變化而使該線圈本身感應產生起電力的現象稱為感應作用。 2)當在N圈的線圈中流動之電流,在Δt秒間僅變化ΔI(A)而有Δ∮(Wb)的磁鏈發生變化時,若假設所感應的電動勢為e(V)時: e=NΔ∮/Δt (V) 因為磁鏈的變化与電流的變化成正比,所以自感電動勢e(v)与ΔI/Δt成正比。設此比例系數為L,則 e=LΔI/Δt (V) 此比例系數稱為自感系數,單位使用亨(H)。 3)某一回路的電流變化率,即當電流在1秒間按1A的比例變化時,感應1V的電動勢的線圈的自身電感為1H。 (5)互相感應与互相感應系數(Mutual Induction and Mutual Inductance) 1)有2個線圈,當其中一個線圈中流動的電流產生變化時,其交叉磁束將產生變化,通過電磁感應使另一個線圈感應產生電動勢的現象稱為互相感應作用。 2)假說線圈P的電流於Δt秒間僅變化ΔI(A),与線圈S交叉的磁束僅變化Δ∮(Wb)時,在卷繞N2圈的線圈S所感應的電動勢e2(V)為 e2=NΔ∮/Δt (V) 。 此時Δ∮(Wb)和ΔI(A)成正比,若以M作為比例系數,則 e2 =MΔI/Δt(V) 此比例系數稱為互感系數,單位使用亨(H)。 3)設有二個線圈,當一次回路的電流變化率,亦就是電流在1秒間以1A的比例作變化時,若在二次回路可感應到1V的起電力,則它的互感系數為1H。 (6)靜電容量与電容量(Capacity and Condenser) 1)表示儲存電荷能力大小的量稱為靜電容量,單位使用法拉(F)。 2)靜電容量亦稱為容量或電容量。 3)給与電荷Q(C)時,單位為V(v)的物體之靜電容量C為: C=(F) 4)靜電容量1F(法拉的單位)是表示在2個導體間施加1V的單位差(電壓)時,能儲存1C電荷的能力。 5)在截面積為A(m2)的金屬平行板間,放進感應率為ε,厚度為l(m)的誘電体時,靜電容量C (F)為 C= ε0 εsA =8﹒855×10—12 εsA (F) l l 6)為了得到靜電容量而作的“容器”稱為電容器,根據誘電體(電解質)的種類來區分有雲母電容器,紙電容器,油電容器等。 7)靜電容量單位法拉(F)的實用單位如下: 10—6 F =1微法拉 (μF) 10—12 F =1微微法拉(μμF)=1兆分之1法拉(PF) (7)誘電體与介電常數(Dielectric and Dielectric Constant) 1)一般,靜電容量与介電常數成正比。 例如:金屬平行板間的靜電容量,將真空時的介電常