10-1-电流与电流密度
线径和电流的关系
线径和电流的关系导线截面积与电流的关系一般铜线安全计算方法是：2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。
4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A .6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A 。
10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。
16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A 。
25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A.如果是铝线,线径要取铜线的1。
5—2倍。
如果铜线电流小于28A,按每平方毫米10A来取肯定安全.如果铜线电流大于120A，按每平方毫米5A来取.导线的截面积所能正常通过的电流可根据其所需要导通的电流总数进行选择，一般可按照如下顺口溜进行确定：十下五，百上二，二五三五四三界，柒拾玖五两倍半，铜线升级算.给你解释一下，就是10平方一下的铝线,平方毫米数乘以5就可以了,要是铜线呢，就升一个档,比如2.5平方的铜线,就按4平方计算.一百以上的都是截面积乘以2, 二十五平方以下的乘以4, 三十五平方以上的乘以3, 柒拾和95平方都乘以2。
5，这么几句口诀应该很好记吧,说明：只能作为估算，不是很准确。
另外如果按室内记住电线6平方毫米以下的铜线，每平方电流不超过10A就是安全的，从这个角度讲,你可以选择1。
5平方的铜线或2.5平方的铝线。
10米内,导线电流密度6A/平方毫米比较合适，10-50米，3A/平方毫米，50—200米，2A/平方毫米，500米以上要小于1A/平方毫米。
从这个角度，如果不是很远的情况下，你可以选择4平方铜线或者6平方铝线。
如果真是距离150米供电（不说是不是高楼），一定采用4平方的铜线。
导线的阻抗与其长度成正比,与其线径成反比。
请在使用电源时，特别注意输入与输出导线的线材与线径问题。
以防止电流过大使导线过热而造成事故。
下面是铜线在不同温度下的线径和所能承受的最大电流表格。
导线的阻抗与其长度成正比与线径成反比，请在使用电源时，需特别注意输入与输出导线的线径问题,以防止因电流太大引起过热，而造成意外，下列表格为导线在不同温度下的线径与电流规格表。
第十章物理答案
10-32 一平行板电容器，两极板均为半径为 的圆板，沿板轴线的长直导线通有交变电流 ，设板上电荷均匀分布，忽略边缘效应，则极板间与轴线相距 处（ ）Ｐ点的位移电流密度为 ，Ｐ点的磁感应强度由空间所有电流产生。
解：正确解法如下。设矩形线框的左边到直电流的距离为 ，则
10-2 水平面上放置一个半径为 的金属环，其电阻为 。若地球磁感应强度竖直分量为 ，那么将环面翻转一次，沿环流过任一横截面的电量为________。
解：将环面翻转一次，通过环面的磁通量的增量为 ，引起的感应电流为
流过截面的电量为
10-3 如图，一长直载流导线 附近有导体框 ，框的边长分别为 ， ，导线与框处于同一平面上。线框以匀速率 向右运动。PQ中电流强度 与时刻 的关系是： （ 、 为正常量）。当 时，线框 边距 为 。求：在时刻 ，（1）通过 的磁通量；（2） 上的感应电动势（大小和方向）。
解： 曲线和 曲线如图所示。
10-6 一根长直导线通以恒定电流 。其旁的固定Ｕ形导线 上有一根可以滑动的导线 （见图）。设三者在同一个平面内。今使 向右以匀速 运动。求线框上的感应电动势的大小和方向。
解：如图所示，在 上选取 ，则感应电动势的大小为
负号表示方向为 ，对整个回路为顺时针方向。
10-7 一长Ｌ的直导体棒PB，在垂直于恒定匀强磁场方向的平面内，绕其端点Ｐ以角速度 作匀速旋转(如图)，A是PB的中点，则PA段中的动生电动势 与AB段中的动生电动势 之比等于____________。
方向为顺时针方向。
10-24 在一马蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘可自由绕轴转动，如图所示，当上面的磁铁匀速旋转时，下面的铜盘也跟着以相同转向转动起来，这是因为磁铁在铜盘上感应出涡电流，涡电流产生具有阻尼作用的机械效应来阻碍导体和磁场的相对运动。
高压电工教材第一章
第一童 电工基础知识本章简要介绍电工理论基本知识，这些知识是学习专业课程所必需的基础。
主要内容包括：直流电路及基本物理量、磁场及电磁感应、正弦交流电路和三相交流电路。
第一节 直流电路一、电场、电位及电压1．电场当两个带电物体互相靠近时，它们之问就有作用力，即同性带电物体互相排斥，异性带电物体相互吸引。
尽管两个带电物体没有直接接触，但相互之间却存在着作用力，这说明在带电物体周围的空问存在一种特殊物质，相互作用力就是靠这种特殊物质来传递的，我们把这种特殊物质称为电场。
凡有电荷存在，其周围必然有电场存在。
如果电荷的多少和位置都 不变化，则其电场也不变化，这种电场称为静电场。
2．电位当一物体带有电荷时，这物体就具有一定的电位能，我们把这电位能叫作电位。
电场中某点A 的电位等于单位正电荷在该点所具有的电位能。
用符号Va 表示。
一般规定参考点的电位为零，所以计算电路中某点的电位就是求该点与参考点之间的电位差，在实际电路中常以大地作为公共参考点。
电路中各点电位的大小和正负与参考点的选择有关。
选择不同的参考点，电路中各点电位的大小和正负也就不同。
电位的单位是伏特。
3．电压(电位差)电压(电位差)：电路中任意两点问电位的差值称为电压(电位差)。
A 、B 两点的电压以AB U 表示，AB A B U V V =-.电位差是产生电流的原因，如果没有电位差，在直流电路中就不会有电荷的流动，就不会有电流。
电压的单位也是伏特，简称伏，用字母V 表示。
常用电压单位还有于伏(kV)、毫伏(mV)，它们之间的换算关系为：3110kV V =；3110V mV =。
二、电流与电流密度1．电流电流就是电荷有规律的定向移动。
在实际应用中，电流的方向规定为正电荷移动的方向。
电流的大小取决于在一定时间内通过导体横截面的电荷量。
通常规定：ls 内通过导体横截面的电量称为电流强度，以字母I 表示。
若在t 时间内通过导体横截面的电量是Q ，则电流强度，就可以用下式表示： Q I t= (1—1) 电流强度I 的单位是A(安培)。
普通物理学第七版 第八章 恒定电流的磁场
三、磁感应线和磁通量 1. 磁场的定性描述——磁感应线（磁感线） • 磁感线上各点的切线方向表示 此处磁场的方向 • 磁感线的疏密反映磁场的强弱
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• 磁感应线的性质 磁感应线与闭合电流套连成无头无尾的闭合曲线 磁感应线绕行方向与电流成右手螺旋关系
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2. 磁通量
磁通量：穿过磁场中任一给定曲面的磁感应线总数。
例：简单闭合电路
IR
a。
电路中有如图所示电流I。
Ri
绕行一周，各部分的电势变化总和为0。
。b
ε
ε UR Ui 0
ε I
R Ri
推广至多个电源和电阻组成的回路，有
I Σε j
闭合电路的欧姆定律
ΣRj ΣRij
注意式中电动势正负取值的规定。
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例如计算如图闭合回路的电流。 I R1
Idl r2
方向：
(
Idl
r
)
各电流元产生的 dB方向各不相同，
分 解dB
垂 平直 行于 于zz轴 轴的 的ddBBz
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由对称性，dB分量相互抵消。
B dB//
dB
sinθ
μ0 4π
Idl sinθ r2
μ0I sinθ 4πr 2
2 πR
电源把其它形式的能量转化为电势能。如化学电池、
发电机、热电偶、硅（硒）太阳能电池、核反应堆
等。
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电动势 ： ε dA dq
电动势 等于将单位正电荷从
电源负极沿内电路移到正极过
程中非静电场力做的功。
杂散电流交流电流密度计算公式
杂散电流交流电流密度计算公式杂散电流是指在电气设备或电路中不期望的流动的电流，可能会产生损耗、干扰、热量等问题。
为了有效控制和管理杂散电流，需要了解和计算交流电流的密度。
下面将介绍交流电流密度的计算公式。
交流电流密度指的是交流电流在导体横截面上的分布情况，可以用来描述电流的分布均匀程度。
在电路和设备的设计中，合理控制和分布电流密度能够减小电阻和损耗，提高电设备的性能和可靠性。
1.计算交流电流密度的公式交流电流密度的计算公式为：J=I/A其中J表示交流电流密度（单位：安培/平方米，A/m²）I表示交流电流（单位：安培，A）A表示导体的横截面积（单位：平方米，m²）2.交流电流密度的影响因素交流电流密度的大小受到多种因素的影响，主要包括：2.1.导体横截面积：导体横截面积越大，可以容纳的电流就越多，交流电流密度就越小；2.2.导体材料：不同的导体材料具有不同的电阻率，电阻率越小，交流电流密度越大；2.3.环境温度：环境温度的升高会导致导体电阻增加，从而交流电流密度会降低；2.4.导体长度：导体长度越长，电阻就越大，交流电流密度越小；2.5.导体的表面积：导体表面积的增加可以提高散热效果，从而降低导体的温升，进而改善交流电流密度的分布。
3.举例说明交流电流密度的计算为了更好地理解和应用交流电流密度的计算公式，下面以一个简单的示例来说明。
假设我们有一个由铜导线组成的电路，导线的长度为10米，横截面积为5平方毫米，通过导线的交流电流为10安培。
我们可以使用交流电流密度的计算公式来计算交流电流密度。
首先，将横截面积转换为平方米：（5平方毫米）=5×10^-6平方米然后，将交流电流密度的计算公式代入参数进行计算：J=10A/(5×10^-6平方米)=2×10^6A/m²所以，通过该导线的交流电流密度为2×10^6A/m²。
通过以上示例，我们可以看出，交流电流密度的计算公式简单明了，通过确定导体的参数（如电流和横截面积），可以方便地计算出交流电流密度。
铜线线径与承载电流对照表
载流量(A) 9 14 23 32 48 60 90 100 123 150 210 238 300
估算口诀：二点五下乘以九，往上减一顺号走。三十五乘三点五，双双成组减点五。条件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数二三四，八七六折满载流。 说明：(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。由表5 3可以看出：倍数随截面的增大而减小。“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5倍，依次类推。“条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算
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10电磁相互作用(精)
矢量变标量
0 I 0 I dl cos dB dl 对总磁场有贡献的 dB 2 2 4 r 4 r 2 R I 0 Idl 0 I cos 0 B cos 2 R 2 2 3/ 2 2 2 2 ( R r0 ) 4 r 4 r
叠加原理
R2 I B 2 2 3/ 2 2 ( R r0 )
ch10
§10-3 磁场和电流
一、恒定电流-电流和电流密度
1. 电流的大小——电流强度 单位时间内通过导体任一截面的 电量规定为电流的大小 S
q dq I lim t 0 t dt
2. 电流密度 • 引入的必要性
I 单位：库仑/秒=安培
• 定义 j
方向：代表该点电流的方向（正电荷的运动方向）
ch10
本章习题：10-1，2，6，13，19
掌握运动电荷产生磁场的毕奥－萨伐尔定律， 并学会利用叠加原理求磁场分布的一般方法。
0 I dl r dB = 3 4 r
掌握磁场对运动电荷产生的洛伦兹力及其宏观 表现安培力。
F qv B
dF I dl B
ch10
理解霍尔效应的现象及机理
二、安培定律和毕奥－萨伐尔定律
1. 奥斯特的发现
奥斯特在康德的 哲学引导下,坚信 电力和磁力有着共同的根源。1820 年4月他观察到通电导线扰动磁针的 现象,发现了电流的磁效应,从而彻底 否定了那种不正确的观点。论文在7 月21日发表后在欧洲引起了很大反 响。
ch10
Hans Christian Oersted (1777~1851)
四、霍尔效应
1.霍尔效应及其解释
• 将一导电板放在垂直于板面的磁场 中，当有电流通过时，在导电板的A 和A'两侧会产生一个电势差UAA', 这 种现象是霍耳在1879年发现的，称为 霍耳效应。 • 设载流子是电子
线径电流对照表
1、综述铜芯线的压降与其电阻有关，其电阻计算公式：20℃时：17.5÷截面积（平方毫米）=每千米电阻值（Ω）75℃时：21.7÷截面积（平方毫米）=每千米电阻值（Ω）其压降计算公式（按欧姆定律）：V=R×A线损是与其使用的压降、电流有关。
其线损计算公式：P=V×AP-线损功率（瓦特）V-压降值（伏特）A-线电流（安培）2、铜芯线电源线电流计算法1平方毫米铜电源线的安全载流量－－17A。
1.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－21A。
2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A。
4平方毫米铜电源线的安全载流量－－35A6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A。
16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A。
单相负荷按每千瓦4.5A（COS&=1），计算出电流后再选导线。
3、铜芯线与铝芯线的电流对比法2.5平方毫米铜芯线等于4平方毫米铝芯线4平方毫米铜芯线等于6平方毫米铝芯线6平方毫米铜芯线等于10平方毫米铝芯线<10平方毫米以下乘以五>即: 2.5平方毫米铜芯线=<4平方毫米铝芯线×5>20安培=4400 瓦; 4平方毫米铜芯线=<6平方毫米铝芯线×5>30安培=6600 瓦;6平方毫米铜芯线=<10平方毫米铝芯线×5>50安培=11000 瓦土方法是铜芯线1个平方1KW,铝芯2个平方1KW.单位是平方毫米就是横截面积（平方毫米）电缆载流量根据铜芯/铝芯不同，铜芯你用2.5（平方毫米）就可以了其标准:0.75/1.0/1.5/2.5/4/6/10/16/25/35/50/70/95/120/150/185/240 /300/400...还有非我国标准如：2.0铝芯1平方最大载流量9A，铜芯1平方最大载流量13.5A二点五下乘以九，往上减一顺号走。
电流密度的计算方法
电流密度的计算方法铜厚（mil）=原子量*时间*电流密度）/64329.34推导方法：本公式是根据法拉第公式m=（M A IT）nF所推出. 其中:m-----析出金属的质量(g) M A------所镀金属的原子量I------电流强度(A) F------法拉第常数=96500n-----所镀金属离子的化合价Cu2+,Sn2+均为2因为m=V ρ=sdρ其中V-----析出金属离子的体积(cm3),S-----电镀面积(cm2) ρ----所镀金属的密度(g/cm3), d------镀层厚度(cm)所以,m=(M A IT)/2*(19300)d=(M A It)/(193000*S ρ)1cm=10mm=393.7mil,1ft2=930cm2d(mil)=(M A It*393.7)/(193000*Sρ)=(393.7M A tl,)/(193000ρ)现以我厂镀铜为例：D=（393.7*63.5*tl）/(193000*8.96*930)=(l,t)/64329.34当镀1mil时,电流密度1,=64329.34/(85*60)=12.6ASFC面：12.9ft2S面：12.7ft2所以C面电流=12.9*12.6=163A S面电流=12.7*12.6=160A二铜线阴阳面积计算钛篮个数一个铜球的面积：S=3.14*272=2289.06mm2，一个阳极钛篮可装75个铜球。
电镀有效铜球为65件，所以一个阳极钛篮中的有效铜球面积为：65*2289.06*07=104152mm2=0.10415m2。
因为电镀时阳极面积比阴极面积要大于等于2，所以2.62*2/0.10415=5252*2=104共需钛篮个数：104*17=1786个。
1．配槽所需铜球重量一个铜球的重量：体积*密度=4/3*3.14*(2.8/2)3*8.94=102.6。
共需铜球：102.6*75*1768=13.6屯。
(完整版)Tafel曲线交换电流密度对i-曲线的影响a=i0=10
t 1 tox
i DzF (Cb Cs )
t
当有大量支持电解质
C总 50Cb t 1
i DzF (Cb Cs )
K(Cb Cs )
当Cs = 0, 为极限电流密度
id KCb
C s Cb (1 i ) id
i0
r'
o
RT zF
ln
CRs Cosx
浓差、电化学、电阻的极化曲线
i
id
浓差
电阻
=电化学+ 浓差 电化学
3; 电阻
11-19 应用电化学
Apllied Electrochemistry
一. 电沉积(电镀) Electrodeposition (Electroplating)
Mz+ + ze M
h3omemhh2o迟缓放电机理volmer反应34a4b皆可能为速度控制步骤当4b为控制步骤2h2e2hadmhmh2mh2hadhadh2忽略逆过程一些金属上氢阴极析出时塔菲尔公式中常数a和b值t2002ci1acm2red1ox1z1eox2z2ered2放电原电池极极阳极阴极阴极阳极ox1z1ered1red2ox2z2evev
2H+ + 2e M-H + M-H Had + Had
2Had 2M + H2
H2
i 2Fk[ac ]i2r
(忽略逆过程)
r
o'
RT F
ln
[ ad [
]r ]
ir
o'
RT F
ln
[ad ]ir [ ]
c