電器學（簡體書）

《普通高等教育電氣工程與自動化（應用型）“十二五”規劃教材：電器學》是普通高等教育電氣工程與自動化（應用型）“十二五”規劃教材，共分9章，主要介紹開關電器的基礎理論、基本原理和基本計算方法，內容包括電器發熱與電動力理論、電接觸理論、電弧理論、電磁系統理論、電器的機構理論等，並針對當前智能電器與智能電網領域的研究熱點問題進行了簡要介紹。
《普通高等教育電氣工程與自動化（應用型）“十二五”規劃教材：電器學》從教學實際出發，注重學生實踐能力的培養，可作為高等院校電氣工程及其自動化專業及相關專業本科生教材，也可供高職高專院校有關專業人員及從事高低壓電器設計、製造、試驗和運行方面的人員參考。

前言
第1章緒論
1．1電器的定義和分類
1．1．1按電壓高低和工藝結構特點分類
1．1．2按電器的執行機能分類
1．1．3按電器的使用場合及工作條件分類
1．1．4按電器的用途分類
1．1．5按電流種類分類
1．2電器在電力系統中的作用
1．3典型電器的基本原理
1．3．1電磁式繼電器
1．3．2接觸器
1．3．3電器學的主要理論範疇
1．4電器技術的發展現狀及展望
1．5中國電器製造業的發展概況

第2章電器的發熱理論
2．1概述
2．2電器的極限允許溫升
2．2．1表達形式
2．2．2制定電器零部件極限允許溫升的原則
2．3電器的熱源
2．3．1電阻損耗
2．3．2鐵磁損耗
2．3．3介質損耗
2．4電器中的熱傳遞形式
2．4．1熱傳導
2．4．2熱對流
2．4．3熱輻射
2．5電器表面穩定溫升計算：牛頓公式
2．6不同工作制下電器的熱計算
2．6．1長期工作制
2．6．2短時工作制
2．6．3反復短時工作制
2．7電器典型部件的穩定溫升分佈
2．7．1外包絕緣層的均勻截面導體
2．7．2空心線圈
2．7．3變截面導體
2．8短路電流下的熱計算和電器的熱穩定性
習題

第3章電器的電動力理論
3．1電器的電動力現象
3．1．1兩平行載流導體間的電動力
3．1．2載流環形線圈或U形回路所受的電動力
3．2電動力的計算方法
3．2．1畢奧?沙伐爾定律
3．2．2能量平衡法
3．2．3電動力的數值計算
3．2．4回路因數與截面因數的基本概念
3．2．5電動力沿導線的分佈
3．3交流穩態電流下的電動力
3．3．1單相交流下的電動力
3．3．2三相交流下的電動力
3．4短路電流下的電動力
3．4．1單相系統短路時的電動力
3．4．2三相系統短路時的電動力
3．5電器的電動穩定性
習題

第4章電弧的基本理論
4．1概述
4．1．1開關電弧的主要特徵
4．1．2電弧理論的發展史
4．2氣體放電的物理過程
4．2．1電離和激勵的概念
4．2．2氣體的電離方式
4．2．3氣體的消電離方式
4．2．4氣體放電的幾個階段
4．2．5氣體間隙的擊穿理論
4．3電弧的物理特徵
4．3．1開斷電路時電弧的產生過程
4．3．2電弧的組成以及各部分特性
4．3．3弧柱的溫度
4．3．4弧柱的直徑
4．3．5電弧的弧根和斑點
4．3．6電弧的等離子流
4．3．7電弧的能量平衡
4．4直流電弧的特性和熄滅原理
4．4．1直流電弧的靜態和動態伏安特性
4．4．2直流電弧的熄滅原理
4．4．3直流電弧的能量和燃弧時間
4．4．4直流電弧熄滅時的過電壓
4．5交流電弧的特性
4．5．1交流電弧的伏安特性
4．5．2電弧電壓對交流電路電流的影響
4．5．3交流電弧能量的計算
4．6交流電弧的熄滅原理
4．6．1弧隙中的介質恢復過程
4．6．2弧隙中的電壓恢復過程
4．6．3交流電弧的熄滅條件
4．7熄滅電弧的基本方法和基本裝置
4．7．1簡單開斷滅弧
4．7．2磁吹滅弧
4．7．3縱縫滅弧
4．7．4柵片滅弧
4．7．5固體產氣滅弧
4．7．6石英砂滅弧
4．7．7油吹滅弧
4．7．8壓縮空氣滅弧
4．7．9六氟化硫（SF6）氣體滅弧
4．7．10真空滅弧
4．7．11無弧分斷
習題

第5章電接觸理論
5．1電接觸的分類和要求
5．1．1電接觸的定義
5．1．2電接觸的分類
5．1．3觸頭的分類
5．1．4觸頭的有關工作參數和特性指標
5．1．5電器對電接觸的要求
5．2接觸電阻的理論和計算
5．2．1接觸電阻的定義及組成
5．2．2接觸電阻的分析
5．2．3接觸電阻的計算
5．3影響接觸電阻的主要因素和減小接觸電阻的措施
5．3．1影響接觸電阻的主要因素
5．3．2減小接觸電阻的措施
5．4θ理論和電接觸處的接觸電壓
5．4．1θ的定義
5．4．2接觸面導電斑點附近溫度分佈的定性分析
5．4．3θ理論分析的前提條件和原理
5．4．4接觸導體穩定溫升分佈與接觸點最高溫升計算
5．5觸頭閉合過程的振動分析
5．6電器觸頭間電動斥力的計算
5．7觸頭的熔焊與焊接力
5．7．1觸頭的熔焊
5．7．2觸頭熔焊力的定義
5．7．3減小觸頭熔焊的常用方法
5．8觸頭的質量轉移和電弧侵蝕
5．8．1觸頭電磨損的定義及影響因素
5．8．2電弧停滯現象對低壓開關電器分斷的影響
5．9電接觸材料
5．9．1電器對電接觸材料的性能要求
5．9．2電接觸材料的分類
5．9．3電接觸材料的製造方法
5．10滑動電接觸理論
5．10．1滑動電接觸的磨損
5．10．2滑動電接觸元件的潤滑問題
5．10．3滑動電接觸的載流摩擦磨損特性
5．10．4滑動電接觸材料
習題

第6章電磁鐵的磁路計算
6．1電磁系統計算的基本原理
6．1．1電磁鐵的結構和工作原理
6．1．2電磁鐵的分類
6．1．3磁路計算的基本定律
6．2氣隙磁導的計算
6．2．1數學解析法計算氣隙磁導
6．2．2分割磁場法計算氣隙磁導
6．3直流磁路的計算
6．4交流磁路的計算
6．4．1交流磁路的主要特點
6．4．2交流並聯電磁鐵磁路計算的任務和方法
6．4．3交流磁路的計算步驟
6．5永久磁鐵的磁路計算
習題

第7章電磁鐵的特性及設計
7．1電磁鐵的吸力計算
7．1．1能量平衡法
7．1．2麥克斯韋公式法
7．1．3交流電磁鐵的吸力
7．2吸力特性及其與反力特性的配合
7．3電磁鐵的動態特性
7．3．1直流電磁鐵的吸合時間
7．3．2直流電磁鐵的釋放時間
7．3．3影響直流電磁鐵動作時間的因素
7．3．4交流電磁鐵的動作時間
7．4直流電磁鐵的設計與計算
7．5交流電磁鐵的設計與計算
習題

第8章電器的機構理論
8．1高壓斷路器的結構及其工作原理
8．2高壓斷路器機械操動系統的基本結構
8．3高壓斷路器的操動機構
8．3．1高壓斷路器對操動機構的基本要求
8．3．2操動機構的分類及其工作原理
8．4高壓斷路器的傳動機構與提升機構
8．4．1高壓斷路器的傳動機構
8．4．2高壓斷路器的觸頭提升機構
8．5高壓斷路器觸頭的運動特性和
緩衝裝置
8．5．1高壓斷路器觸頭的運動特性
8．5．2高壓斷路器機構的緩衝器
8．6操動機構的出力特性及其與斷路器負載特性的配合
8．6．1操動機構的出力特性
8．6．2斷路器的負載特性
8．6．3操動機構與斷路器的特性配合
習題

第9章智能電器與智能電網
9．1智能電器的基本概念
9．1．1智能化是開關電器發展的必然趨勢
9．1．2智能電器的物理描述
9．1．3智能電器的功能
9．1．4智能電器的一般結構
9．2智能電器領域的研究熱點及其發展趨勢
9．3智能電網簡介
9．3．1什麼是智能電網
9．3．2為什麼要建設智能電網
9．3．3智能電網的研究進展
9．3．4智能電網的技術領域
習題

附錄電器電磁場的有限元分析
一、電磁場的基本理論
（一）麥克斯韋方程組
（二）標量磁位及其偏微分方程
（三）磁矢位及其偏微分方程
（四）恒定電磁場的邊界條件
二、電磁場有限元法的基本原理
（一）有限元法的基本思想
（二）以能量變分為基礎的等價變分問題
（三）有限元法的單元分析與總體合成
（四）有限元方程的求解
（五）電磁場解後處理
三、利用ANSYS求解電磁場問題
（一）ANSYS簡介
（二）ANSYS的電磁場分析
參考文獻