电器学原理03电器中的电动力计算1

电动力和电动势的定义和计算电动力和电动势是电学中两个重要的概念，它们在理解电路和解决电学问题中具有重要的作用。

本文将详细阐述电动力和电动势的定义、计算方法和其在电学中的应用。

1. 电动力的定义和计算方法电动力是指电源对电荷施加的推动力，通常用字母F表示，单位是牛顿(N)。

根据库仑定律，电动力的大小与电荷之间的距离和电荷的量成正比，与电荷的正负性质成反比。

电动力的定义公式为：F = q * E其中，F表示电动力，q表示电荷量，E表示电场强度。

电场强度是指单位正电荷所受的力，用字母E表示，单位是牛顿/库仑(N/C)。

2. 电动势的定义和计算方法电动势是指单位正电荷在电路中完成一次闭合运动所做的功，通常用字母ξ表示，单位是伏特(V)。

根据电动势的定义，其计算公式为：ξ = W / q其中，ξ表示电动势，W表示电路中正电荷所做的功，q表示正电荷的电荷量。

电动势也可以看作单位电荷在电路中获得的电位差。

3. 电动力和电动势的关系电动力和电动势在物理意义上是相互关联的。

根据电动势的定义，可以推导出电动力与电动势的关系：F = q * E = q * (ξ / d)其中，F表示电动力，q表示电荷量，E表示电场强度，ξ表示电动势，d表示电荷在电路中的位移。

4. 电动力和电动势的应用电动力和电动势在电学中有着广泛的应用。

其中，电动势的测量可以用于电池的电压确定和电路元件的参数计算。

而电动力常用于电场内的电荷受力分析和电场强度计算。

同时，电动势和电动力的概念还可拓展到诸如电磁感应、电动机等电磁学领域。

综上所述，电动力和电动势是电学中重要的概念，能够帮助我们理解电路、解决电学问题。

电动力的计算依赖于电荷量和电场强度的乘积，而电动势则是单位电荷在电路中所做的功。

电动力和电动势在电学实践中有着广泛的应用，对于电场强度的计算和电路参数的确定具有重要意义。

深入理解电动力和电动势，将有助于我们更好地掌握电学知识，提高解决电学问题的能力。

开关电器电动力理论与计算1、开关电器中的电动力计算电动力计算采用两种方法，即毕奥-沙伐尔定律法和能量平衡法。

利用两种方法我们均可推得两导体之间的电动力F为：FF=μμ04ππII1II22LL dd=2×10−7II1II2LL dd式1 式中 F ——电动力（N）；I1、I2 ——回路1和回路2中的电流；L ——导体长度；d ——两导体间的中心距。

式1适用于又细又长的圆截面导体，而开关电器内部较大尺寸的圆截面导体或者矩形截面导体，必须在式1的基础上增加截面积修正系数K c：FF=2×10−7II1II2KK cc LL dd式2 式中K c——形状系数形状系数可用图表来计算获得，图表如下：图1 截面系数表例1：某型抽出式低压框架断路器静触头导电排的宽度是60mm，厚度是10mm，长度是85mm，材质为镀锡铜。

各极导电排的中心距是90mm，排布方式按出线不同分为水平排布和竖直排布，见图2。

求相应的截面系数K c。

解：第一步：求(a-b)/(h+b)和m=b/h水平排布：a−b h+b=90−6010+60≈0.4296，m=b h=6010=6图2 某型低压框架断路器的静触头导电排（水平排布和竖直排布）从图1的横坐标0.43处垂直往上，找到与m=6曲线的交点，交点的纵坐标大约为1.08，也即K c=1.08。

竖直排布：a−b h+b=90−1060+10≈1.1429，m=b h=1060≈0.1667从图1的横坐标1.14处垂直往上，找到与m=0.17曲线的交点，交点的纵坐标大约为0.95，也即K c=0.95。

解答完毕。

2、交流电流产生的电动力当交流电流流过开关电器的导电结构时，导电结构导体间的电动力F将随时间变化。

以下我们按单相交流电动力和三相交流电动力来分别讨论。

2.1单相交流稳态（正常运行态）电动力若通过开关电器的电流为交流电流i=I m sinωωωω=√2II sinωωωω，这里的Im是电流幅值，I是电流有效值，ω是电流角频率，t是时间。

电气设备的电动力计算电气设备的电动力是指在设备运行过程中，设备对电能的转换和利用情况。

电动力计算是评估和确定电气设备的工作性能和能效的重要指标之一、本文将介绍电动力的基本概念和计算方法，并以电机为例，详细解析电动力的计算过程。

一、电动力的基本概念电动力是指电气设备在工作过程中所转换和利用的电能的大小。

电动力计算的目的是确定设备的能效和工作性能，为设备的选择和设计提供依据。

电动力通常包括直流电机的输出功率、交流电动机的输出功率、变压器的输出功率等。

二、电动力计算方法直流电机的电动力计算可以通过以下公式进行：P=V×I其中P为电动力，单位为瓦特（W）；V为电机的电压，单位为伏特（V）；I为电机的电流，单位为安培（A）。

交流电动机的电动力计算方法比较复杂，可以通过以下公式进行计算：P = √3 × V × I × Cosθ其中P为电动力，单位为瓦特（W）；V为电机的电压，单位为伏特（V）；I为电机的电流，单位为安培（A）；Cosθ为功率因数。

根据不同类型的电动机和工作条件，可以选择不同的功率因数。

变压器的电动力计算可以通过以下公式进行：P=U1×I1=U2×I2其中P为电动力，单位为瓦特（W）；U1为变压器的一次电压，单位为伏特（V）；I1为变压器的一次电流，单位为安培（A）；U2为变压器的二次电压，单位为伏特（V）；I2为变压器的二次电流，单位为安培（A）。

三、电动力计算的实际案例分析以一个三相交流电机为例，电机参数如下：额定功率PRated = 5 kW额定电压VRated = 380 V额定电流IRated = 10 A功率因数Cosθ = 0.9利用上述公式，可以计算出电机的电动力P：P = √3 × V ×I × Cosθ=√3×380V×10A×0.9≈5.37kW结果表明，该电机的电动力为5.37kW。

电动力计算公式电动力计算公式是电动机计算中非常重要的一部分，为了正确地进行电动机选择和设计，电动力的计算必须要进行准确可靠的操作。

本文将详细介绍电动力计算的公式，包括其定义、计算方法、常见问题和实际应用等方面，旨在为读者提供一份生动、全面、有指导意义的参考资料。

一、定义电动力计算公式指的是计算电动机所输出的力的数学公式，通常用于计算和预测电动机的性能参数，包括输出功率、转速、扭矩以及效率等。

二、计算方法电动力计算公式通常包括以下几个重要参数：1. 电机转速n（单位：转/分钟）2. 扭矩T（单位：牛米）3. 输出功率P（单位：瓦特）4. 效率η（百分比）下面介绍两种电动力计算公式的具体方法：1. 电动力计算公式1：P = 2 * π * n * T / 60其中，π为圆周率，n为电机转速（单位：转/分钟），T为电机扭矩（单位：牛米）。

通过上式进行计算，可以得出电机的输出功率P。

2. 电动力计算公式2：T = P / (2 * π * n / 60)通过上式进行计算，可以得出电机的扭矩T。

三、常见问题1. 如何确定电动机转速n？电动机的转速可通过电机的设计参数或者运行时的实际测量得出。

一般情况下，电机转速的值会直接影响电机的输出功率、效率和扭矩等参数。

2. 如何确定电机扭矩T？电机的扭矩与电机的驱动方式、传动机构和工作负荷等因素密切相关。

在实际应用中，通常需要确定电机的扭矩范围，以满足不同负荷工况下的使用需求。

3. 如何提高电动机效率？要提高电动机效率，可以在电机设计中采用优秀的材料、流体动力学设计和优化传动结构等措施。

除此之外，还可以通过严格的维护和管理来保证电机的运行状态，保证电机在正常负载工况下运行，减少能源浪费。

四、实际应用电动力计算公式广泛应用于各种类型的电动机设计、选择和应用中，既适用于单相交流电机和三相交流电机，也适用于直流电机和步进电机等。

在实际应用中，电动力计算公式可以帮助工程师正确选用合适的电机，减少能源消耗，提升设备的工作效率。

高压断路器 第一章 概述（2006-11-24）第一节 ：高压断路器的用途和基本结构高压断路器是电力系统最重要的控制和保护设备。

根据控制和保护的对象不同，它大致可以分为以下几种类型： （1）：发动机断路器—控制、保护发动机用的断路器； （2）：输电断路器—用于35kv 及以上输电系统中的断路器； （3）：配电断路器—用于35kv 及以下的配电系统中的断路器； （4）：控制断路器—用于控制、保护经常启动的电力设备，如高压电动机、电弧炉等的断路器。

还有按使用的电压等级来划分，有： （1）：中压断路器—在35kv 及以下电压等级使用的断路器； （2）：高压断路器—110、220kv 电压等级使用的断路器； （3）：超高压断路器—330kv 及以上电压等级使用的断路器。

按断路器灭弧原理来划分，有油断路器、气吹断路器（如空气断路器、六氟化硫断路器）、真空断路器和磁吹断路器等。

高压断路器的典型结构简图如下：有开断和关合电路的执行元件，它包括触头、导电部分和灭弧室等；操动机构用以操动触头的分合动作；还有绝缘支柱和安装基座。

第二节：对断路器的主要要求对其要求大致分成以下三个方面： 一：开断、关合电路方面 1：开断负载电路和短路故障断路器开断电路时，主要的困难是熄灭电弧。

由于电力网电压高、电流大电弧熄灭更加困难。

在电力网发生故障时，短路电流比正常负荷电流大的多，这时电路最难开断。

因此，可靠地开断短路故障是高压断路器的主要的，也是最困难的任务 。

标志高压断路器开断短路故障能力的参数是：额定电压e U ，单位kv ； 额定开断电流ke I ，单位kA ;习惯上，经常使用的另一个参数是额定断流容量de P ，单位兆伏安。

对于三相电路，deP 的计算公式是de e ke P I （1－1） 2：快速开断电力网发生短路故障后，要求继电保护系统动作要快。

更重要的是，在超高压电力网中，缩短断路器开断时间可以增加电力系统的稳定性。

第五章 电气设备的发热和电动力计算第4节 导体短路时的电动力计算众所周知，通过导体的电流产生磁场，因此，载流导体之间会受到电动力的作用。

正常工作情况下，导体通过的工作电流不大，因而电动力也不大，不会影响电气设备的正常工作。

短路时，导体通过很大的冲击电流，产生的电动力可达很大的数值，导体和电器可能因此而产生变形或损坏。

闸刀式隔离开关可能自动断开而产生误动作，造成严重事故．开关电器触头压力明显减少，可能造成触头熔化或熔焊，影响触头的正常工作或引起重大事故。

因此，必须计算电动力，以便正确地选择和校验电气设备，保证有足够的电动力稳定性，使配电装置可靠地工作。

一、两平行圆导体间的电动力如图所示，长度为l 的两根平行圆导体，分别通过电流i 1和i 2，并且i 1=i 2，两导体的中心距离为a,直径为d ，当导体的截面或直径d 比a 小得很多以及a 比导体长度l 小得很多时，可以认为导体中的电流i 1和i 2集中在各自的几何轴线上流过。

计算两导体间的电动力可以根据比奥—沙瓦定律。

计算导体2所受的电动力时，可以认为导体2处在导体1所产生的磁场里，其磁感应强度用B1表示，B1的方向与导体2垂直，其大小为)(22417171011010T aa i i H B --⨯=⨯==ππμ 式中H 1—导体1中的电流i 1所产生的磁场在导体2处的磁场强度μ0—空气的倒磁系数则导体2全长l 上所受的电动力为⎰--⨯=⨯=l N l adx a i i i i F 02172172)(221010 同样，计算导体1所受的电动力时，可认为导体1处在导体2所产生的磁场里，显然，导体1所受到的电动力与导体2相等。

有公式可知，两平行圆导体间的电动力大小与两导体通过的电流和导体长度成正比，与导体间中心距离成反比。

二、两平行矩形截面导体间的电动力如图为两条平行矩形截面导体，其宽度为h,厚度为b,长度为l,两导体中心的距离为a ，通过的电流为i1和i2，当b 与a 相比不能忽略或两导体之间布置比较近时，不能认为导体中的电流集中在几何轴线流过，因此，应用前述公式求这种导体间的电动力将引起较大的误差。