10电气专业英语译文汇总

1.1.1 电流

对多数人来说电流是一个很神秘的东西，大概是因为它是无声无声的又神秘的物理量，我们无法通过像了解可见到的和接触的东西的直接方式认知它。但是世界上成千上万的不同物质中每种物质都有隐藏的电流存在。所有物质是由各种不同的被称为”元素”的小物质组成的，一些物质，例如铜、刚、碳、氧气和氢气，只有一种元素组成。水中包含有氢和氧两种元素，糖中包含碳、氢、氧三种；只有少数的物质包含有超过5种或6种元素。

假如我们拿一小块的碳并且切成越来越小的片块，我们应该很快就会停下来因为片块太小了不能用任何刀来切了。即使我们能够想象有足够锋利的刀继续切，当碳被分成最小可能的片块原子时我们最终也会停下来。当碳原子自己分裂开之后，这些片块不再是碳的片块了而是碳原子中非常小的粒子，实际上，这些粒子是所有原子的构成部分。这些粒子中最重要的是电子。

电流是所有物质的重要组成部分。通常情况下，等量的正和负电流存在，相互抵消了效果，所以我们没察觉出任何电流的存在。但是当我们用一些方法把正负电流分开后，我们就能看到它们的效果和认识到电流的存在。例如，当硬橡胶的钢笔用丝质手帕摩擦过后，丝绸上的一些原子中的一个或者两个电子发生了碰撞。失去的电子集中在钢笔上以至于有过剩的电子，结果产生过剩的电流，也就是负电荷。丝绸失去了一些电子，产生过剩电流。电流不是由这个过程产生的，它仅仅是被从一个地方搬到另一个，这也是经常在带点工作中发生的。

外层电子的原子在金属丝不断从一个原子到另一个，然后再返回。当电流流过电线，这些电子也沿着电线慢慢地漂移，在原子中传递。独立的沿着电线慢慢地漂移，速度大约1英寸每分钟，但所有的电子都一起开始移动立即完成电路。电流中电子的数量是非常大的：例如，在一个普通手电筒灯泡中每一秒约有2*1012个电子通过灯泡。

电线中的电流通常是从电池的正极流到负极，这是与电子移动相反。在电子被发现之前的电流的方向已经决定。很不幸的是选择了错误的方向，但这个不影响大多数的目的，因为我们认为是简单的电流，而不需要考虑它作为一个电子流。

1.1.2 法拉第电磁感应定律

迈克尔·法拉第（1791—1867）作为一个杰出的实验者而闻名。

在1820年，整个科学界对于汉斯•克里斯蒂安•奥斯特发现一根通电导线可以使一个自由悬浮磁铁转动而兴奋不已。法拉第重复奥斯特的实验，然后更进一步表明不仅通电导线可以使磁铁转动，磁铁也可以另通电导线移动。然而对于实验现象的原因，仍然是一个谜。

当1825年安德烈·玛丽·安培证明两个通电导线之间还存在力时，这个神秘进一步深化。尽管奥斯特和安培都一直在导体或磁铁寻找答案，但是法拉第没有。而他的构想是力是由于在导体和/或磁铁放置的地方存在张力。事实上，正是这种态度使得法拉第提出磁力线的概念。由于他不是一个数学家，所以他使用的描述更加视觉化。

1831年法拉第表明，电可以产生磁性。他证明了以下三种情况闭合回路会产生感应电流1.电流在一个相邻的电路建立或中断，2.有磁铁被带到闭合回路的附近。和3.一个闭合回路在存在磁铁或其他封闭的载流回路的空间中移动。

法拉第是一个自律和一丝不苟的人，他一直很仔细和完整的记录他的实验室工作。从这些描述它可以得出法拉第电磁感应定律数学表达式如下

量e表示在一个闭合的电路中的电动势含有一个λ韦伯的磁通量。负号是由于海因里希·楞次在法拉第实验之后指出感生电流的方向总是向着阻碍它产生的方向。这个反应通常称为楞次定律。

法拉第定律是整个电磁和机电能量转换设备基础理论的两大基本关系之一。事实上，不久之后法拉第的天才的作品在1831年出版说明奥斯特，安培，和其他实验家观察到的现象终于可能实现。这个基础理论促进了随后电动马达和发电机的快速发展。

法拉第也是第一个识别自感电动势的人，电动势在长导线载流回路或多匝线圈断开时产生。美国发明家约瑟夫亨利也自己独立地发现了自感电流但不是在法拉第之前。两个实验家都能够证明变化的电流会在线圈回路中产生一个自感电动势，它随着电流随时间的变化率的变化而不断改变。

1.1.3 磁场

1.磁场

在法拉第电磁感应定律被发现以前，磁铁与磁铁之间、通电导线之间、通电导线和磁铁之间的相互作用被想象成一种超距作用的力的形式。但是我们现在知道他们之间的相互作用是以磁场作为媒介的。磁场是构成事物的一个成分。磁场的概念体现在以下两点中：

（1） 一个移动的电荷（或电流，或磁铁）会在它周围的空间产生磁场

（2） 磁场能够在它的磁场范围内对任何移动电荷（或电流，或磁铁）施加一个磁场力的作用

磁场线和电场线之间的区别：电场存在于电荷周围，不论这个电荷是否移动，磁场只存在与移动电荷，电场对其范围内的电荷不论其是否移动都有力的作用，而磁场只对在其范围内移动的电荷施加力的作用。

在两个移动电荷之间，其周围既有磁场存在又有电场存在。

2.磁感应

和电场强度相类似，磁场的强度B有时又被称为磁通密度被用来描述磁场的大小和方向，类比于电场的强度E，我们通常称呼B为磁场的强度，但是由于历史原因，这个名称已经被其他的物理量抢先占用了。

为了探索一个磁场，我们应该使用一个对场敏感的测设原件。下列原件都可以被用来作为测试原件：一个运动电荷、一节带点导体、一段带点线圈或者一个指南针，使用不同的测试原件，对于B的定义也就不同。

由于B是一个适量值，所以我们需要定义他的大小和方向。为了方便描述，将首先定义B的方向而它的大小将在第四小节被定义。

3.磁场的方向

其中上面提到的不同的测试实验，从定义一个向量B的角度来看，使用一个小磁针来探索磁场是最为方便的。事实上一个指南针会受地球内的磁场内部反应

堆作用即地球的磁场本身方向作用而指向南北方向。同样，如果小磁针在一个磁铁的周围，我们可以看到每一个小磁针指向的具体方向特征都和针被放置位置的中心的哪一点连成一条线，如图1-1。严格的来说，小磁针的方向收到了地球磁场和磁铁的双重影响。幸运的是地球的磁场强度要比普通磁铁附近的磁场强度小太多了，针的方向几乎完全取决于后者的磁场强度。

我们把小磁针在磁场中指向北极的方向定义磁场的方向，或者说是向量B的方向。

现在让我们研究下，就力学而言，磁针怎么会按照磁场的方向来排列呢。如果这些磁针一开始并未在磁场中排列好的，那这里肯定有一种力作用在磁针上使之转动。在最终平衡位置时，这个力就消失了。我们理解为这个力是由磁场强度B指向北极的方向上的磁力F1和另一个指向相反方向的力F2组成，尽管我们不能单独地测出这两个力，因为一个单独的磁极的不存在的。磁针持续转动直到被磁场排列到能使这两个力排在一条直线上的位置，然后合力就消失了。

4.磁感应强度B

我们用一小段通电直导线作为我们的检测工具来激发磁场来了解磁感应强度B的定义。让电流为I，导线段长度为L。其长度必须小到令它几乎能被描述为一个点。首先，我们能发现，同样的导线段，放置在磁场中相同的点，在不同的朝向，会受到不同的力（强度和方向都不同）。

（1） 当电流平行或者反向平行于磁场时，它表现为完全不受到磁场的力的作用。

（2） 当电流方向和磁场有一个锐角角度时，受到的磁场力随着角度而变化。

（3） 当电流方向垂直于磁场时，受到的磁场力最大。因此很明显B只能用这个最大的磁场力来定义。

其次，最大的力Fmax不仅在于电流跟磁场垂直的情况，也跟导线段长度L有关。这就是说，跟I和L的乘积成比例。当同样的通电导线段在磁场中从一个点移动到另一个点时，最大的力也有不同。因此，我们定义磁感应B的强度为导线段受的最大作用力和IL的乘积的比值，或者表示为：

B=Fmax/IL

很明显由B的定义知其是磁场本身的性质而且跟测试导线无关。

磁通密度B的单位是特斯拉（T），等于N/（A·m）

1.2.1 电感和电容

我们应该将电阻和电容都考虑进来，电感是对电子电路中的电流起重要作用的一个元件。我们应该将全部注意力集中到电容上。

电子以一定的方式在线路中流动，就是说电流开始流动时需要时间，停止流动时也需要时间。这种现象是因为线路中存在电感。

对比起来，这种现象就像水在水管中流动时的惯性。

还有，电感的自感效应就像电阻对电流的抵抗作用，但是是用另一种不同的方式。交变电流有这样的优点，它在电路中流通时会感应出电动势。电动势，也就是所知的感应电动势，阻碍电流强度的改变。所以，电路中的自感效应，只有

在电流是变化的时候才会很重要。不用说，稳定的直流电是没有感应效应的。

交流电流流经含有电感的电路时，感应电动势和电流并不是同相位的。而是感应电动势滞后于电流，这称之为相位滞后。 感应电动势滞后，电流超前。

我们知道，交变电流会不断地变化，会上升、下降、改变方向，处于相反的方向时也会上升和下降。所以我们也能猜到电路中的电感线圈会对交变电流有很大的影响。（我们知道交流电是不断变化的，上升，下降，改变方向，再反方向上升，下降。因此可以认为，电路中电感线圈的存在将大大地影响交流电流，事实上，确实是这样的。）

电能可以被储存于被绝缘介质分隔开的两块金属板中。这样的元件叫做电容器，它的储存能量的这种能力的术语就叫做电容。

就像电感对线圈中的交变电流的重要性一样，电容的特性对穿过绝缘介质的交变电压也很重要，电容的特性跟电感既是相似的，也是对立的。

任何导体和绝缘介质的联合体，只要可以储存电荷的，都是电容；它储存电子的能力依赖于电容的表面积，以及电介质的种类和厚度。电介质不仅决定着金属表面单位面积能储存多少电子，还表明了在电容被击穿之前，其两端可以达到的最大电压。况且，构成电容所用的两端金属板的形状、厚度和种类并不那么重要，只要他们跟电介质接触良好就可以了。

以上讨论的内容都不涉及化学反应，而电容器获得电子是因为其金属板上发生潜在的变化时出现的位移电流。

在上面我们已经声明了，当电介质受到电阻应变片的管制，那么只会出现电子的移动，而没有电流的流动。在电路中确实也会有电子的移动。与感应电动势的负极连接的金属板会得到电子，与感应电动势的正极连接的金属板会失去电子。而被驱动到负极极板上的电子又会尝试着回到正极，但是由于感应电动势的原因，使得电子无法回去。因为电介质是绝缘的，所以电子无法通过，因此即使感应电动势消失，金属板也会始终保持充满电的状态，直到有一条通路提供给金属板放电。

1.2.2 电路分析

电子电路由相互连接的电和磁的模块组成。每一个模块都有两个或两个以上的电子连接设备。这种由两个或两个以上的电子连接的组件构成的连接被称为网络节点。电流离开节点，支路电流将流经电路组件，这样产生了组件到它所连接到的节点之间的电压差。这篇文章的意图在于阐释，分析由实际组件所组成的网络的方法和步骤。这种组件是我们所熟悉的二端元件（电阻，电容器，电感，二极管，电压源和电流源），三端元件（晶体管）以及多端元件（变压器）。在没有提供电源，输入信号源或是直流电源时，网络及电力元件中都没有电流通过，这样在不同的节点之间将不会有电压差。

这篇文章的主旨是计算输入激励的电压和电流，以及其他相关问题的计算。