八、电磁现象

磁体 具有磁性的物体。也叫做“磁铁”。通常指能产生一定磁场的装置。可分为永磁体、电磁体和超导磁体。

永磁体是能长期保持磁性的物体，一般由铝镍钴合金和钡锶铁氧体等制成。永磁体常应用在电表、扬声器、耳机、拾音器、永磁发电机等设备中。

电磁体由线圈和软磁材料制成的铁芯组成。线圈通过电流，铁芯被磁化产生磁场。切断电流时磁场也随之消失。电磁体常应用于继电器、电铃、起重和选矿设备等。

超导磁体由超导材料绕制的线圈组成，线圈中无铁芯。当线圈中通过强电流时能产生很强的磁场。超导磁体应用于磁流体发电、磁悬浮、高能加速器、超导电机等。

天然永磁体 自然界存在的永磁体。天然磁铁矿石（Fe3O4）就是一

种天然永磁体，是人类最早发现的永磁体。中国古代把磁铁矿石叫“慈石”， 后逐渐转叫“磁石”，俗名“吸铁石”。中国古代用天然永磁体制造司南勺、指南车、指南针等。

人造永磁体 人工制造的永磁体。制造永磁体的材料有：铝镍钴系合金、钐钴系合金、锰铝系合金、铁铬钴系合金以及钡铁氧体、锶铁氧体等。这些材料在磁场作用下发生磁化具有磁性，撒去磁场后仍长期保留磁性成为永磁体。人造永磁体的磁性比天然永磁体强得多，现在应用的永磁体基本上都是人造永磁体。

磁极 磁体磁性最强的部分。如条形磁铁两端的磁性最强，两端就是两个磁极。条形或针形磁铁悬挂起来，静止时，总是一个磁极指南，另一个磁极指北。指南的磁极叫 S 极（南极），指北的磁极叫 N 极（北极）。同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引。磁体的磁极是成对出现的。

指南针 利用条形磁铁指南北的性质制成。指南针是我国古代的四大发明之一。大约公元前 3 世纪，我国制成了世界上最早的指南工具“司南”。司南是用天然磁石琢磨而成的勺子，放在刻有方位的铜盘上。用手拨动一下勺子，勺子静止时，勺柄指北，勺头指南。公元 11 世纪我国人民把钢做成针状，用天然磁石使它磁化，制成了指南针。指南针的发明推动了航海事业的发展，促进了世界经济、文化的交流，对人类进步作出了贡献。现在的指南针（罗盘）是用人造磁铁制成的，如图所示。

磁化 使原来没有磁性的物体在磁场中获得磁性的过程。最容易磁化的物质是铁、钢等铁磁性物质。铁棒、钢棒靠近磁铁时，被磁化而具有磁性。如果拿走磁铁，铁棒磁性几乎消失，钢棒仍有磁性，所以，用钢来做永磁体。强电流能产生很强的磁场，我们常利用电流的强磁场使铁磁性物

质磁化。

去磁 使具有磁性的物体失去磁性的过程。去磁又叫“退磁”。加热和捶打磁体能使磁性减弱或去掉。我们要保持永磁体的磁性，就不要对永磁体加热或敲击。要使铁磁性物质失去磁性，应该把它们放在方向不断变化、不断减弱的磁场中，当磁场减弱到零时，磁性能完全消除。录音机磁头使用一段时间后就需要退磁。

磁场 磁体和电流周围空间存在磁场。磁场的基本性质，就是对放入其中的磁体和电流产生磁力的作用。磁场有方向，某一点磁场的方向就是磁针 N 极在该点受力的方向。或者说，一个能自由转动的小磁针，在磁场中某点静止时，小磁针 N 极所指的方向就是该点磁场的方向。磁场中各点的磁场方向，可以用细铁屑显示出来。

磁感[应]线 在磁场中画出的一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都踉放在该点的磁针 N 极所指的方向一致。磁感线形象、方便、明确地表示了线上各点的磁场方向。条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线如图所示。由图可知，磁铁周围的磁感线都是从磁铁 N 极出来，回到磁铁的 S 极。知道磁场中磁感线的方向，就可以知道磁极、电流在磁场中各点所受磁力的方向。N 极在某点所受的感磁力方向跟该点的磁线方向一致，S 极所受的感磁力方向跟该点的磁感线方向相反。

地磁场 地球的磁场。地球本身是一个巨大的磁体。地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近。因此，地球周围空间存在磁场， 叫地磁场。磁针静止时指南北，就是受到地磁场的作用。地磁两极与地理两极的位置并不重合，据 1970 年测定，地磁北极在地理南极附近，南纬66°、东经 140°。地磁南极在地理北极附近，北纬 76°、西经 101°。水平放置的磁针的指向，跟地理子午线不一致，磁针指向与子午线的交角叫磁偏角。我国宋代科学家沈括是世界上第一个清楚、准确地论述磁偏角的科学家。

地磁两极的位置并不固定，而是缓慢移动。几千年来地磁场的方向曾经改变了几次。

沈括（1031～1095） 北宋科学家、政治家、军事家。沈括注重实践， 细微观察事物，刻苦学习，知识广博。沈括所著《梦溪笔谈》，内容丰富、见解精到，无论在中国还是世界科学史上都享有很高的声誉。

沈括在数学、天文、气象、地质、地理、地图、医学、农学⋯⋯都有研究，在许多方面取得重大成就。沈括对物理学的磁学、光学、声学几方面都有创见。

沈括最早记载了人工磁化的简便方法，即“以磁石磨针锋”，造指南针。他详细讨论了指南针的四种装置方法：水浮；放在指甲上；放在碗沿

上；悬吊。他指出，浮在水面容易摇动不定，放在指甲或碗沿上容易滑掉， 用单根蚕丝悬挂最为方便。

沈括在历史上第一个指出了地磁场存在磁偏角，是世界上第一个清楚地、准确地论述磁偏角的科学家。他明确指出，磁针所指“常微偏东，不全南也”。这比哥仑布横渡大西洋时才观察到磁偏角现象早了 400 多年。

奥斯特实验 显示电流周围存在磁场的实验。1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现：在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，给导线通电时，磁针立刻偏转一个角度，切断电流时，磁针又回到原来位置。奥斯特实验表明：电流产生磁场，磁场作用于磁针使磁针偏转。电流磁效应的发现引起很大反响。由此导致电与磁关系的一系列发现以及应用广泛的电磁铁的出现。

直线电流的安培定则 确定直线电流周围的磁感线方向跟电流方向之间关系的定则。直线电流周围的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。直线电流的安培定则可判断电流方向与磁感线方向间的关系。用右手握住导线，让大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

通电螺线管的磁性 把导线绕成螺线管，通电以后螺线管周围的磁感线跟条形磁铁的磁感线相似。通电螺线管的一端跟 N 极相吸引，另一端跟S 极相吸引。从通电螺线管外部看，两端的磁性最强。通电螺线管两端是两个异名磁极，即一对磁极。

螺线管电流的安培定则 确定通电螺线管两端磁极性质跟电流方向之间关系的定则。如图所示，用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的 N 极。

电磁铁 利用电流的磁效应使铁芯磁化产生磁力的装置。通常由线圈、铁芯、衔铁组成。当线圈通电时铁芯和衔铁都被磁化，线圈、铁芯产生的较强磁场把衔铁吸向铁芯。电磁铁常做成 U 形，使它的两个磁极同时吸引物体而增强磁力。有的电磁铁没有衔铁，这时被吸引的工作物起衔铁作用。电磁铁种类很多，但都是利用电流的磁效应来工作的。根据通过线圈中电流是直流电和交流电，可分为交流电磁铁和直流电磁铁，交流电磁铁的铁芯用硅钢片叠制而成，直流电磁铁的铁芯用整块钢制成。电磁铁的特点是：(1)能产生较强的磁场；(2)它的磁性的有无、强弱和 N、S 极位置可通过电流大小、方向的改变来控制。因此，电磁铁获得广泛应用。

现代用超导体制成的电磁铁能产生很强的磁场。超导电磁铁没有铁芯。超导体电磁铁的强磁场已用于高能加速器、核聚变研究等方面。

电磁起重机 利用电磁铁搬运钢材的装置。电磁起重机的电磁铁铁芯做成盘式，当线圈中通进直流电后，铁芯被磁化产生很强的磁场，一次能吸起几吨钢材。切断线圈电流就可放下钢材。被吸引的钢板、铁块、钢铁制品等起衔铁的作用。

电磁选矿机 利用电磁铁把矿石中的铁磁性物质与其它物质分开的装置。如图所示，电磁铁产生磁场，当矿石从漏斗落到滚筒上时，含有铁磁性物质被吸附在滚筒上，用刷子把它们刷落下来。其它矿石不会被滚筒吸附而落到另一个槽中。

一种新的磁选机可分离小而弱的磁性颗粒，可处理污水，很有发展前途。

电磁继电器 利用电磁铁控制工作电路的通断的装置。利用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流的工作电路，可以实现远距离操纵和自动控制。如图所示是利用电磁继电器控制电动机的电路。虚线框内是电磁继电器，由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。电磁铁、低压电源、电键构成控制电路。电动机、高压电源、电磁继电器触点构成工作电路。闭合电键，电磁铁线圈中通过不强的控制电流，电磁铁吸引衔铁，使工作电路接通，电动机启动。断开电键，弹簧把衔铁拉起，切断工作电路， 电动机停止工作。

防汛报警器原理如图所示，K 是触点开关，B 是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子 A。当水位上涨超过警戒线时，浮子 A 上升，使控制电路接通，电磁铁吸下衔铁，报警器指示灯电路接通，指示灯亮报警。

水位自动报警器 原理如图所示，当水位没有达到金属块 B 时，继电器控制电路不导通，衔铁没有被吸下，绿灯电路闭合，绿灯亮，表示水位在正常范围内。水位达到金属块时，由于水导电，A、B 之间导通。继电器控制电路闭合，电磁铁吸下衔铁，使绿灯电路断开，接通红灯电路，红灯发光，自动报警。

温度自动报警器 原理如图所示，1 是电磁铁，2 是弹簧片，3 是触点，4 是水银温度计，在水银温度计的管里封入一段金属丝。当温度升高到一定值时，水银温度计中水银面上升到金属丝处，水银是导体，因此将电磁铁电路接通，电磁铁吸引弹簧片 2，使电铃电路闭合，电铃响，报警。当温度下降后，水银面离开金属丝，电磁铁电路断开，弹簧片 2 恢复原状， 电铃电路断开，电铃不再发声。

电铃 利用电磁铁打铃的装置。构造如图所示，1 是电磁铁。2 是弹簧片，3 是螺钉，4 是衔铁，衔铁与螺钉的尖端紧靠着。当按下电键的时候，

电路接通，电磁铁把弹簧片上的衔铁吸过来，弹簧片下端的小锤就在铃上打一下。当衔铁被吸过来时，它和螺钉尖端放开，电路被切断，弹簧片弹了回去。衔铁一接触螺钉，电路又通了，又把衔铁吸过来，小锤又敲击铃， 铃又响了一下。只要电键闭合着，电流就这样一断一通地循环下去，铃声也就响个不停。

有线电话 由话筒、听筒、电源和导线、交换机等组成的通话装置。话筒把声音变成相应的电流信号，电信号通过导线传入听筒中，听筒再把电信号变成声音。交换机起接通我们所需要的用户的电话的作用。有线电话的电信号是通过电线传输的。

听筒 把电信号还原为声音的装置。听筒的构造如图所示，M 是永磁铁，在磁铁的两极上套着螺线管 E，螺线管两头连到电路里。在磁极前面有一薄铁片 N 是振动膜。当忽强忽弱信号电流通过螺线管 E 时，磁铁对振动膜的吸力就发生忽大忽小的变化。振动膜在这种忽大忽小的吸力作用下振动起来。听简振动膜的振动情况跟话振动膜的振动情况一样。所以我们听到跟话筒前讲话相同的声音。

听筒又叫受话器。

话筒 把声音变成电信号的装置。话筒的构造如图所示，A 是一个圆形的金属盒，盒上面有一个碳精薄片——振动膜 C。盒里面装一个碳精盘B，在碳精盘和振动膜中间装满了碳粒。碳精盘跟一个露出盒外的金属柱 D 连着，金属柱 D 跟金属盒 A 是绝缘的。话筒里的碳粒接触不紧密，有较大电阻，如果被压紧，电阻将减小。我们对着振动膜说话时，声带的振动通过空气使振动膜做相应的振动。振动膜的振动使碳粒发生忽松忽紧的变 化，它的电阻就发生忽大忽小的变化，这时电路中通过忽强忽弱的电流就是电信号。

话筒又叫送话器。

磁场力 磁场对通电导体的作用力。磁场力又叫安培力。磁场力方向和磁力线方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手， 使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁力线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导体在磁场中的受力方向。

通电导体受磁场力作用而运动时，消耗电能，得到机械能。

直流电动机工作原理 用直流电源供电、把电能转化为机械能的机器叫直流电动机。它的构造和工作原理如图所示。线圈 abcd 和换向器 E、F 都装在转动轴上。换向器 E、F 是两个钢制的半环，它们彼此绝缘，并且都跟转动轴绝缘。A、B 是电刷，它们跟换向器接触，使电源和线圈组成闭

合电路。电流由直流电源经过电刷、换向器流入线圈。线圈在图甲位置时， 线圈中电流从 E 流向 F，根据左手定则知道线圈沿顺时针方向转动。线圈转到图乙平衡位置时，电刷与两半环间的绝缘部分接触，线圈由于惯性还能转过一些，两半环接触的电刷调换了，线圈中电流变成从 F 流向 E，线圈继续沿顺时针方向转动。线圈就这样不停地转动下去。

电磁感应现象 闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线运动时，导体中产生电流的现象。如果导体不闭合，导体做切割磁力线运动不产生感生电流，而是在导体两端产生感生电压。

感生电流方向和导体运动方向、磁力线方向之间的关系，可以用右手定则来判定：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，让磁力线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，其余四指所指的方向就是感生电流的方向。

在电磁感应现象里，机械能转化成电能。

法拉第（1791～1867） 伟大的英国物理学家、化学家。出身于贫苦的铁匠工人家庭，从小受教育很差。法拉第 13 岁进一家书店当学徒工，后来装钉书籍。他通过自学读了许多书，激起了对科学的兴趣。他利用一切机会刻苦学习，22 岁时经戴维介绍进皇家研究所任实验室的助手，在戴维的指导下进行研究工作。法拉第从不满足现成的结论。不盲从，喜欢追根究底。法拉第具有广阔的视野，丰富的想象力，深刻的批判精神和高超的实验才能。在奥斯特发现电流的磁效应后，不少人认为：利用磁场能获得电流。有的人进行了研究，但没有取得成功。法拉第经过坚持不懈的努力， 终于发现了电磁感应现象，并对这个现象进行了全面的、深刻的研究。电磁感应现象及其规律的发现有重要的科学意义和很大的实用价值。法拉第在电学和化学方面都有许多发现，是 19 世纪伟大的实验物理学家。法拉第在科学上最伟大的贡献是提出磁场和电场的概念，这是物理学自牛顿以来的一次最深刻和最富有成效的变革。

法拉第一生工作勤奋，热心科普工作。他追求科学真理，淡薄名利， 拒绝优厚报酬，拒绝担任皇家学会主席，拒绝接受爵士称号。法拉第的高尚品德和伟大贡献已成为人类的共同财富。

交流电的产生 线圈在磁场中转动时能产生交流电。如图所示，矩形线圈 abcd 可以绕轴 OO′转动，ab 边和 cd 边分别接到铜滑环 K、L 上，两个滑环又分别跟电刷 A、B 接触。电流表接到 A、B 组成闭合电路。当线圈逆时针方向从图甲经图乙转到图丙的半周内，根据右手定则，ab 边向下运动、感生电流方向由 b→a，cd 边向上运动、感生电流方向由 d→c。外部电路的电流由 A→B。当线圈由图丙经图丁转到图甲的半周内，ab 边向上运动、电流由 a→b，cd 边向下运动、电流由 c→d。外部电路的电流由 B→A。线圈继续转动，电流就这样周期性地改变方向，这就是交流电。

交流电的频率 交流电流、交流电压每秒重复的次数。频率的符号是f，单位是赫（HZ）。我们的照明用电和电力供电的频率是 50 赫，有的国

家是 60 赫，这又叫做工频。我们用的交流电频率是 50 赫说明，交流电流、

交流电压的变化 1 秒内重复 50 次，从电流方向的变化说 1 秒内变化 100 次。有的工业部门应用的交流电的频率有 200 赫、400 赫的。

交流电的电压 交流电的电压随时间做周期性变化，每时每刻交流电电压的大小、方向不同，我们平常说的交流电的电压是一个定值，它的含义是：交流电压加在某一电阻上产生的效果与这样大的直流电压加在同一电阻上产生的效果相同。例如，我们说照明电路的交流电压是 220 伏的意思是，220 伏的交流电压加在某一灯泡上与 220 伏的直流电压加在同一灯泡上发光的情况相同。实际上，220 伏的交流电压某一时刻的电压值最大可达 311 伏，最小可以是零。

交流电的电流 交流电的电流随时间周期性变化，我们平常说的交流电流是一个定值，它的含义是：交流电流通过某一电阻在一定时间内产生的热量与同样大小的直流电流通过同一电阻在同样长时间内产生的热量相等。例如，我们说交流电流是 0.5 安，意思是 0.5 安的交流电通过电阻在

一定时间产生的热量，与 0.5 安的直流电通过同一电阻在同样长时间内产

生的热量相等。即 0.5 安的交流电流与 0.5 安的直流电流对电阻产生的效

果相同。实际上，0.5 安的交流电流某一时刻电流的最大值可达到 0.707 安，最小值可为零。

交流发电机 利用电磁感应现象产生交流电的发电机。交流发电机简单的工作原理见“交流电的产生”。实际的交流发电机结构复杂，主要由定子（不动部分）和转子（运转部分）两部分组成。大型交流发电机要发出很高的电压和很强的电流，要使巨大的线圈高速旋转有很大困难，因此采用线圈不动而磁场旋转的方式。大型交流发电机的定子是嵌在定子铁心槽里的线圈，转子是电磁铁（为了得到比永磁铁更强的磁场），由直流电源经电刷、滑环给电磁铁供电。

家庭电路 家庭用电的电路。家用电器主要是电灯、电视机、电冰箱、洗衣机、电扇等⋯⋯。家用电器设计的电压是交流 220 伏，每个电器都要能够单独使用。所以家用电器间都是并联，每个电器都有个开关（电键） 控制通电或断电。一个简单的家庭电路如下图所示，图中画了两盏电灯和一个插座，每盏电灯都有个开关，插座是给台灯、电视机、电冰箱、洗衣机等用电器供电的。有的家庭不止两盏灯。有的家庭用电器较多，需要多装几个插座应用起来才方便。

两根进户线间电压是交流 220 伏，电能表是为了测量用户用了多少电能。保险盒内装有保险丝是为了安全，当用电电流过大超过规定值或用电器短路产生很大的电流时，保险丝烧断，自动切断电路，可避免发生火灾、

损坏设备。闸刀开关是为了在检修电路、更换保险丝时，应该先切断电源、避免触电而设置的。闸刀开关应安装在用电器和保险盒前面。

火线和地线 家庭电路、照明电路的两根导线中有一根连着地，叫零线，俗称“地线”。在正常情况下，零线与地之间没有电压。另一根导线与零线之间有 220 伏电压，这根线叫相线，俗称“火线”。相线与地之间

也有 220 伏电压。我们可用测电笔来辨别零线和火线，用手触笔尾的金属体，笔尖触电线，氖管发光时表明接触的是相线，氖管不发光时表明接触的是零线。

相线与地之间有 220 伏电压，站在地上的人触到相线会造成触电。正常情况下零线与地之间没有电压，但有时零线与地之间也存在电压，这时站在地上的人触到零线也可能出现危险。为了安全，检修电路时闸刀开关同时切断相线和零线。

接地 将电气设备的金属外壳与接地导线连接。接地是为了防止电气设备绝缘破坏使金属外壳带电时，站在地上的人接触金属外壳而触电，这叫接地保护，又常叫做保护接地。应该注意，接地导线不是零线。现在新建的住宅已经规范化、安全化，家庭供电线路的进户线，除了相线和零线外，还有保护地线。通常情况下保护地线与零线是分开的，进户线采用三芯电源线。三芯线中，绿、黄双色线是专门连结用电器金属外壳与保护地线用的。三芯插头、插座如图所示，插头中较长的插头接保护地线端，与电源插座的保护地线相连。当金属外壳带电时，电流经保护地线入地，人触摸用电器外壳也不会触电。

接零 将电气设备的金属外壳与零线连接。这是为了防止电气设备绝缘损坏使金属外壳带电，站在地上的人能摸到外壳时发生触电事故。有的地方没有专用的保护地线，只好采用接零保护，即把三芯插座的地线端与零线相接。采用接零保护时，一定要注意分辨清楚相线和零线。如果接错了，电气设备的金属外壳将带电，非常危险。

自制测电笔 测电笔是一种检验电路是否带电的工具，其构造和用法如下图所示。主要由氖管、电阻、笔尖、弹簧、两个笔杆等组成。构造简单可以自制。自制时需要一个长为 33 毫米的氖管，一个阻值不小于 2 兆欧的电阻。笔尖金属体插在绝缘笔杆中，笔尖、电阻、氖管、弹簧串在一起， 放进另一绝缘笔杆中。测电笔的原理是利用氖管两端间电压达到一定数值时会产生辉光。电阻的作用是限制流过人体的电流，以免发生危险。自制测电笔的电阻不可小于 2 兆欧。笔杆的绝缘性能要好，整个测电笔的长度约十几厘米，能测量 100～500 伏内的电压。

测电笔的用途很多，可用来分辨相线和零线（见“火线和地线”）。可分辨直流电和交流电，如氖管两端都发光则为交流电，如一端发光则为

直流电，且发光的一端是负极。可分辨电气设备的外壳是否带电，用测电笔接触外壳，如氖管亮则外壳带电，如氖管不亮则说明不带电。

保险丝 串联在电路中保护供电用电设备、器件的金属丝或薄片。当电路中出现短路或其它故障造成电流超过允许值时，保险丝熔断，切断电路，起到保护作用。通常用的保险丝是用铅、锡、锑等制成合金丝或合金片，保险丝熔点低。

保险丝的规格常用它的额定电流表示。常用铅锑合金保险丝的直径和额定电流如表所示。选用保险丝时，应使它的额定电流等于或稍大于电路最大的正常工作电流。

保险丝通常装在保险盒里。常用的插入式保险盒如图所示，更换保险丝时将盒盖拔下，操作很安全。闸刀开关下方也装有保险丝，更换保险丝时必须拉开闸刀，切断电源，再进行操作。

安全用电 确保用电安全的常识和措施。在我们平时用电过程中，造成触电的原因都是由于人体直接或间接跟相线（火线）连通造成的。站在地上的人触到相线，或站在绝缘体上而同时触到两根电线，就有电流流过人体造成触电。

高压线路和高压设备引起的触电，有高压电弧触电和跨步电压触电。当人体靠近高压带电体一定距离时，发生放电现象，电流通过人体造成高压电弧触电。高压输电线落在地面上，当人体走近断头时，两脚之间存在电压，电流流过人体，造成跨步电压触电。

安全用电的原则是：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。要特别警惕本来不应带电的物体带了电，本来应该绝缘的物体导了电。具体应该注意：(1)防止绝缘部分破损。(2)保持绝缘部分干燥。不要湿手扳开关， 不要用湿布擦电灯泡等。(3)电气设备的金属外壳要接地。(4)避免电线跟其它金属物接触。(5)电线断头落地时不要靠近。(6)定期检查、及时修理。(7)发现有人触电要立即切断电源，或用干木棍、竹杆将电线挑开。

安全电压 人体与电接触时不致造成人体组织明显损害的电压。各国对安全电压的规定不完全相同，我国的规定是：(1)在无高度触电危险的建

筑物中为 65 伏；(2)在有高度触电危险的建筑物中为 36 伏；(3)在有特别

触电危险的建筑物中为 12 伏。

人触电时有电流流过人体，电流的大小决定造成人体组织的伤害程 度。电流不超过 10 毫安时，触电人自己可摆脱电源。0.1～0.2 安的电流对人体是最危险的。通过人体的电流由电压和人体电阻决定。人皮肤的电阻从湿皮肤的 1000 欧左右到干皮肤的 500000 欧左右。人体内的电阻小， 约 100～500 欧。不同人电阻不同，接触相同电压的带电体时造成的伤害不

同。经验证明，一般说不高于 36 伏的电压是安全的。人体大部浸于水中，

安全电压为 2.5 伏以下，人体淋湿或人体一部分经常接触电气装置的金属

外壳，安全电压为 25 伏以下。

电子保安器 用来防盗、保护财产和人身安全的电子系统。电子保安器又叫防盗报警器，它由三部分组成：传感检测器；控制器；报警器。传感检测器好像人的耳朵、眼睛、鼻子等，用来检测小偷等侵入的信息。有的利用门窗的振动、有的利用光束、有的利用超声波、微波、热辐射等。控制器相当人的大脑，它把检测器送来的信息及时通知报警器。报警器能发出清晰的警报声、铃声及显眼的灯光信号。

漏电保安器又叫漏电保安开关，它能防止人触电造成的生命危险和防止电气设备漏电引起的火灾。漏电保安器由漏电检测、信号放大、执行开关三部分组成。漏电检测部分检测出漏电信号送到晶体管电路组成的信号放大部分放大，执行开关一般是高灵敏继电器，执行开关动作时切断电路。漏电保安器的动作电流小于 30 毫安，动作时间小于 0.1 秒。

干电池 锌锰干电池是一种低压直流电源，是非充电电池。干电池的外壳是一个锌筒，锌筒是干电池的负极，也是干电池的容器，里面装有氯化铵溶液等化学药品。锌筒中央的碳棒是干电池的正极。按电池的大小分为一号、二号、五号等电池。干电池无论大小电压都是 1.5 伏，只是容量大小不同，放电电流不同。

干电池利用化学变化供电，把化学能转化为电能，是化学电池的一种。干电池适合于断续放电，用久了电流减弱就要换新的。

充电电池 化学反应可逆的电池，又叫二次电池。常用的充电电池是铅蓄电池和镍镉电池。铅蓄电池是把许多块铅板放在稀硫酸里做成的。铅板分为两组，一组是正极，一组是负极，正负极间电压是 2 伏。镍镉电池

的镍是正极，镉是负极，正负极间电压是 1.2 伏。

充电电池使用时需要先充电，把电池的正、负极分别接到另一电源的正、负极上，电流通过电池，使电池内部发生化学变化，电能转化为化学能，储蓄在电池里。电池向外供电叫放电，放电时储蓄的化学能转化为电能。

充电电池应用很广，交通工具的照明、收音机、照相机上都有应用。使用充电电池时绝不允许电池短路，用过一段时间后要及时充电。

太阳能电池 把太阳能直接转变为电能的器件。太阳能电池大多是用半导体材料制成，除硅太阳电池外，还有硫化镉太阳电池和砷化镓太阳电池。硅太阳电池用得多。硅太阳电池的电压与太阳光照的强度有关，一般约 0.5 伏左右。太阳能电池在人造地球卫星、宇宙飞船、星际电站中作为电源得到重要的应用。太阳能电池性能稳定、寿命长、不污染环境，在地面上也得到越来越广泛的应用，如作为航标灯、铁路信号灯、黑光灯等的电源。太阳能电池的汽车正在实验中。

钮扣电池 钮扣式结构的电池。直径从几毫米到几十毫米，厚度随直径相应变化。钮扣电池的外壳为金属，通常与正极连接，中间是负极，电极之间充满电解液等。负极与外壳之间有塑料密封圈，起绝缘和防止电解液外流的作用。钮扣电池有的是一次电池，有的是充电电池（二次电池）。钮扣电池的体积一般很小，容量和放电电流也很小，多应用于电子手表、计算器等小型电器。

低压电源 中学应用的低压电源是提供物理实验用的低压交、直流和直流稳压电源。J1201 型低压电源输出交流电压的范围是 2～24 伏，分 12 挡。输出交流电流不大于 6 安，大于 6 安时过载指示灯亮。直流输出电压也是 2～24 伏，最大输出电流是 6 安，也有过载指示灯。直流稳压输出电压 6 伏、9 伏、12 伏，输出电流不大于 1 安，有过载保护装置。

变压器 用来改变交流电压和电流的电器设备。变压器由铁芯和线圈两部分组成。铁芯一般用硅钢片叠合做成，也可用铁氧体做铁芯。线圈有两个或多个绕组，接电源的叫初级线圈或原线圈，是变压器的输入端。其

余的叫次级线圈或副线圈，是变压器的输出端。当在初级线圈加交流电压U1 时，次级线圈产生交流电压 U2。电压 U1 与 U2 与初次级线圈的匝数成正

比，即 U1 = n1 。当次级线圈匝数n 小于初级线圈匝数n 时，变压器输出

U2 n2

电压降低，U2＜U1。若 n2＞n1 则输出电压升高，U2＞U1。

白炽灯 靠电流通过灯丝使灯丝加热至白炽而发光的光源。常见的白炽灯是将熔点高的钨丝封入玻璃泡壳内，电流通过引线传到支架上的钨 丝，使钨丝温度达 2000℃以上而发光。为了防止钨在高温下氧化，小功率灯泡抽成真空。60 瓦以上灯泡充入氮、氩等气体，可阻碍钨丝在高温下的升华，灯丝温度能提高到 2400～2700℃，发光效率因而提高。如果在灯泡

内充入微量卤族元素，灯丝温度还可再提高，这叫卤钨灯，发光效率更高。

常用的白炽灯有螺丝口和卡口两种。如上图所示，螺丝口灯泡灯丝两头通过金属丝分别焊在灯泡尾部中心的金属块和螺旋上，灯座的螺旋套只准接在零线上。卡口灯泡的灯丝两头通过金属丝都从灯泡尾部伸出分别锡

焊位。

日光灯 又叫荧光灯，是利用荧光来照明的光源。日光灯是应用最广的放电光源，它是靠管内电子运动与水银原子碰撞，水银原子发射紫外线， 紫外线照射到管壁的荧光粉上，荧光粉就发出可见光。荧光粉可根据需要选择发出不同色调的光。通常选择的荧光粉能发出近似日光颜色的光，所以常称日光灯。

日光灯发热少、效率高、寿命长、光线柔和，应用广泛。日光灯的缺点是需要镇流器、启动器等附件，电路较复杂。另外就是体积大，功率不能太大。新型的节能日光灯，用电子电路代替了镇流器、启动器，体积大大缩小，效率进一步提高。

电风扇 由电动机带动风叶旋转以加速空气流动和交换的电器。电扇的种类很多，有台扇、吊扇、箱式电扇等。我们常用的台扇由电动机、风叶、网罩、摇摆机构、调速机构、支承机构、底座等组成。有的台扇还有定时开关、照明灯等。吊扇主要由电动机、风叶、悬吊装置及独立安装的调速器组成。吊扇多用于礼堂、会场等需要送风范围广、风量大的场合。电吹风 由电动机带动风叶旋转吹出加热空气的电器。电吹风主要用

于头发吹干和定型，也用于实验室、生产等的干燥加热，还用于对收录机、电视机等仪器的干燥、驱潮、清除尘埃。电吹风主要由电动机、风叶、电热元件、选择开关、外壳、手柄等组成。电热元件一般为镍铬丝，近年来还用一种新型材料——铁电半导体陶瓷（PTC）。

洗衣机 洗涤衣服的电器。家用洗衣机的种类很多，有滚筒式（欧洲式）、波轮式（日本式）、搅拌式（美国式）、喷流式等。我国目前用得最多的是波轮式洗衣机，它是利用洗涤缸底部波轮的定时正反旋转，推动水流旋转，使脏衣服受到水流的冲刷，吸附于衣服内的洗涤液被排出，并带走一部分污垢，衣服之间、衣服与洗涤缸壁间相互摩擦等，最后经过漂洗把衣服洗干净。从洗衣机的性能看有单缸普通洗衣机、普通双缸洗衣机、全自动套缸洗衣机。

电子点火器 利用电子技术点火的电器。电子点火器按结构分有：压电式、磁电式、电磁式、电炉式。压电式电子点火器是利用压电陶瓷受到机械开关的冲击力后，产生电压使两电极间出现电火花，可点燃丙烷、丁烷、液化石油气和煤气等。这种点火器的电能来自机械能，结构简单，经济耐用，是目前燃气炉灶常用的一种点火器。电磁式电子点火器是由电池提供电能，利用电子电路在两电极间产生电火花来引燃气炉。电磁式电子点火器火花大且火花大小可调，使用方便可靠，用得很多。

电子钟表 以电池为能源采用电子技术的钟表。电子钟表走时准确， 使用方便、价格合宜。电子钟表由两部分组成：电路和时间指示。电子钟表电路的核心是石英晶体讯号发生器。石英晶体产生的讯号（32768 赫） 推动时间指示装置显示出时间。石英晶体产生的讯号非常稳定，保证了电

子钟表走时的准确，所以又叫石英钟表。机械钟表每天的误差一般以分计算，电子钟表一般则以秒计算。电子钟表的时间指示装置有的跟机械钟表类似，通过齿轮传动用指针指示时间，这叫指针式电子钟表。有的用数字显示，叫数字式电子钟表。

电子钟的电源一般用 5 号电池，通常可用 1 年左右。电子表用钮扣电池，可用 1～2 年。

电子钟表内有电池、电路，使用时要注意防潮。电池要及时更换以防漏液损坏钟表。石英晶体讯号发生器容易受温度变化影响，石英钟不要受太阳晒或接近太热、太冷的物体。电子表戴在手上能保证走时准确。