第1章 概论1

1.1电器的定义和分类1

1.1.1电器的定义1

1.1.2电器的分类1

1.2典型电器的结构原理5

1.2.1断路器5

1.2.2接触器8

1.2.3继电器12

1.3电器研究的主要理论范畴14

1.3.1电磁机构理论14

1.3.2电弧理论15

1.3.3电接触理论16

1.3.4发热理论16

1.3.5电动力理论17

1.4电器技术的发展与展望17

1.4.1电器技术的发展17

1.4.2电器的智能化与智能电器18

第2章 电器的发热理论22

2.1电器的发热现象22

2.2电器的散热27

2.3电器的允许温升33

2.4电器的稳定温升计算35

2.5典型电器的温升计算38

2.6不同工作制下电器的温升40

2.7电器的热稳定性43

2.8采用有限元软件计算电器的温升45

2.8.1交流电磁阀电磁热耦合计算模型47

2.8.2实验验证与仿真分析50

2.9小结52

2.10思考题与习题52

第3章 电器的电动力理论54

3.1电器中的电动力现象54

3.2电器中的电动力计算55

3.2.1比奥-沙伐定律计算电动力56

3.2.2能量平衡法计算电动力57

3.3典型导体间的电动力58

3.3.1采用比奥-沙伐定律计算电动力58

3.3.2采用能量平衡原理计算电动力61

3.3.3导体截面形状对电动力的影响62

3.4交流电动力的计算64

3.4.1交流单相电动力的计算64

3.4.2交流三相电动力的计算66

3.5触头间的电动力69

3.6电器的电动稳定性71

3.7小结73

3.8思考题与习题73

第4章 电器的电接触理论75

4.1电器中的电接触现象75

4.1.1电接触的分类75

4.1.2对电接触的主要要求76

4.2电接触表面的物理图景76

4.3接触电阻的理论与计算78

4.3.1收缩电阻Rs79

4.3.2表面膜电阻Rb80

4.4影响接触电阻的主要因素83

4.4.1材料性质83

4.4.2接触形式86

4.4.3接触压力87

4.4.4接触表面加工情况89

4.5接触区域的热效应90

4.5.1φ-θ理论90

4.5.2Rj(θ)特性93

4.6触头的振动与熔焊94

4.6.1触头的振动与弹跳94

4.6.2触头参数与触头弹跳98

4.6.3触头熔焊100

4.7触头的磨损与材料转移104

4.8电器电极材料喷溅侵蚀的理论计算[18]107

4.8.1喷溅产生的原因107

4.8.2喷溅概率的影响因素107

4.8.3喷溅模型108

4.9小结110

4.10思考题与习题111

第5章 电器的电弧理论112

5.1引言112

5.2气体放电的物理基础112

5.2.1电离和激励112

5.2.2气体的电离方式113

5.2.3气体的消电离方式116

5.2.4气体的放电特性118

5.3电弧的物理特性121

5.3.1开断电路时电弧的产生过程121

5.3.2电弧的近极区和弧柱区特性122

5.3.3电弧的温度124

5.3.4电弧的直径与斑点126

5.3.5电弧的能量127

5.4直流电弧的特性与熄灭原理130

5.4.1直流电弧的伏安特性130

5.4.2直流电弧的熄灭原理132

5.4.3直流电弧的能量与熄弧过电压134

5.5交流电弧的特性与熄灭原理137

5.5.1交流电弧的伏安特性137

5.5.2交流电弧对电路的影响139

5.5.3交流电弧的介质恢复过程144

5.5.4交流电弧的电压恢复过程150

5.5.5交流电弧的熄灭条件157

5.6开关电器典型灭弧装置的工作原理159

5.6.1简单开断159

5.6.2磁吹灭弧161

5.6.3栅片灭弧162

5.6.4纵缝灭弧164

5.6.5熔断器166

5.6.6真空灭弧168

5.6.7六氟化硫灭弧172

5.7交流接触器零电流分断控制技术174

5.7.1零电流分断控制原理分析174

5.7.2零电流分断控制原理的实现175

5.7.3零电流分断控制原理的实验研究176

5.8小结181

5.9思考题与习题181

第6章 电器的电磁机构理论183

6.1引言183

6.2电磁场的基本概念与基本定律184

6.2.1电磁感应定律184

6.2.2自感与互感185

6.2.3麦克斯韦方程186

6.2.4似稳电磁场188

6.3典型电磁系统的结构原理与基本特性189

6.3.1电磁系统的结构原理189

6.3.2电磁系统的分类190

6.3.3电磁系统的基本特性192

6.4磁路与磁导的计算194

6.4.1磁路的基本概念194

6.4.2气隙磁导的计算198

6.5直流电磁系统的分析与计算209

6.5.1直流磁路计算方程210

6.5.2直流磁路中磁通的分布情况211

6.5.3直流磁路的计算214

6.6交流电磁系统的分析与计算219

6.6.1交流磁路的特点219

6.6.2等效正弦波法221

6.6.3交流磁路的计算225

6.7电磁系统的吸力计算与静特性227

6.7.1磁场的能量与吸力计算227

6.7.2能量转换与电磁吸力229

6.7.3麦克斯韦电磁吸力与静特性235

6.7.4交流电磁系统的吸力特点与分磁环原理239

6.8电磁系统的动态特性243

6.8.1直流电磁系统的动态特性243

6.8.2交流电磁系统的动态特性250

6.8.3采用“场”“路”结合的交流电磁系统的动态特性仿真255

6.9含永久磁铁的磁路计算266

6.9.1永久磁铁的工作点266

6.9.2永久磁铁的等效处理268

6.9.3永磁磁路的计算实例270

6.10小结273

6.11思考题与习题274

参考文献2772100433B

本书详细的论述了电器中的发热理论、电动力理论、电接触理论、电弧理论和电磁机构理论的基本概念、基本原理、分析计算方法，以及各种影响因素。在介绍基础理论的同时，增加了有限元温度场计算、触头弹跳分析、电器电极材料喷溅侵蚀计算、三维电磁场计算、电磁机构动态计算、零电流分断技术相关内容，这些内容都是近年来电器研究中的热点问题。书中还介绍了电器技术的发展与电器的智能化，图文并茂、理论联系实际。 本书详细的论述了电器中的发热理论、电动力理论、电接触理论、电弧理论和电磁机构理论的基本概念、基本原理、分析计算方法，以及各种影响因素。 在基础理论部分，针对教学过程中学生的实际情况做了修改，简化了繁琐的公式推导，增加了解题步骤，书中还增加了图片的比重，使学生更加易于理解。在介绍基础理论的同时，增加了有限元温度场计算、触头弹跳分析、电器电极材料喷溅侵蚀计算、三维电磁场计算、电磁机构动态计算、零电流分断技术相关内容，这些内容都是近年来电器研究中的热点问题。这些内容可以作为本科生教材的提高部分，也可以作为电 器专业研究生的教材使用。书中还介绍了电器技术的发展与电器的智能化，图文并茂、理论联系实际。 本书可作为高等学校电气工程及其自动化、自动化等专业的教材和教学参考书；也可作为电器专业研究生的教材和教学参考书。本书对于从事电器设计、制造、试验、运行方面的工程技术人员具有一定的参考价值，也可以作为电气工程技术人员的培训教材使用。

电器理论基础课程定位

该课程是电工学科的主干课程，也是电机、电器专业的专业基础课。其着重讲授电器的基本原理，电器的共同理论基础知识，为低压电器、高压电器、测试技术等后续课程打下理论基础。从开关电器的结构特征出发，对开关中涉及的基础理论、物理现象、工作原理展开介绍与分析，可满足不同层次人员的学习需求。

电器理论基础适应对象

电器理论基础适用是电工学科及电机、电器专业的专业学习。

电器理论基础专业知识

学习电器理论基础需预备电路、高等数学、电子技术、电磁场理论等专业知识。

电器理论基础课程教材

（表格资料来源：）

电器理论基础学习资料

电器理论基础的学习资料为《开关电器现代设计方法》《输配电系统电力开关技术》《开关电器计算学》《常用低压电器原理及其控制技术》《工厂电气控制技术》《低压电器技术手册》《真空开关电器》《电器理论基础》《现代高压电器技术》。

（表格资料来源：）

电器理论基础系统描述了开关电器中的发热理论、电动力理论、电接触器理论、电弧理论和电磁机构理论的基本概念、基本原理、分析计算方法以及各种影响因素。在介绍基础理论的同时，增加了有限元温度场计算、触头弹跳分析、电器电极材料喷溅侵蚀计算、三维电磁场计算、电磁机构动态计算、零电流分断技术等相关内容，这些内容都是行业关注的热点问题。课程还结合科研团队的研究成果介绍了电器技术的发展以及电器的智能化问题。