电学特性-20101206
电力电子专业技术实验书电气专
实验一单相桥式半控整流电路实验
一、实验目的：
1、加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。
2、了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用，学会对实验中出现的问题加以分析和解决。
二、实验主要仪器与设备：
三、实验原理
本实验线路如图1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用D42三相可调电阻，将两个 900Ω接成并联形式，二极管VD1、VD2、VD3及开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验用700mH，直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。
VD3
图1 单相桥式半控整流电路实验线路图
四、预习要求
1、阅读电力电子技术教材中有关单相桥式半控整流电路的有关内容。
五、实验内容及步骤
1、实验内容：
(1)锯齿波同步触发电路的调试。
(2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。
(3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。
2、实验步骤：
(1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线电压为200V，用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，用双踪示波器观察“锯齿波同步触发电路”各观察孔的波形。
(2)锯齿波同步移相触发电路调试：其调试方法与实验三相同。令Uct=0时（RP2电位器顺时针转到底），α＝170o。
(3)单相桥式半控整流电路带电阻性负载：
额定电压等级
额定电压等级：低压0.38,0.66高压3,6,10,35,66,110,220,330,500,750,1000，因设备成批生产只能按平均电压即额定电压制造。 低压： 1000V 以下；高压： 1000V 及以上；中压：1kV 至10kV 或35kV ；高压：35kV 或以上至110kV 或220kV ；超高压：220kV 或330kV 及以上；特高压：800kV 及以上。 TN-C ：N 与PE 线合为PEN 线，所有设备外露可导电部分均接PEN 线。特点：PEN 线中可有电流通过，因此通过PEN 线可对有些设备产生电磁干扰，如PEN 断线会使设备外露可导部分带电。TN-S ： N 线与PE 分开，所有设备外露可导电部分均接PE 线。特点： PE 线没有电流通过，因此接PE 线的设备不会受电磁干扰。如PE 断线，当设备发生单相接壳故障可使其他接PE 线的设备外露可导电部分带电。TT ：电源中性点接地，所有设备外露可导部分均各自经PE 线接地。特点：设备间无电磁干扰IT ：电源中性点不接地或经约1000Ω阻抗接地，所有设备外露可导部分也各自经PE 线单独接地。特点：各设备之间无电磁干扰，且发生单相接地故障时，三相用电设备及连接额定电压为线电压的单相设备仍可继续运行，但需装设单相接地保护。 一级负荷：属特别重要负荷，要求两路独立外电源双重供电，一路电源发生故障或检修时，另一路电源应保证供电，必须增设应急电源，严禁将其他负荷接入应急电源；二级负荷：属一般重要负荷，由两回路供电，仅当负荷较小或供电困难时可由一回 6kV 及以上的专用架空线路供电；三级负荷：一般负荷，无要求。
09---电学特性
聚氯乙烯
树脂 大理石 C Si 含水木材，土 Ge InSb Bi Cu，Ag 石蜡 太阳 地球 火星 木星 土星
半导体
100 10-2 10-4 10-6 10-8
导体
1立方厘米的石蜡的电阻是十分大。如果用1平方厘米的铜条要达到与石蜡相同 的电阻的话，需要得长度为100万光年！把地球上所有的铜都用掉也不够！
磁性电阻与其固有的磁矩大小和实际平均的磁矩大小得差 成比例。
T>Tc时，
mag
(3 N ) 3 ( m * G ) 2 s( s 1) 2 3 4 e n
2
1
T<30 K时，
mag CT ph
2
三种电阻的分解
ρ -T曲线上的拐点就是该物质的居里温度。
磁场对电阻的影响模型
磁性电阻ρmag
mag
(3 N ) 3 (m * G ) 2 ( s )( s 1) 2 3 4e n
2 1
这里 s：是磁性元素的磁矩量子数 N：磁性元素的单位体积中的个数 μ ：在一个方向上的平均磁量子数 G：s-d相互作用能 m*：电子有效质量 n：自由电子浓度
a) 空位扩散机理
迁移路 线 迁移距 离
我们已经讨论到， Schottky 缺陷作为一种热缺 陷普遍存在着。一般而言， 负离子作为骨架，正离子通 过空位来迁移。晶体中空位 邻近的正离子获得能量进入 到空位中，留下一个新的空 位，邻近的正离子再移入产 生新的空位，依次下去，就 不断地改变空位的位置。总 的说来，阳离子就在晶格中 运动，如图所示。
浙江省2010年1月高等教育自学考试 电工电子学试题 课程代码02026
浙江省2010年1月高等教育自学考试
电工电子学试题
课程代码：02026
一、填空题(本大题共11小题，每空1分，共20分)
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
1. 如题1-1图所示，U s=2V，I s=1A，R=R L=1Ω，则I1=____A，U1=____________V。
2. 已知某一正弦交流电路中的电流、电压瞬时值分别为
i=102sin(20t+45°)A,u=52sin(20t-30°)V，则
电流和电压的相位差为
iu
ϕ=____________°。
3. 当电压和负载功率一定时，功率因数越低，线路电流就越
____________；而当电压和电流一定时，功率因数越低，电源给出的功率就越____________。
4. 一台降压变压器，一次侧电压为6000V，二次侧电压为220V，如果二次侧接入一个50kW 的电阻炉，若不考虑变压器的绕组阻抗，则一次侧电流I1=____________A，二次侧电流I2=____________A。
5. 某三相四线制交流电路，负载星形连接，电源顺相序且12
U
=380V，每相阻抗均为
Z=(40+j30)Ω，则三相总有功功率P=____________W，总无功功率Q=____________Var。
6. 理想二极管的正向管压降为____________，反向电阻为____________。
7. 半导体三极管工作在放大区时，____________结处于正向偏置，____________结处于反向偏置。
8. 若要求放大器能够稳定输出电流，且提高放大器的输入电阻，则应引入____________负
电路与电子技术XXXX1206
一、单项选择题（每题2分，共20分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1．图示电路中，E 、I K 均为正值时，其工作状态是（ ）
A ．两者均输出功率
B ．电压源输出功率
C ．电流源输出功率
D ．两者均不输出功率
2．直流电路如图所示，下列求功率的式子中正确的是（ ）
A ．R 1的功率1
2
1R U P = B ．R 1的功率P 1=UI 1
C ．R 3的功率P 3=I 2R 3
D ．R 3的功率3
2
3R U P =
3.理想电流源的电流（ ）
A.与外接元件有关
B.与参考点的选取有关
C.与其两端电压有关
D.与其两端电压无关
4 .题4图所示电路中，a 点电位等于（ ）
A.1V
B.11V
C.4V
D.6V
5.题5图所示电路中A 、B 两端的电压U 为（ ）
A.5V
B.3V
C.7V
D.0V
6.已知某正弦交流电压：U=220V ，f=50Hz ，初相为60°，则其正确的瞬时表达式为（
） A.u=220sin(50t+60°)VB.u=220sin(314t+60°)V
C.u=311sin(50t+60°)V
D.u=311sin(314t+60°)V
7.在关联参考方向下，电容元件的电流与电压之间的伏安关系为（ ）
A.i=C dt du
B.u=C dt di
C.i=-C dt du
D.u=-C dt di
8.题8图所示电路中ω=2rad/s ，ab 端的等效阻抗Z ab 为（ ）
A.(1-j1.5)Ω
B.1Ω
4题图
5题图
C.(1+j1.5)Ω
电的基本特性
电的基本特性
电是现代社会中不可或缺的能源，它具有许多独特的特性。本文将
介绍电的基本特性，以及它在生活中的应用和重要性。
首先，电的基本特性之一是电流。电流是电荷的运动，是电子在电
路中流动的速率。电流的单位是安培（amperes），常表示为A。电流
的大小取决于电压和电阻的关系，根据欧姆定律，电流等于电压除以
电阻。电流的方向是从正极流向负极，这是由于电子具有负电荷。
第二个特性是电压，也称为电势差。电压是电场的力量，它推动电
子在电路中移动。电压的单位是伏特（volts），常表示为V。电压的
大小决定了电流的强弱，高电压会导致大电流，低电压会导致小电流。电压也可以引起电荷在电路中的流动，它们根据电势差的大小移动。
第三个特性是电阻。电阻是电流通过某个物体或器件时所遇到的阻碍。电阻的单位是欧姆（ohms），常表示为Ω。电阻的大小取决于物
体或器件的材料和几何形状。根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻。电阻可以使电流减小或阻止流动，也可以用于调节电路中的电流。
除了上述特性，电还有许多其他重要的特性。其中之一是电功率。
电功率是电流和电压的乘积，表示电能转化为其他形式能量的速率。
电功率的单位是瓦特（watts），常表示为W。电功率的大小决定了设
备的能量消耗和性能。
此外，电还具有磁性和热效应的特性。电流通过导线时会产生磁场，这是电磁感应的结果。磁场的大小取决于电流的强弱和导线的形状。
这种磁性特性广泛应用于电磁铁、电动机等设备中。另外，电流通过电阻时会产生热量，这被称为热效应。根据焦耳定律，电阻内消耗的功率等于电流的平方乘以电阻。热效应导致电路中的电阻发热，例如电炉和电热水器。
非线性元件伏安特性实验
非线性元件伏安特性的测量
【目的要求】
1．掌握非线性元件伏安特性的测量方法、基本电路。
2．掌握二极管、稳压二极管、发光二极管的基本特性。准确测量其正向导通阈值电压。
3．画出以上三种元件的伏安特性曲线。
【实验仪器】
非线性元件伏安特性实验仪。仪器由直流稳压电源、数字电压表、数字电流表、多圈可变电阻器、普通二极管、稳压二极管、发光二极管、钨丝灯泡等组成。
【实验原理】
1.伏安特性
给一个元件通以直流电，用电压表测出元件两端的电压，用电流表测出通过元器件的电流。通常以电压为横坐标、电流为纵坐标，画出该元件电流和电压的关系曲线，称为该元件的伏安特性曲线。这种研究元件电学特性的方法称为伏安法。伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件，如电阻；伏安特性曲线为非直线的元件称为非线性元件，如二极管、三极管等。伏安法的主要用途是测量研究线性和非线性元件的电特性。有些元件伏安特性除了与电压、电流有关，还与某一物理量的变化呈规律性变化，例如温度、光照度、磁场强度等，这就是各种物理量的传感元件，本实验不研究此类变化。
根据欧姆定律，电阻R、电压U、电流I,有如下关系：
R （1）
U
I
由电压表和电流表的示值U和I计算可得到待测元件Rx的阻值。但非线性元件的R是一个变量，因此分析它的阻值必须指出其工作电压（或电流）。非线性元件的电阻有两种方法表示，一种称为静态电阻（或称为直流电阻），用R D表示；另一种称为动态电阻用r D表示，它等于工作点附近的电压改变量与电流改变量之比。动态电阻可通过伏安曲线求出，如图1所示，图中Q点的静态电阻R D=U Q/I Q,动态电阻r D=dU Q/dI Q
电学性质
一般认为偶极矩在0～0.5D（德拜）范围内属非极性的， 偶极矩在0.5D以上属极性的。 聚乙烯分子中C－H键的偶极矩为0.4D，但由于分子对 称，键矩矢量和为零，故聚乙烯为非极性的。 聚四氟乙烯中虽然C－F键偶极矩较大（1.83D），但C－ F对称分布，键矩矢量和也为零，整个分子也是非极性的。 聚氯乙烯中C－Cl（2.05D）和C－H键矩不同，不能相 互抵消，故分子是极性的。 非极性聚合物具有低介电系数（ε约为2）和低介电损 耗（小于 104 ）； 极性聚合物具有较高的介电常数和介电损耗。
这是由于介质的内粘滞作用，偶极子转向将克服摩擦 阻力而损耗能量，使电介质发热。 若交变电场频率进一步提高，致使偶极子取向完全跟 不上电场变化，取向极化将不发生，这时介质损耗也很小。 由此可见，只有当电场变化速度与微观运动单元的本 征极化速度相当时，介电损耗才较大。 实验表明，原子极化损耗多出现于红外光频区，电子 极化损耗多出现于紫外光频区，在一般电频区，介质损耗 主要是由取向极化引起的。
这是由于分子偶极子的取向极化造成的。 取向极化是一个松弛过程，交变电场使偶极子转向时，转 动速度滞后于电场变化速率，使一部分电能损耗于克服介质 的内粘滞阻力上，这部分损耗有时是很大的。 对非极性聚合物而言，电导损耗可能是主要的。 对极性聚合物的介电损耗而言，其主要部分为极化损耗。 已知分子极化速率很快。电子极化所需时间约 10 10 秒， 1013 原子极化需略大于 秒。但取向极化所需时间较长，对 109 小分子约大于 秒，对大分子更长一些。
PN结、热敏电阻、PT100升温条件下特性
°C No CH0 CH1 CH2 CH330.709 1 0.1182489466 1557.0192072999 0.4767930792 -0.035973074230.755 2 0.1182677816 1554.2654725471 0.4766974733 -0.036388280230.792 3 0.1182828020 1551.4904589349 0.4765985296 -0.036802770930.835 4 0.1183006834 1548.7129419275 0.4764957712 -0.037220241930.875 5 0.1183167767 1545.9122685142 0.4763944433 -0.037644388530.919 6 0.1183348965 1543.1028332176 0.4762959764 -0.038060667430.967 7 0.1183544468 1540.2827584912 0.4761905954 -0.038476946331.019 8 0.1183759045 1537.4451599982 0.4760834262 -0.038888695231.057 9 0.1183914017 1534.5987996220 0.4759803102 -0.039301636231.098 10 0.1184079718 1531.7392964208 0.4758760021 -0.039708616731.147 11 0.1184282373 1528.8679020922 0.4757656143 -0.040131690531.191 12 0.1184463572 1525.9889975780 0.4756579683 -0.040575387531.240 13 0.1184660267 1523.0869366578 0.4755528257 -0.040979030231.280 14 0.1184823584 1520.1786172496 0.4754423186 -0.041368487031.345 15 0.1185089420 1517.2590325629 0.4753307387 -0.041773560231.390 16 0.1185274195 1514.3306859929 0.4752239272 -0.042172434531.430 17 0.1185438704 1511.3910741443 0.4751177117 -0.042568447731.478 18 0.1185634207 1508.4376936220 0.4750055358 -0.042964937931.531 19 0.1185853552 1505.4736736699 0.4748912141 -0.043351772031.581 20 0.1186056208 1502.5027693810 0.4747789189 -0.043749215831.621 21 0.1186219525 1499.5193481159 0.4746681735 -0.044143560231.659 22 0.1186374497 1496.5252874211 0.4745527789 -0.044535281931.712 23 0.1186591458 1493.5224648429 0.4744391724 -0.044933441031.769 24 0.1186825108 1490.5077511375 0.4743275925 -0.045325043531.814 25 0.1187007498 1487.4874047928 0.4742143437 -0.045718553431.872 26 0.1187248301 1484.4564190183 0.4740994259 -0.046106341231.922 27 0.1187452149 1481.4154196629 0.4739784285 -0.046487572631.971 28 0.1187651228 1478.3650325754 0.4738617226 -0.046872857032.019 29 0.1187849116 1475.3127679415 0.4737395331 -0.047254446032.080 30 0.1188095879 1472.2448570874 0.4736228271 -0.047641041732.130 31 0.1188303303 1469.1756945357 0.4735026642 -0.048034551632.177 32 0.1188491654 1466.0902599150 0.4733807131 -0.048427107832.241 33 0.1188755106 1463.0041994455 0.4732564970 -0.048810246532.294 34 0.1188973259 1459.9056219998 0.4731364532 -0.049188259232.354 35 0.1189215254 1456.8057928566 0.4730142637 -0.049559000132.398 36 0.1189396452 1453.6965759812 0.4728915973 -0.049923661332.437 37 0.1189557385 1450.5792230713 0.4727688117 -0.050302746932.492 38 0.1189780306 1447.4593667662 0.4726450725 -0.050675037532.556 39 0.1190044951 1444.3276193337 0.4725178762 -0.051047685832.601 40 0.1190228533 1441.1946202037 0.4723942561 -0.051424148832.659 41 0.1190462183 1438.0528591903 0.4722709937 -0.051790002132.709 42 0.1190669608 1434.9048396888 0.4721455855 -0.052155259432.774 43 0.1190935444 1431.7543167921 0.4720177932 -0.052512291232.827 44 0.1191152405 1428.5975354074 0.4718901200
电工技术第六版第6章
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+ – e1 u1 – + – eσ 1 + 一次侧接交流电源， N1 二次侧开路。 (1) 空载运行情况
i0
i2 0
+ +
1
–
e 2 u 20
–
N2
u1
i0 ( i0N1)
e1 N 1
e2 N
dΦ dt dΦ
dt
1
e σ1 Lσ1 d i0 dt
2
空载时， 铁心中主 磁通是 由一次绕 组磁通势 产生的。
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6.2.3 功率损耗
交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。 i 1. 铜损（Pcu） 在交流铁心线圈中, 线圈电阻R 上的功率损耗称铜损，用Pcu 表示。 Pcu = RI2 + u –
式中：R是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。 2. 铁损（PFe） 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内 的功率损耗称铁损，用PFe 表示。 铁损由磁滞和涡流产生。
5.变压器的铭牌和技术数据 1） 变压器的型号 S J L 1000/10 高压绕组的额定电压(KV) 变压器额定容量(KVA) 铝线圈
电学性能
一、实验目的
按照导电性能区分，不同种类的材料都可以分为导体、半导体和绝缘体三大类。区分标准一般以106Ω⋅cm和1012Ω⋅cm为基准，电阻率低于106Ω⋅cm称为导体，高于1012Ω⋅cm称为绝缘体，介于两者之间的称为半导体。然而，在实际中材料导电性的区分又往往随应用领域的不同而不同，材料导电性能的界定是十分模糊的。就高分子材料而言，通常是以电阻率1012Ω⋅cm为界限，在此界限以上的通常称为绝缘体的高分子材料，电阻率小于106Ω⋅cm称为导电高分子材料，电阻率为106 ～1012Ω⋅cm常称为抗静电高分子。通常高分子材料都是优良的绝缘材料。
通过本实验应达到以下目的：
1、了解高分子材料的导电原理，掌握实验操作技能。
2、测定高分子材料的电阻并计算电阻率。
3、分析工艺条件与测试条件对电阻的影响。
二、实验原理
1、电阻与电阻率
材料的电阻可分为体积电阻(R v)与表面电阻(R s)，相应的存在体积电阻率与表面电阻率。
体积电阻：在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极之间的稳态电流之商；该电流不包括沿材料表面的电流。在两电极间可能形成的极化忽略不计。
体积电阻率：在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商，即单位体积内的体积电阻。
表面电阻：在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商；该电流主要为流过试样表层的电流，也包括一部分流过试样体积的电流成分。在两电极间可能形成的极化忽略不计。
表面电阻率：在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商，即单位面积内的表面电阻。
电学基础知识大全
电学基础知识总结一
1、电路:把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径。
2、通路:处处接通的电路;开路:断开的电路;短路:将导线直接连接在用电器或电源两端的电路。
3、电流的形成:电荷的定向移动形成电流.(任何电荷的定向移动都会形成电流)
4、电流的方向:从电源正极流向负极.
5、电源:能提供持续电流(或电压)的装置.
6、电源是把其他形式的能转化为电能.如干电池是把化学能
转化为电能.发电机则由机械能转化为电能.
7、在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。
8、有持续电流的条件:必须有电源和电路闭合.
9、导体:容易导电的物体叫导体.如:金属,人体,大地,盐水溶液等.导体导电的原因:导体中有自由移动的电荷;
10、绝缘体:不容易导电的物体叫绝缘体.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,纯水等. 原因:缺少自由移动的电荷
11、电流表的使用规则:①电流表要串联在电路中;②电流要从"+"接线柱流入,从"-"接线柱流出;③被测电流不要超过电流表的量程;④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上.
实验室中常用的电流表有两个量程:①0~0.6安,每小格表示的电流值是0.02安;②0~3安,每小格表示的电流值是0.1安.
12、电压是使电路中形成电流的原因,国际单位:伏特(V);
常用:千伏(KV),毫伏(mV). 1千伏=1000伏=1000000毫伏.
13、电压表的使用规则:①电压表要并联在电路中;②电流要从"+"接线柱流入,从"-"接线柱流出;③被测电压不要超过电压表的量程;
实验室常用电压表有两个量程:①0~3伏,每小格表示的电压值是0.1伏; ②0~15伏,每小格表示的电压值是0.5伏.
1、电路元件的伏安特性曲线
电路元件的伏安特性试验
周佳朝
201113050113
实验目的：1、学会识别常用电路元件的方法。
2、掌握线性电阻、白炽灯、普通二极管以及稳压管的测绘。
3.掌握实验台上各种仪表的使用方法。
实验假设：1、线性电阻的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，其电压和电流之间的关系符合欧姆定律，其阻值不随电压的变化而变化。
2、白炽灯工作时，其灯丝电阻随温度的升高而增大，其伏安特性曲线是一条向上凸的曲线。
3、当二极管正向电压足够大时，正向电流从零随电压按指数规律增大。反向电压在一定范围内时，
其电流稳定不变，当达到击穿电压时，二极管就会被击穿，电流就会迅速增大。
4、稳压管加正向电压时，其变化和二极管类似。在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，当
反向电压增加到一定程度时会被击穿。
实验原理：任何一个电器二端元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I之间的函数关系
U＝f(I)来表示，即用U-I平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1、线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线的斜率等于该电阻器的电阻
值。
2、一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯
的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差
几倍至十几倍，所以它的伏安特性是一条曲线。
3、一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件。正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向
电压增加时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。可见，二极管具
有单向导电性，但反向电压加得过高，超过二级管的极限值，则会导致管子击穿损坏。
电的种类及特性
一、电的种类及特性
按照电的不同种类和特性，分为直流电和交流电两种：
1、电流：电荷在电场的作用下定向移动，就形成了电流。
2、直流电：电流的大小和方向不随时间变化，即正负极性始终不会改变。用“DC”表示。如电池、蓄电瓶等产生的电流。
3、交流电：电流的大小和方向（即正负极性）随时间而变化。用“A C”表示。流电又分为交流电源（作为能量如我们电灯用的电）和交流信号（空中的电磁波）。
4、周期：交流电变化一次（一正一负）用的时间，用T表示。
5、频率：一秒内交流电变化的次数（周期数），F表示。我们照明电灯用的电源频率为50Hz。
单位：HZ(赫兹）、KHz（千赫）、（兆赫）1MHz=1000KHz 1KHz=1000Hz 直流电的大小和方向在单位时间内不会变化，没有频率；凡提到频率的均为交流电。单位时间内交流电变化次数（周期）多的叫高频；反之为低频”。
通常把人耳可以听到的频率（每秒变化20～20000Hz）叫低频，也称音频。好的音响设备可以发出悦耳的音乐，就是它的音频范围较宽，能把高、中、低频尽量的展现出来。即频带宽、音质好。
二、电路的结构及状
电路由若干元件组成，目的是把电能转换成其它能量，以实现特定功能。最基本的电路是由电源、用电器（负载）导线、开关组成。
以手电筒为例，它由电池、灯泡、导线、开关组成。按照电路和不同状态分为通路、断路、短路三种：1、通路：也叫回路。即合上开关接通电源，电荷从电池的正极出发，经过灯泡（发光）、导线、开关回到负极构成回路。
电荷在通过负载时，进行能量转换。如通过灯泡时转换为光能，通过烙铁时转换为热能，通过电机时转换为机械能。
电学性能
机械、交通 电子、微电子
日常生活
2-1 电导率(electrical conductivity)和电阻率
1 、电阻率： 体积电阻率 V , Ω·m 表面电阻率 S , Ω
Figure 12.1
2、 电导率(electrical conductivity)
(1)表征材料导电性的大小。 单位：S. m-1, （Ω.m）-1 西门子
Figure 12.4
金属中的自由电子都能导电吗？
费米能级理论
FIGURE 12.5 For a metal, occupancy of electron states (a)before and (b) after an electron excitation.
2-4 影响金属导电性的因素
2-4-1 电阻率 散射
补充介绍
1974年，白川英树等人用Ziegler-Natta催化剂制备聚乙炔薄膜
铜色（cis-，电导率10－8～10－7 S· cm－1）
银色（trans-，电导率10－3～10－2 S· cm－1） 1977年， Heeger 、MacDiarmid 和白川英树、发现当聚乙 炔薄膜用Cl2、Br2或I2蒸气氧化后，其电导率可提高几个数 量级。通过改变催化剂的制备方法和取向，电导率可达105 S· cm－1。（Teflon为10－16 S· cm－1，Cu为108 S· cm－1 ）。
电气性能
硬件
wenku.baidu.com1 影响
目录
02 微观结构
普通的如额定电压、电流、有功功率、无功功率、电阻、电容、电感、电导。
半导体则涵盖面更广，如直流放大倍数、交流放大倍数、整流电流、反向击穿电压、正向导通电压、结电容、 噪声系数、特征频率、截止频率、耗散功率等。
IC也非常多，如最大工作电压、运放的压摆速率、带宽、失真系数、ADC的转换速率、转换精度、分辨率等。
影响
为研究环氧绝缘材料电荷积聚过程的影响因素，减少材料表面电荷积聚效应，采用高阻计对直流电压下环氧 绝缘材料不同时间点的体积电阻率和表面电阻率等关键电气性能进行测量，并采用直流试验装置，借助电容探头 法进行直流高压下的表面电荷测量。通过相关理论研究，获得了环氧绝缘材料电阻率随直流电压作用时间的关系， 建立了环氧绝缘材料电气性能与电荷积聚的关系，并明确了环氧绝缘材料电气性能的改进措施，对于减少直流电 压下，环氧绝缘材料的表面电荷积聚，提高输变电设备直流绝缘子运行可靠性具有实际意义。
电气性能连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。①接触电阻高质量的电连接器应当具 有低而稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等。②绝缘电阻衡量电连接器接触件之间和接 触件与外壳之间绝缘性能的指标，其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。③抗电强度或称耐电压、介质耐压，是 表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。
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豆浆通电加热速率的大小主要决定于豆浆的电 导率。
豆浆的电导率与温度成直线关系.
• 主要是蛋白质胶体颗粒和无机盐离子，随温度的升高，导 电颗粒和离子的运动增大，电导率增大；
• 豆浆固形物质量分数增大，导电成分成比例增加，豆浆的 电导率随固形物的增加成线性增加。
温度θ(a)和固形物质量分数w(b)对豆浆电导率γ的影响
加热速率
加热速率及电导率在60℃左右发生突变。 在60℃以下，加热速率和电导率较小；在60℃以
上，加热速率和电导率快速增加。 含渣量越多，加热速率和电导率也越高。
其单位为S／m。
电学特性-- 概念 --电阻和电导
电阻率及电导率在确定农业物料及食品的含水 率和其它物理化学特性方面有着广泛的应用。
Baidu Nhomakorabea物物料电阻率很低，电阻率及电导率大部分 局限于含水率测定上。
举例－－豆浆的电导率
通电加热是利用物料的电导特性，当在物料的 两端施加交变电压时，物料中有电流通过，自 身产生热量。
例如生物物料中的生物电位差； 另一类是指影响物料所在空间的电磁场及电流
分布的一些特性，例如电阻、电导、介电特性 等。
1 电阻和电导
电学特性-- 概念 --电阻和电导
电阻和电导
电阻和电阻率的定义
电阻R是导体内两端的电位差与电流强度之比。 电阻率ρ是用来比较各种物质相对的电阻大小
的量，又称比电阻。
体(电介质)。 电介质其分子中的电子受到很大束缚力，致
使电子不能自由移动，故电介质在一般情况 下是不导电的。
电学特性--概念--介电特性
如果将电介质置于外加电场中，则电介质将 被极化。
这时有极分子由杂乱的排列变为定向排列， 形成定向极化，在电介质表面上出现正、负 电荷。
极化会生相反电场，并使充满电介质的电容 器极板间的电位差减小，电容量增大。
电学特性-- 概念 --电阻和电导
可用下式加以定义：
ρ=RA/L L——导体长度 A——导体横截面积 电阻R是与导体尺寸有关的量，而电阻率ρ
是与导体尺寸无关的量。因此，电阻率是表 征导体性质的一个物理量。
电学特性 -- 概念 --电阻和电导
生物物料的电阻率不仅与物料性质有关，而且 还与含水率和温度有关。
介质损耗 将平板电容器两极扳间充以电介质，在高频电场作
tg r / r
式中 r r ——复数相对介电常数
r ——相对介电常数 tg ——相对介质损耗因数
——介质损耗角
电学特性--概念--介电特性
电介质的相对介电常数可定义为
r
C C0
式中 C——以材料为介质时的电容器的电容 C。——以真空为介质时的电容器的电容
相对介电常数是物料实际介电常数和真空介 电常数的比值，是一个无量纲的量，可写成
农业物料的电学特性
如何利用电学特性评价农产品品质。 如何利用电学特性进行植物生长信息和生理
信息的检测。 电强与植物生长作、动物生长间的关系如何。 除课堂内容外，你能否设计一种电学特性方
面的装置，并在日常生活中有所应用。
生物电学特性及生物系统工程中的应用 如何利用电学特性评价农产品品质。 设计一个电学特性评价农产品品质的测试装置。 举例电学特性生物信息获取中的利用。
r 0
电学特性--概念--介电特性
介质损耗角的正切也是反映能 量的损耗。
介质损耗角是交流电的总电流I 与电容器中的电容电流之间的 夹角。
充满理想电介质的电容器无能 量损耗，电流超前电压90°。
由于有了损耗，使相位角减小， 损耗角增加。
损耗角和相位角的关系如下
=90°-
电学特性--概念--介电特性
电学特性--概念--介电特性
相对介质损耗因数反映电 介质在交流电场中可能损 耗的能量。
其值愈大表明物料在微波 处理时加热愈快。
电学特性--概念--介电特性
介电特性主要有三项，即相对介电常数，相对
介质损耗因数和介质损耗角正切tg 。它们之
间关系可用下式表示
r r jr r e j
举例
水果的电学特性及与品质的相关性 农作物生长过程的电学特性
电学特性对农作物生长的影响 是否可以利用电学特性对畜产品品质进行评价 谷物（如稻谷、小麦等）存在哪些电学特性 电学特性在农产品分级加工中的应用
一、基本概念 二、物料电特性测量方法 三、电学特性与技术在农业中应用
作业
要求
• 通过查阅资料，完成一个PPT
温度升高引起电子间频繁的碰撞，导致碰撞时 间缩短，从而使电阻率增大。
电阻率与物料内的自由电子数成反比。
电学特性-- 概念 --电阻和电导
电导和电导率 物体的电导是指该物体所通过电流与该物体
所加电压的比值。 对直流电路而言，就是电阻的倒数，其单位
为S。 电导率是电阻率的倒数，记为
σ＝1/ρ= L /R A，
豆渣悬浮液的通电加热速率(a)及温度θ与电导率的关系(b)
在豆浆中加入电导率很小的颗粒物质(豆渣)，使豆 浆的加热速率和电导率都略有降低，含渣量越多， 其加热速率和电导率下降越明显。
豆渣的加入阻碍了豆浆中导电颗粒和离子的运动， 运动阻力增大，导电性能下降，电导率降低。
加渣对豆浆加热速率（a)和电导率γ(b)的影响
题目
• 设计一个利用电学特性检测农产品‘品质’或 ‘水分’的装置
有图说明 组成与原理 对象 检测方法 10页以上 列出参考文献 下周上课前发给我 : jwang@zju.edu.cn 二同学间不得：抄袭
一、基本概念
农业物料的电学特性--基本概念
农业物料的电学特性可分为二类: 一类是在物料内部存在某种能量而产生电位，
增大电场强度，豆浆的电导率 并没有发生变化。 主要原因是电压增大，加速了豆浆中离子和导电颗
粒的运动，通过物料的 电流也成比例增加，但电流 与电压的比值并没有增大，所以电导率基本不变。
电场强度E对豆浆电导率γ的影响
2 介电特性
电学特性--概念--介电特性
电介质的极化和介电常数 按导电性质的不同，物体可分为导体和非导