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电工学 Electrotechnics 物理科学与技术学院 谭兴文 Email：tanxingw@swu.edu.cn Tel 绪论 一、电工学课程简介 二、电工电子技术的发展及应用 三、教学安排 四、基本要求 一、电工学课程简介 1、课程性质 二、电工技术的发展与应用 1、古代发现 在中国，古人认为电的现象是阴气与阳气相激而生成的，《说文解字》有“电，阴阳激耀也，从雨从申”。《字汇》有“雷从回，电从申。阴阳以回薄而成雷，以申泄而为电”。在古籍论衡(Lun Heng，约公元一世纪，即东汉时期)一书中曾有关于静电的记载，当琥珀或玳瑁经摩擦后,便能吸引轻小物体，也记述了以丝绸摩擦起电的现象。 《韩非子》中提到“司南”实际上就是指南针的原型，我国在11世纪就发明了指南针，直到12世纪才经阿拉伯人传入欧洲。  西元前600年左右，希腊的哲学家泰利斯（Thales,640-546B.C.）就知道琥珀的摩擦会吸引绒毛或木屑，这种现象称为静电(static electricITy)。而英文中的电（Electricity）在古希腊文的意思就是“琥珀”(amber)。希腊文的静电为(elektron)  富兰克林（Benjamin Franklin,1706～1790） 美国实业家、科学家、社会活动家、思想家、文学家和外交家。起草了美国独立宣言和宪法，美国的第一位驻外大使（法国）。 18世纪时西方开始探索电的种种现象。富兰克林认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电；若少于正常份量，就被称为带负电，所谓“放电”就是正电流向负电的过程，这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关“电”的观念是物质上的主张。 古代发现 富兰克林又做了多次实验，进一步揭示了电的性质，并提出了电流这一术语。 富兰克林对电学的另一重大贡献，就是通过1752年著名的风筝实验，“捕捉天电”，证明天空的闪电和地面上的电是一回事。他用金属丝把一个很大的风筝放到云层里去。金属丝的下端接了一段绳子，另在金属丝上还挂了一串钥匙。当时富兰克林一手拉住绳子，用另一手轻轻触及钥匙。于是他立即感到一阵猛烈的冲击（电击），同时还看到手指和钥匙之间产生了小火花。他的手被弹开了，这个实验表明：被雨水湿透了的风筝的金属线变成了导体，把空中闪电的电荷引到手指与钥匙之间。这在当时是一件轰动一时的大事。一年后富兰克林制造出了世界上第一个避雷针。 意大利的解剖学教授伽伐尼（1737－1798） 电流现象的研究，对于人们深入研究电学和电磁现象有着重要的意义。最早开始电流研究的是伽伐尼。伽伐尼的发现源自于1780年的一次极为普通的闪电现象。闪电使伽伐尼解剖室内桌子上与钳子和镊子环连接触的一只青蛙腿发生痉挛现象。严谨的科学态度，使他没有放弃对这个“偶然”的奇怪现象的研究。他花费了整整12年的时间，研究象青蛙腿这种肌肉运动中的电气作用。最后，他发现如果使神经和肌肉同两种不同的金属（例如铜丝和铁丝）接触，青蛙腿就会发生痉挛。这种现象是在一种电流回路中产生的现象。但是，伽伐尼对这种电流现象的产生原因仍然未能回答，他认为蛙腿的痉挛现象是“动物电”的表现，由金属丝构成的回路只是一个放电回路。伽伐尼的看法在当时的科学界中引起了巨大的反响， （2）1785年，库仑确定电荷间的作用力 库仑（Charlse-Augustin de Coulomb 1736 --1806） 法国工程师、物理学家。1736年6月14 日生于法国昂古莱姆。1806年8月23日在巴黎逝世。1777年开始研究静电和磁力问题。当时法国科学院悬赏征求改良航海指南针中的磁针问题。库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。研究中发现线扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置测出静电力和磁力的大小，这导致他发明扭秤。他还根据丝线或金属细丝扭转时扭力和指针转过的角度成正比，因而确立了弹性扭转定律。他根据1779年对摩擦力进行分析，提出有关润滑剂的科学理论，于1781年发现了摩擦力与压力的关系，表述出摩擦定律、滚动定律和滑动定律。设计出水下作业法，类似现代的沉箱。1785~1789年，用扭秤测量静电力和磁力，导出著名的库仑定律。库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段，是电磁学史上一块重要的里程碑。 乔治·西蒙·欧姆 (Georg Simon Ohm，1789—1