汽油電學篇 第零章 基本電學 0–1 第 0 章 基本電學第1節 概述0－1－1 汽車主要產生電的來源 1.化學作用：利用化學作用來產生電。例：汽車電瓶、乾電池等。 2.磁 生 電：利用電磁作用而產生電。例：發電機、發火線圈、變壓器。 3.摩擦生電：一般靜電之產生法。例如：汽車輪胎在地面滾動產生靜電。 4.靜　　電：靜電感應之運用。例：電容器。

0－1－2 電流(current，簡稱 I )1.定義：電子流動的現象。2.特性：電流是由電壓高往電壓低流動，電流是由正極流向負極，電子流是由負極流向正極。。

3.計算單位：單位時間內通過的電容量，而每秒鐘流過1庫侖(6.28×1018個電子)的電量稱為1安 培(A，ampere)，電流計算的公式如下： Q (庫侖) I= ─。 T　

圖1-1 電流與電子流之分

4.電流的種類：直流電、交流電、脈流電、暫流電。直流電(direct current，簡稱D.C.)：電流方向保持一定，不會改變的電，例如：電瓶。交流電(alternating current，簡稱A.C.)：電流方向經常改變的電，例如：家用交流電110V。脈流電(pulsating current)：屬直流電的一種，電流忽大忽小，但仍為一定方向的電。暫流電(Transient current)：瞬間的電流，例如：電剛進入線圈中，短暫不穩定的電流。

5.電流之效應：(1)電流化學效應、如：電焊，電瓶充電等。 (2)電流磁效應、如：繼電器，電磁開關等。 (3)電流熱效應、如：電燈炮，電暖器等。 6.電學單位英文字首代號的倍數意義：

字首 縮寫 倍數億(giga) G 109

百萬(mega) M 106

仟(kilo) K 103

毫(milli) m 10－3

微(micro) u 10－6

奈(nano) n 10－9

微微(pico) p 10－12

7.電流單位的換算：1A=103mA=106uA(安培、千分安培、微安培)。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–20－１－３ 電壓(voltage，簡稱 V ) 1.定義：推動電子流動的力量，無電壓即無電流，電壓的單位為伏特(v，volt)。 2.電壓的種類：(1)直流電壓(DCV)：如電池。 (2)交流電壓(A.C.V)：如台電110V交流電。 3.電壓單位的換算：1KV=1000V=106mV(千伏特、伏特、千分伏特)

0－１－４電阻(resistance，簡稱 R ) 1.定義：電流移動時的阻力而言。 2.電阻的種類：導體(conductor)：可以讓電通過的物體，如：銀、銅、鐵。 絕緣體(isulator)：不可以讓電通過的物體，如：雲母、玻璃。 半導體：某種情況下可以讓電通過的物體，但有時情況電也無法不可通過，如： 二極體、電晶體，依耐電能力而言。 3.電路上電阻大小影響因素： (1)導線材質。 (2)導線長短成正比。 (3)導線粗細(截面積)成反比。 (4)導線溫度成正比除負溫度係數電阻外。 (5)導線狀況(鬆動、搭鐵不良) L R：為導線之電阻　 R=ρ─ ρ：為該導線之電阻係數 A L：為導線之長度 A：為導線之截面積 4.電阻單位(Ω)，單位換算：1KΩ=1000Ω，1MΩ=1000KΩ=106Ω。

圖1-2 固定電阻 圖1-3 可變電阻器

5.色碼電阻電阻大小的表示法：第一位數代表十位數。第二位數代表個位數。

第三位數代表零的數，即10╳第三位代表數字。 第四位數代表誤差值。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–3

0－１－５ 電的計算一、歐姆定律(Chm’s law) 1.將電壓、電流、電阻三項的關係，用一公式來代表：電壓＝電流╳電阻，V＝I×R 2.若不同的負載流入的電流相同時，若測得某負載的電壓較大者，則表示該負載的電阻也較大。 3.若不同的負載流入的電壓相同時，若測得某負載的電流較大者，則表示該負載的電阻較小。 4.若一個的負載，若施加電壓愈大時，則流於該負載的電流也愈大。

圖 歐姆定律

二、電功率(power，簡稱 p) 1.電功率定義：是一秒鐘電作功的能力，或一秒鐘消耗多少電量的大小，單位為瓦特(W，watt)。 2.電功率公式：電功率=電壓╳電流(P=VI) 3.與歐姆定律的關係互算： V V2

P=VI=IR‧I=I2R ， P=VI=V‧─ =─ R R 4.與馬力單位的互算：1PS(公制馬力)＝735W，1HP(英制馬力)＝746W 5.燈泡12V48W的表示，該燈泡使用於12V電源電路，消耗48W的電功率，流過的電流為4A，電阻為 3Ω，若該燈泡不使用於12V電源電路時，則該燈泡不變的是電阻值，其他的皆已改變。 6.通常說明大燈泡者，表示其燈泡的電阻小，流過的電流大，發熱大較亮；而小燈泡者，表示其

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–4 燈泡的電阻大，流過的電流小，發熱小較暗。

三、電功(Work，簡稱w) 1.電功的定義：即某一時期電所作的功或消耗的電量大小，單位為焦耳(Joule) 。 2.電功=電功率×時間 (W=P×t) 3.與電的互算：1Joule=1Watt-sec(1度電=1000瓦-小時=1千瓦時) 4.與其他公式結合的互算：W=P×t=E.I.t=E.Q

第二節 電路0－2－1 電源電路的種類： 一、串聯電路(series circuit) 1.定義：含一個以上元件負載，只有一條電流通過的電路，又稱分壓電路。 2.電壓、電阻、電流與各負載的關係： ※總電壓＝分電壓和。ET=E1+E2+E3+……… ※總電阻＝分電阻和。RT=R1+R2+R3+……… ※電流相同， IT=I1=I2=I3=IN 3.電路的總電阻愈大，總電流亦愈低，流過各負載的電流皆相同。 4.任一負荷斷路，電路即告中斷。 5.若電瓶串聯時，則總電壓為兩電瓶電壓相加，但總電容量仍不變。

　　　　　　 圖1-6　串聯電路

二、並聯電路(parallel circuit) 1.定義：含二條以上電流通路的電路，又稱分流電路 2. 總電壓、總電阻、總電流與各負載的關係： ※電壓相等ET＝E1＝E2＝E3＝En １ １ １ １ １ ※電阻 ─ =─+─+─+……+─ RT R1 R2 R3 RN

※總電流=分電流和，IT=I1+I2+I3+I4+…… 3.負荷愈多並聯電路，總電阻愈小，總電流會愈大。 4.分配電流依分路電阻大小決定；分電阻愈小，則分電流愈大；分電阻愈大者，則分電流愈 小。 5.任一負荷斷路不影響其他負荷通路，但並聯後的總電阻會變大，總電流變小。 6.若並聯的負載分電阻變小時，則總電阻變小，則總電流變大。(例如：將方向燈燈泡改為大 燈泡者)。 7.若並聯的負載分電阻變大時，則總電阻變大，總電流變小。(例如：將方向燈燈泡改為小 燈泡者)。 7.不同電壓的電瓶不能並聯，若兩個12V電瓶並聯時，則總電壓不變，總電容量相加。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–5

　 圖1-7　並聯電路

三、複聯電路(series-parallel circuits) 1.定義：在同一電路中，同時有串聯，並聯存在。 2.計算時先計算並聯電路，再計算串聯電路。

圖 串並聯電路 6×3 例：圖1-8所示：總電阻RT=2+──=2+2=4(Ω) 6＋3 E 12 總電流I=─=─=3(A) R 4

電壓V2=12-2(Ω)×3(A)=6(V) V2 6 流通6Ω電阻之電流I2=── =─ =1(A) R2 6

V3 6 流通3Ω電阻之電流I3=── =─ =2(A) R3 3 0－2－2 電線(wire) 一、汽車上電線之選用須考慮到下因素。 1.電線的材質 　 2.電線的粗細 3.電線之載流量 4.電線絕緣強度 5.使用的環境 二、電線的號數與直徑 1.一般採用美國線規(A.W.G.，America wire gauge)或英國線規(B.W.G.， Britsh wire gauge)之編號。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–6

圖1-23 量線規

2.美國線圈從0000至40號，分成44種號數。 3.號數愈小，電線愈粗，號數愈大，電線愈細。(40號電線最細) 4.電線直徑以密爾(Mil)表示。1密爾=0.001"(直徑圓面積) 如：10號電線直徑約0.1吋(即100密爾)，若20℃時，長度若為1000呎長，其電 阻約1Ω。 5.電線每大3號，銅線電阻約增1倍，每磅重之電線長度約增1倍，電線每大10號 ，銅線電阻約增10倍，斷面積約小十倍。 6.一般導線，溫度愈高，電阻愈大(正溫度係數)。 7.一般電瓶電路電線，常用者10、12、14、16、18號電線，而接於電瓶之火線及 搭鐵線，常用者4、5、6號。

0－2－3 電路的計算公式 一、克希荷夫電流定律 1.定義：任意電路上任一點，其流入電流總成必等於該點流出電流的總和，Iin=Iout ，又稱電流定律。

圖 節點電流 例：如圖1-9求I1、I2、I3、I4值。 解：依據克希荷夫電流定律 4+1=2+I1

I1=3A 3+6=5+I2

I2=4A 4+2+I3=10 I3=4A 3+2+4=I4

I4=9A 二、克希荷夫電壓定律 1.定義：任一封閉電路，其電壓升總和必等於電壓降之和，又稱電壓定律，Ein=Eout 例：如圖1-10求V1值。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–7

圖 串聯電路 解：應用克希荷夫電壓定律 12=V1+V2+V3+V4

∴12=V1+1+5+2 V1=4伏特 第三節 汽車電路之故障0－3－1 完整電路(circuit)： 電路欲成通路應有電源(electric sources)、負載(load)、導線(wire)、迥路(earth)， 四者缺一不可，當然為了安全，可再加入保險絲、開關等件。

圖 完整電路

0－3－2 斷路(Open Circuit)： 1.定義：電路中中斷不通，即是斷路，總電阻成∞，總電流為ｏ。 2.現象：無法作用，可能為負載燒毀斷路或無法形成完整的電路。 3.斷路檢驗： 電壓表(voltmeter)：Θ棒接車上任一處搭鐵，⊕棒接測量點，若是在斷點前，則可量得 電瓶電壓；若於斷點後，則無法量得電壓值。 檢驗燈(test lights)：一端接車上任一處搭鐵，一端接測量點，若是在斷點前，則檢驗 燈亮；若於斷點後，則燈泡無法亮。 歐姆表(ohmmeter)：電源需先切斷，一棒接車上任一處搭鐵，一棒接測量點，若是在斷 點前，則可量得電阻指針擺動；若於斷點後，則無法量得電阻指針不擺動。

圖 斷路的測量

0－3－3 短路(Short Circuit)： 1.定義：電路中縮減，但不碰觸車身外殼，即是短路，電路中總電阻變小，總電流變大。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–8 2.現象：不作用或隨提供電壓高而作用，通常在負載內線圈上最常發生。 3.短路檢驗： 歐姆表：電源需先切斷，一棒接負載電源入口，一棒接負載電源出口，若量得電阻值較 標準值低時，即為短路。 電流表：串聯於電路中，⊕棒接電源，Θ棒接負載，若量得電流值較標準值大時，即為 短路。

圖 短路的測量

0－3－4 搭鐵(grounded circuit) 1.定義：電路中，不應搭鐵(與車身車架碰觸)而通了，與短路似同，成故障搭鐵。 2.現象：在負載之前發生，電線或保險絲燒掉；負載之後，則可能無法控制。 3.搭鐵檢驗： 從現象中判斷。 電流表：電瓶火線拆下，電表⊕棒接電瓶正極，Θ棒接火線，再將電路元件一一拆除，直 到找到無消耗電流為止，即可何處搭鐵了。 電壓表：Θ棒接車上任一處搭鐵，⊕棒接測量點，若是在搭鐵前的負載前，則可量得 電壓；若於搭鐵前的負載後，則無法量得電壓值。 檢驗燈：一端接車上任一處搭鐵，一端接測量點，若是在搭鐵處，則檢驗燈不亮。0－3－5 搭鐵不良(接觸不良) 1.定義：電路中狀況不良產生的接觸不良，使電阻變大，電壓降變大。 2.現象：一般接觸不良則造成負載不會作用或作用不良；或造成其他負載的異常作用。　 3.檢驗： 電壓表：⊕棒接可疑處的電源端，Θ棒接車身搭鐵，量取電壓降值，若超過0.2V以上時， 則表示電阻太大。 電流表：串聯於電路中，⊕棒接電源，Θ棒負載，若量得總電流值較標準值小時，即為總 電阻太大。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–9

圖 搭鐵不良的現象

第四節 電路元件0－4－1 電容器(condenser) 1.電容器是一種存電(靜電)之容器。 2.有二片金屬片之間，夾上一層絕緣介質，就成為一個電容器。絕緣介質臘紙、 雲母或空氣。 3.電容器具有充電及放電的作用。 4.電容器的電容量(capacity)計算公式如下： A C= ─ d C：電容器的電容量。單位為法拉(Farad)。 A：金屬片的有效面積。單位為平方米(m2)。 d：兩金屬片間的距離。單位為米(m)。 ：介質的介電常數(依不同的介質，有不同的介電常數)。

圖 電容器的構造

5.若一個電容器在1伏特的電壓下，能夠容放1庫侖電量(6.28×1018個電子)此電 容器之電容量就是1法拉。因法拉之單位太大，通常以微法拉(mfd)或微微法拉 做單位。 1 1微法拉=1mfd=1μf=────F=10－6法拉 1000000 1 1微微法拉=1μμf=1pf=────μf=10－6微法拉 1000000

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–10

圖 電容器的充放電

6.汽車分電盤之電容器，電容量通常在0.16～0.27μf。 7.電容器的串聯和並聯 ※電容器串聯時，總電容量減少。 １ １ １ １ ─=─+─+……+─ CT C1 C2 CN ※電容器並聯時，總電容量增加。 CT=C1+C2+……+CN 8.電容器的阻抗： 電容器之阻抗(電阻)，稱為容抗(即電抗之一種)。 電容量愈大，週率愈高，其阻抗愈小。 １ 容抗(Xc)之單位為Ω(歐姆) Xc=───── 週率(f)之單位為C/S(週/秒)或H‘(赫芝) 2π×f×c 電容量(C)之單位為f(法拉) 直流電對電容器充滿電時，則視為斷路；交流電則視為通路。 9.電容器之種類： (1)依電容器電容量可否調整而分： 固定電容器 可變電容器 (2)以絕緣介質可分為下列幾種： 紙質電容器 油質電容器　 雲母質電容器 電解質電容器 10.電容器在汽車上之應用 (1)電瓶點火系統之低壓電路 (2)發電機之輸出線頭之濾波電容器 　 (3)電晶體電路上　 　 11.電容器的標示

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–11

表1-12 電容器的誤差

表1-13 電容器的耐壓 [例1] [例2] [例3]

電容量= 。 電容量= 。 電容量= 。

12.電容器的測試： 使用歐姆表，轉至適當的檔位(汽車電容器需轉側R×10K) 先使電容器的兩端互碰，先行放電。 使用測試棒測電容器的兩端，表內指針應先右擺後至左底不動；若皆不動則表示斷路 ；若偏右至底後不後則表漏電。 再互換測試棒測電容器的兩端，表內指針應再先右擺後至左底不動(先放電後再放充 電)。

0－4－2 二極體 1.在原子內原子核有質子(帶正電)、中子、及電子(帶負電)，在最外層的電子，

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–12 稱為"價電子"。 2.四價原子(矽、鍺)為半導體，彼此自成8偶體結構後為共價鍵存在，成為純半導體的絕緣 體。 3.三價原子(鋁、鎘、硼、銦、鎵)摻雜入四價原子內時，最外層產生一個電洞，此種 材料稱為P型半導體。

圖 純半導體晶體 P型半導體 N型半導體

4.五價原子(磷、砷、銻)摻雜入四價原子內時，最外層產生一個自由電子，此種 材料稱為N型半導體。 5.PN二極體連接接面，由於正離子和負離子佔據，無電流載子(正或負)存在，稱 為空乏區(空乏層)，又稱"空間電荷區"。 6.電池(電瓶)正極貝有吸引電子，排斥電洞特性，負極具有吸引電洞、排斥電子 的特性，故PN二極體，P型半導體接正極，N型半導體接負極，產生電池不斷補 充電荷載子而流通，成為順向偏壓。若接反時，空乏層會加大，成為逆向偏壓， 無法導通。

圖1-14 PN接面 圖 二極體特性曲線　

7.逆向偏壓中，無法導通，但達至崩潰電壓時，少數載體獲得能量撞擊破壤共價鍵，而產生 大量的電子、電洞，再繼續破壤而燒毀二極體。 8.以矽質為基體的二極體，其順向電壓只要0.2～0.3V即可導通；以鍺質為基體的二極體 ，其順向電壓只要0.6～0.7V即可導通。 9.二極體的測試： 使用歐姆表，轉至適當的檔位(通常R×1檔)

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–13 利用歐姆表內乾電池的⊕、Θ電，使用測試棒測二極體的兩端，若⊕電接二極體的P極 ，Θ電接二極體的N極，則表內指針應右擺，可得電阻值，為順向電壓。 再互換測試棒測二極體的兩端，表內指針應在左底不動，電阻∞，為逆向電壓。 若測得皆不通，表示為斷路；若測得皆通，則表示為短路了。

0－4－3 曾納二極體 1.作用時機：二極體工作於崩潰區，稱為曾納二極體，使用時與電源逆向連接，通常必需接 一電阻控制電流以免燒壞，大部份作穩壓作用。 2.流過二極體的電流不得大於Izmax(曾納二極體最大電流值)。 3.要保持工作於崩潰區，電流通常需大於5mA。 4.曾納二極體通常與負載電阻並聯連接，使負載電阻兩端維持在定電壓上。 5.曾納二極體的測試： 與測二極體方法相同。

圖1-15 PN二極體實體圖和代表符號 圖1-16 曾納二極體的順向及逆向特性

圖 曾納二極體的作用

0－4－4 電晶體 1.將三層晶片分別出接線，中間的一片稱為基極(base，B)，另外兩片分別為射極(emitter， E)和集極(collector，C)，如圖1-17 2.電晶體正常工作即在基極和射極之間加上順向偏壓，而在基極和集極之間，加上逆向偏壓。 IE=IB+IC

3.NPN電晶體工作原理，射極的多數載子是電子，摻入五價雜質的量較多，而基極很薄，摻入 三價雜質的量較少電洞較少。故從射極進入基極的電子，形成IB，其他電子，受集極電池電 場吸引形成IC，故產生工作， PNP電晶體工作原理相同，射極電子變成電洞，基極成電子(少 量)。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–14

圖 電晶體結構與符號

4.電晶體的測試： 使用歐姆表，轉至適當的檔位(通常R×1檔) 可以兩支腳互相的判斷，利用歐姆表內乾電池的⊕、Θ電，使用測試棒與測二極體的 兩端的方法，可先判斷⊕電為接二極體的P極，Θ電接二極體的N極，找出共同的接腳 (即基極，B)，而判斷電晶體為NPN或PNP。 若為NPN電晶體時，已找出的基極(B)一腳，另二腳可一腳假設為射極(E)，另一腳為集 極(C)，再以B、C極兩腳以大姆指相接，C極以電池⊕測試棒接，E極以電池Θ測試棒 接，歐姆表內指針應偏右底擺動，即假設的兩腳為正確；反之不動或擺動量少，即假 設的兩腳相反。 若為PPN電晶體時，已找出的基極(B)一腳，另二腳可一腳假設為射極(E)，另一腳為集 極(C)，再以B、C極兩腳以大姆指相接，E極以電池⊕測試棒接，C極以電池Θ測試棒 接，歐姆表內指針應偏右底擺動，即假設的兩腳為正確；反之不動或擺動量少，即假 設的兩腳相反。

0－4－5 矽控整流器 1.矽控整流器(Silicon-Controlled Rectifier，簡稱SCR)是由PNPN四層半導體所 組成，三個端點為陽極(canode，A)、陰極(cathode，k)和閘極(gate，G)。

圖1-18 SCR的電路符號 圖1-19 SCR之等效電路

2.SCR電晶體等效電路，可視為PNP及NPN電晶體之組合，SCR一旦由閘極觸發導通 後，使可自行循環放大，不需閘極訊號，故閘極只能控制SCR導通。(圖1-19) 3.SCR turn off 方法有兩種 陽極中斷法：由陽極的電源切斷。 電容器放電中斷陽極法：利用另一電容器將電源吸離開陽極，SCR即斷路。 閘極中斷法：提供閘極(G)一負電壓，使電源切斷。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–15

圖1-20 陽極維持電流turn off方法

圖1-21 電容器放電turn off方法

第五節 電錶(electric meter)0－5－1 基本原理 一、原理為利用永久磁鐵間內所裝之線圈，通以電 流時磁力克服游絲彈簧，線圈產生偏轉，而指 出欲測之值。圖1-22 二、使用電表注意事項： 1.每使用前須歸零。 2.不知其欲測量值，以最大刻度測量值先測量 之，再調整，不可超過電表額定範圍。 3.電表應放置平穩，保持乾淨。 4.注意按線測試方法。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–16

圖1-22 儀表的運轉零件

圖 三用電錶錶面

0－5－2 電流錶(Amper meter) 一、電流錶種類：直流電流錶(D.C.A.)及交流電流表(A.C.A.)兩種。 二、交流電流錶之線頭不分(+)、(-)，但直流電流錶之線頭分(+)、(-)端，不能接 錯。三、電流錶內部有一線圈與另一可調的電阻(檔位鈕)互並聯，測量電路電流時，與電路串聯。四、直流電流錶使用應注意事項：

1.使用時必須與電器串聯。 2.接線時須注意極性：(+)端接電位高處，(-)端接電位低處。 3.須注意表中最大額定範圍，不可超過，通常日式指針式三用電錶，最大只可測至直流電 流250mA。 4.欲以微安錶測量大電流時，只須並聯一低電阻之分流器即可。

0－5－3 電壓錶(Volt meter) 一、電壓錶種類：直流電壓表(D.C.V.或 )及交流電壓(A.C.V或 )兩種。 二、交流電壓錶之線頭不分(+)、(-)。但直流電壓錶則應注意(+)、(-)極性，不可 接錯。

三、電壓錶內部有一線圈與另一可調的電阻(檔位鈕)互相串聯，測量電路電流時，與電 路的負載並聯。 四、直流電壓錶使用應注意事項： 1.電壓錶使用時須與電器並聯。 2.直流電壓錶接線時應注意極性：電壓錶(+)接到電器之正(+)，(-)接到電器(-) 電處。 3.須注意額定範圍，不可超過。　 4.欲以微伏錶測量大電壓時，只要串聯一高電阻之倍率器即可。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–17 五、以電壓錶測量電路之電壓降(voltage drop)時，應先使電路成通路狀態。

0－5－4 歐姆錶(Ohm meter) 一、歐姆錶係用以量取電器電阻值之大小。 二、歐姆錶之0刻度在右端。電流錶、電壓錶均在左端，歐姆錶之錶面刻度不均勻。電流錶、 電壓錶的刻度平均。 三、歐姆錶內部有電池，使用時外界不能有電源。電流錶、電壓錶則外部有電源才能測量。四、歐姆錶內部有一線圈與基本電阻(通常為歐姆錶刻度中間值20Ω)與另一可調的電阻(檔位

鈕)互並聯，測量電器零件兩端，讀取電阻值。 五、歐姆錶在每次使用前，須將兩檢驗棒交接以調整零位。電流錶、電壓錶則不必。 六、測量電器零件時應使其獨立，避免量得其他零件電阻。 七、在日式電表中，負極插座(-)連接到電表內電池的"+"端正極插座(+)連接到電表 內電池的"-"端，而美式電表，則相反之。 八、歐姆表選擇開關若R×1，R×10，R×1K無法歸零時，查看1.5V×2電池是否良好 ，若R×10K檔無法歸零，查9V電池是否良好，若電力不足即更換之。

第六節 電磁原理0－6－1 電生磁 一、磁力線(magnetic lines)的特性： 1.磁力線均由N極出發，經空間而入於S極，再由S極經磁鐵內部而回至N極。為一種 有方向性之封閉曲線。(如圖1-24所示)

圖1-24 磁力線方向

2.磁力線愈多、愈密，則磁性愈強。 3.磁力線能穿過任何抗磁體，但不能穿過導磁體。 4.磁力線如被導線切割，立刻又連合成完整的磁力線。 5.同極性則相斥，異極性則相吸。

二、電磁(electric magnetism)： 1.凡有電流的地方，皆有磁場發生，磁力線方向的測得可利用 (1)安培右手定則：一電線電流流入時，大姆指代表電流方向，四指代表磁力線方向。 (2)線圈右手定則：一線圈電流流入時，四指代表電流方向，大姆指代表磁力線方向N極。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–18

圖1-25 安培右手定則 圖1-26 螺旋線圈定則

2.增大磁力的方法： (1)線圈電流愈大，磁力愈強。 (2)線圈圈數多，磁力愈強。線圈的磁力是以安培匝數成正比。如圖1-27。 (3)線圈中放入鐵蕊，可使線圈磁力變強。

圖1-27 兩線圈磁力相等

0－6－2 磁生電(線圈的感應電) 一、楞次定律(Lenz's Law) 1.感應電的產生，係抵抗磁力線之變化；感應電流的方向，係阻止感應作用的發生。 2.故當有磁力線在線圈上移動時，則線圈可感應而生電。

圖1-28 楞次定律

二、線圈中感應電壓之極性： 1.線圈之自感應(self induction)： 只在磁通變化時，即電路開閉的瞬間，當電路的磁通穩定時，則即無自感應的電壓。 當線圈的匝數愈多時，則產生抵抗磁力線變化的電動勢也愈強，即自感應電壓愈高。 2.線圈之互感應(mutual induction)： 當兩線圈有一線圈有磁通的變化時，則另線圈即感應出電壓來。

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–19

圖1-29 自感應電壓的產生

0－6－3 佛萊銘右手定則(發電機定則) 1.將右手的大姆指、食指、中指伸出，互成直角，若食指表示磁場(磁力線)方向 ，姆指表示導體在磁場內運動的方向，則中指的方向，即為此導線上應電流的 方向。圖1-30 2.導線與磁力線產生相對運動時，可產生感應電壓，圖1-31。 3.感應電壓的公式： E＝B ×L ×V ×sinθ， E：感應可得的電壓 B：磁通密度 L：磁場有效的長度 V：相對速度 sinθ：導線與磁力線的角度

圖1-30 佛萊銘右手定則 圖1-31 導線或磁通線間之相對產生電壓

0－6－4 佛萊銘左手定則(馬達定則) 1.將左手伸出，拇指、食指、中指互成垂直，拇指代表體運動方向，食指代表磁 場方向，中指代表電流方向，圖1-32。 2.將通電之導線置於磁場中，則導線產生之磁力線與磁場之磁力線相互作用之結 果，會使導線產生運動。 3.感應運動力的公式： F＝B ×L ×I ×sinθ， F：感應可得的運動力 B：磁通密度 L：磁場有效的長度 I：通電電流的大小 sinθ：導線與磁力線的角度

汽油電學篇 第零章 基本電學 0–20

圖1-32 佛萊銘左手定則 圖 導線產生的受力方向