第三章 控制电的设备

电就像是一个极其活跃的精灵，它可以肆无忌惮地到它想去的任何地方，给人类造成了很多的麻烦。为了控制它，人类发明并制造了各种各样的仪器设备，使它乖乖的为人类服务。
 
电路开关
当我们夜晚睡觉时，不再需要灯光了，这时候开关可以帮助我们关灯。我们平常所说的“关灯”，其实就是用开关断开正在工作的电路，而“开灯”则是用开关把断开的电路重新闭合。
开关按用途不同可分为电源开关、控制开关、转换开关等，按结构可分为滑动开关、拨动开关、按钮开关、薄膜开关等。
开关的两端都有通电的部件，中间是一个可以活动的金属薄片，金属薄片一段固定在开关一端，另一段则与有绝缘材料的一端挨在一起。
开关可以使我们轻松安全地控制电器的工作状态。当我们需要电器工作时，只要轻轻一按，电器就会执行命令；当我们不需要时，也只需轻轻一按。如此一来，不仅方便快捷，而且能够节省电能。
 
传  感  器
我们的身体上有视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉五个感觉器官，电路也有自己的触觉器官。传感器就是电路的感觉器官，能够代替人的耳、眼、鼻等器官，去感知和获取人不能直接获取的自然界当中的信息和信息量。它应用十分广泛，常见的有压力传感器、温度传感器和辐射传感器等。
温度传感器是通过感应温度而工作的。生活中有些报警器便使用了温度传感器，当温度超过预设的范围时，传感器就下达了报警的指令。
辐射传感器可以用来检测新装修的房子是否存在对人体有危害的辐射物质，也可以用来探测矿藏等。
压力传感器是通过感受外界的压力而执行相关的指令的传感器。当你进入一个餐厅的时候，它的门会自动打开，这是因为你的身体压力被传感器传到控制门的电子电路中，电路于是就把门自动打开了。

集成电路
我们在一些电器中可以见到安装有许多电子元件的薄板，这就是集成电路。它是一个可以完成一定任务的复杂电子板。
在现在的生产技术下，许多电子元件可以制造得很小，这样它们就可以集中安装在一块电路板上，构成集成电路。
集成电路具有体积小、重量轻、寿命长、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。因此不仅在工业、民用电子设备等方面得到广泛的应用，而且在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。
集成电路用半导体材料制成，其中硅既便宜又坚固，是应用最广的半导体材料。将大块硅晶体切片并打磨光滑，便制成了一种薄而圆的晶片，称为“硅芯片”或者硅板。再利用掺杂技术在硅板上制造电子元件，便形成了集成电路。
集成电路按集成度（每块芯片所包含的元器件数）的高低可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。大规模集成电路就是在一块基板上集成成百上千个元件的电路。
 
电  容  器
顾名思义，电容器就是“装电的容器”，是一种电子设备中大量使用的电子元件。
1746年，荷兰莱顿大学的教授穆欣布罗克在做电学实验时，无意中发现把带电的物体放在玻璃瓶里，电就不会跑掉。他首先找来一个有橡胶塞子的玻璃瓶，然后再拿一个一端有弯钩的铁条，在这个弯钩上挂上轻小的两片铝片，然后把这个金属条穿在橡胶塞子上，把塞子盖在瓶口上，铝片的一端放在瓶子里。然后用和毛皮摩擦后的玻璃棒去接触铝条，结果他发现两片铝片分开了，说明电被储存了起来。由于是在莱顿城发现的，因此这种瓶子被称为莱顿瓶。作为最初的电容器，莱顿瓶其实和我们现今用的蓄电池的原理相同。
穆欣布罗克的发现，标志着电容器的诞生。电学家们不仅利用它们做了大量的实验，而且做了大量的示范表演，有人用它来点燃酒精和火药，而最壮观的是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂前所做的表演。
在莱顿瓶被发现以后，一个法国人邀请了法国国王和皇室成员亲自观看“莱顿瓶表演”，他让七百名修道士手拉手排成一行，然后让左侧的人用手握住莱顿瓶，让右侧的人握瓶的引线，在握住导线的一瞬间，七百名修道士因受到电击，几乎同时跳了起来。
不同的电容在电路中起着不同的作用，电容在电路中起耦合、隔直流、整流滤波、高频滤波、调谐、储能和分频等作用。
可变电容器是一种电容量可以在一定范围内调节的电容器。可变电容器内有两块金属片，分别为固定片和可动片，中间以空气或塑胶片为介质，调整可动片可改变两金属片重叠部分的面积，从而改变电容量的大小。
 
变  压  器
1831年，法拉第在研究磁生电的实验中设计了一套实验装置，并成功地发现了磁生电的现象。法拉第进行这个实验的装置实际上是世界上第一只变压器的雏形。同年11月24日，法拉第向英国皇家学会报告了他的实验及其发现，从而使法拉第被公认为电磁感应现象的发现者，他也顺理成章地成为变压器的发明人。
随后，经过许多科学家的共同努力，不断得到改进的变压器逐渐出现在人们的视野里。
在变压器中，用来传递磁场的是铁芯，使用高性能的铁芯可以减少变压器因漏磁等原因引起的能量损耗，提高变压器的工作效率。
变压器铁芯一般用0.35毫米或0.5毫米厚的两面涂有绝缘层的硅钢片叠成或卷成。变压器铁芯有芯式和壳式两大类。通常芯式铁芯用于高电压、小容量的变压器，壳式铁芯则用于低电压、大容量的变压器。铁芯中通过交变磁通后将产生磁滞损耗和涡流损耗，也会引起副边电压的波形畸变和对原边电压的相位移。
因此，高频中有用铁氧体材料制作铁芯的。频率更高或精度要求极高时，常用非铁磁材料（其磁性能与空气非常接近）制作芯子，这种变压器称作空心变压器。大型变压器还有冷却系统、保护装置、出线装置和油箱等部分。
变压器的基本构造是两个线圈绕在同一铁芯上。输入电能的线圈，也就是接在电源的线圈，叫做原线圈（原绕组），输出电能的线圈，也就是以电能供给受电器的线圈，叫做副线圈（副绕组）。这两个电路之间根本没有导体相连接，电流是不能从一个电路传导到另一电路上的，电能也不能直接传递。
根据电磁感应定律，在一个闭合电路中，如果通过的磁场发生变化，那么这个电路中将有电流产生，即当磁铁靠近线圈或远离线圈时都会有电流产生。由于变压器的两线圈绕在同一铁芯上，原线圈中的交流电由于电流大小和方向的交替变化产生磁场，通过铁芯传递到副线圈中，再由交替变化的磁场在副线圈中产生新的交替变化的电动势，在副线圈回路中产生电流，这样就完成了一个电能的传递过程。这种不用导线而能传递电能的现象是变压器的特性。
副线圈中能产生感应电动势的原因是穿过这线圈的磁通量时刻在变化（电磁感应现象），而产生这种变化的原因又是原线圈中的电流在不断地改变着。由此可知，变压器的副电路中产生电动势的必要条件是原线圈中存在着时刻变化的电流。为了这个目的，变压器就应用了交变电流为电源，直流电则不能产生感应电动势，变压器决不能用它为电源。发电厂所发的电通常是交流而非直流的最主要原因，就在于唯有交变电流才能利用变压器来提高电压增加输电效率。原电路中的电流每有一次交变，铁芯中的磁场也有一次交变，因而副电路中的感应电流也有一次交变，也就是说，原电路的交流和副电路的交流有着同一的频率。为加强磁场、提高效率，通常将两绕组套在铁芯上。磁通的绝大部分通过铁芯，这部分磁通称主磁通，它连接了原、副线圈。变压器绕组由铜或铝的绝缘扁导线或圆导线绕成。原、副线圈匝数不同，电压不同。原、副线圈匝数比近似等于其电压比。
电  抗  器
电抗器是电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等的电感性高压电器。
电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。
电抗器按用途可以分为七种：①限流电抗器。串联于电力电路中，以限制短路电流的数值。②并联电抗器。一般接在超高压输电线的末端和地之间，起无功补偿作用。③通信电抗器，又称阻波器。串联在兼作通信线路用的输电线路中，用以阻挡载波信号，使之进入接收设备。④消弧电抗器，又称消弧线圈。接于三相变压器的中性点与地之间，用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流，以补偿流过接地点的电容性电流，使电弧不易起燃，从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。⑤滤波电抗器。用于整流电路中减少直流电流上纹波的幅值，也可与电容器构成对某种频率能发生共振的电路，以消除电力电路某次谐波的电压或电流。⑥电炉电抗器。与电炉变压器串联，限制其短路电流。⑦起动电抗器。与电动机串联，限制其起动电流。
电抗器按照结构及冷却介质可分为空心式、铁心式、干式、油浸式等，按照接法可分为并联电抗器和串联电抗器，按照功能可分为限流和补偿；按具体用途细分为限流电抗器、滤波电抗器、平波电限流电抗器、功率因数补偿电抗器、串联电抗器、平衡电抗器、接地电抗器、消弧线圈、进线电抗器、出线电抗器、饱和电抗器、自饱和电抗器、可变电抗器（可调电抗器、可控电抗器）、轭流电抗器、串联谐振电抗器、并联谐振电抗器等。
电抗器按其绕组内有无主铁芯可分为铁芯式电抗器和空芯式电抗器。
电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。220千伏、110千伏、35千伏、10千伏电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能。
 
保险丝与空气开关
保险丝也被称为熔断器，它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。
当电路发生故障或异常之时，电流就会不断升高，升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。如果电路中正确地安置了保险丝，保险丝就会在电流异常升高到一定程度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。
空气开关，是指开关的绝缘介质是空气的开关，空气开关一般用于380伏及以下电路。这种开关自身附带有简单的保护功能，如果出现过流或短路，就会自动跳闸。
当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源。
当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使熟元件产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源。

 
半  导  体
半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的物体，半导体可以导电，它的导电性能比金属导体要弱。
半导体只具有少量自由电子，其余的电子只能从一个原子跳到另一个原子。电子跳离原子后，会留下一个“坑”，称之为空穴。空穴的性质如同带正电的电荷，和电子运动方向相反，因此可以导电。
半导体多应用于电子产品制造，例如硅，被用来制造集成电路中的芯片，也用在收音机的组件中。
二极管也是一种半导体材料，它只有两个电极，一个正极，一个负极。二极管只允许电流向一个方向流动，即只能从正极流向负极。
硅、铁、铜等的氧化物均可以作为半导体，锗、金刚砂等也可以作为半导体。
最常见的半导体是生锈的铁或铜，它们是化合物半导体。在工业应用上，当属硅最出名，也最广泛，它是一种元素半导体。半导体材料有很多种，对现代电子学非常重要。
 
输电线路
我们平常见到的高压电线就是输电线路，它一般由数条足够粗的金属电线组成，用电线杆或电塔架在远离地面的高空，连接在两个公共变电站之间。
由于输电线路是从电站输出电，电压非常高，电流强度大，不适合直接接入用户，因此人们用另一种电压较低的线路作为一个“桥梁”沟通输电线和用户，这种线路叫做配电线路。
电线杆一般都是水泥材质的，它们广泛分布在道路两旁、田野里、铁路边，是它们架起了电线。
家庭用电的电线一般是由火线和零线组成，三孔插座上的第三个线路是地线。它通常用来防止静电，也可以在用电器漏电时将电流导入大地。
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电子的发现
爱迪生是第一个发现阴极射线的人，后来英国物理学家汤姆生仔细研究了这种射线，最终确定它是一种前所未知的带电粒子，他把这种粒子称为电子。电子的发现打破了原子不可分割的说法，从此科学家研究的领域扩展到了原子内部。
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水里也能产生电流
水里也可以产生电流，这是因为在水里总是会存在带电的小颗粒，这些小颗粒会在电场的作用下移动，形成来回往复的电流。不过溶液中的电流大小是有限度的，它的大小和溶液中带电颗粒的多少有关。
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电流的传播速度
电流的传播速度是电压的传导速度，电压的传播速度和光速一样，是每秒30万千米。
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电阻的种类
电阻种类繁多，按阻值分为固定电阻、可调电阻。可调电阻又可分为粗调电阻、微调电阻、电位器。按材质可分为碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻等。
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电泳技术在生物学上的应用
1937年，瑞典科学家蒂塞利乌斯利用电泳分离了马血清白蛋白的三种球蛋白，为研究血液开辟了一条新的道路。在这之后，又有许多科学家利用电泳技术分类生物大分子，为现在的生物技术打下了基础。
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光电管的原理
光电管的外形很像灯泡，里面有一个感光灵敏的阴极和环状的网形阳极。它的作用是把光变成电流。当光线落到光电管阴极上的时候，电子立刻从阴极上跳下来，向阳极奔去。从光的照亮到电流的形成，两者之间大约只差1/3000000秒的时间。由于光电管的反应灵敏，而且永远也不会疲劳，所以很快就在各方面广泛地应用起来。
第 三 章
控制电的设备
电就像是一个极其活跃的精灵，它可以肆无忌惮地到它想去的任何地方，给人类造成了很多的麻烦。为了控制它，人类发明并制造了各种各样的仪器设备，使它乖乖的为人类服务。
 
电路开关
当我们夜晚睡觉时，不再需要灯光了，这时候开关可以帮助我们关灯。我们平常所说的“关灯”，其实就是用开关断开正在工作的电路，而“开灯”则是用开关把断开的电路重新闭合。
开关按用途不同可分为电源开关、控制开关、转换开关等，按结构可分为滑动开关、拨动开关、按钮开关、薄膜开关等。
开关的两端都有通电的部件，中间是一个可以活动的金属薄片，金属薄片一段固定在开关一端，另一段则与有绝缘材料的一端挨在一起。
开关可以使我们轻松安全地控制电器的工作状态。当我们需要电器工作时，只要轻轻一按，电器就会执行命令；当我们不需要时，也只需轻轻一按。如此一来，不仅方便快捷，而且能够节省电能。
 
传  感  器
我们的身体上有视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉五个感觉器官，电路也有自己的触觉器官。传感器就是电路的感觉器官，能够代替人的耳、眼、鼻等器官，去感知和获取人不能直接获取的自然界当中的信息和信息量。它应用十分广泛，常见的有压力传感器、温度传感器和辐射传感器等。
温度传感器是通过感应温度而工作的。生活中有些报警器便使用了温度传感器，当温度超过预设的范围时，传感器就下达了报警的指令。
辐射传感器可以用来检测新装修的房子是否存在对人体有危害的辐射物质，也可以用来探测矿藏等。
压力传感器是通过感受外界的压力而执行相关的指令的传感器。当你进入一个餐厅的时候，它的门会自动打开，这是因为你的身体压力被传感器传到控制门的电子电路中，电路于是就把门自动打开了。

集成电路
我们在一些电器中可以见到安装有许多电子元件的薄板，这就是集成电路。它是一个可以完成一定任务的复杂电子板。
在现在的生产技术下，许多电子元件可以制造得很小，这样它们就可以集中安装在一块电路板上，构成集成电路。
集成电路具有体积小、重量轻、寿命长、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。因此不仅在工业、民用电子设备等方面得到广泛的应用，而且在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。
集成电路用半导体材料制成，其中硅既便宜又坚固，是应用最广的半导体材料。将大块硅晶体切片并打磨光滑，便制成了一种薄而圆的晶片，称为“硅芯片”或者硅板。再利用掺杂技术在硅板上制造电子元件，便形成了集成电路。
集成电路按集成度（每块芯片所包含的元器件数）的高低可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。大规模集成电路就是在一块基板上集成成百上千个元件的电路。
 
电  容  器
顾名思义，电容器就是“装电的容器”，是一种电子设备中大量使用的电子元件。
1746年，荷兰莱顿大学的教授穆欣布罗克在做电学实验时，无意中发现把带电的物体放在玻璃瓶里，电就不会跑掉。他首先找来一个有橡胶塞子的玻璃瓶，然后再拿一个一端有弯钩的铁条，在这个弯钩上挂上轻小的两片铝片，然后把这个金属条穿在橡胶塞子上，把塞子盖在瓶口上，铝片的一端放在瓶子里。然后用和毛皮摩擦后的玻璃棒去接触铝条，结果他发现两片铝片分开了，说明电被储存了起来。由于是在莱顿城发现的，因此这种瓶子被称为莱顿瓶。作为最初的电容器，莱顿瓶其实和我们现今用的蓄电池的原理相同。
穆欣布罗克的发现，标志着电容器的诞生。电学家们不仅利用它们做了大量的实验，而且做了大量的示范表演，有人用它来点燃酒精和火药，而最壮观的是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂前所做的表演。
在莱顿瓶被发现以后，一个法国人邀请了法国国王和皇室成员亲自观看“莱顿瓶表演”，他让七百名修道士手拉手排成一行，然后让左侧的人用手握住莱顿瓶，让右侧的人握瓶的引线，在握住导线的一瞬间，七百名修道士因受到电击，几乎同时跳了起来。
不同的电容在电路中起着不同的作用，电容在电路中起耦合、隔直流、整流滤波、高频滤波、调谐、储能和分频等作用。
可变电容器是一种电容量可以在一定范围内调节的电容器。可变电容器内有两块金属片，分别为固定片和可动片，中间以空气或塑胶片为介质，调整可动片可改变两金属片重叠部分的面积，从而改变电容量的大小。
 
变  压  器
1831年，法拉第在研究磁生电的实验中设计了一套实验装置，并成功地发现了磁生电的现象。法拉第进行这个实验的装置实际上是世界上第一只变压器的雏形。同年11月24日，法拉第向英国皇家学会报告了他的实验及其发现，从而使法拉第被公认为电磁感应现象的发现者，他也顺理成章地成为变压器的发明人。
随后，经过许多科学家的共同努力，不断得到改进的变压器逐渐出现在人们的视野里。
在变压器中，用来传递磁场的是铁芯，使用高性能的铁芯可以减少变压器因漏磁等原因引起的能量损耗，提高变压器的工作效率。
变压器铁芯一般用0.35毫米或0.5毫米厚的两面涂有绝缘层的硅钢片叠成或卷成。变压器铁芯有芯式和壳式两大类。通常芯式铁芯用于高电压、小容量的变压器，壳式铁芯则用于低电压、大容量的变压器。铁芯中通过交变磁通后将产生磁滞损耗和涡流损耗，也会引起副边电压的波形畸变和对原边电压的相位移。
因此，高频中有用铁氧体材料制作铁芯的。频率更高或精度要求极高时，常用非铁磁材料（其磁性能与空气非常接近）制作芯子，这种变压器称作空心变压器。大型变压器还有冷却系统、保护装置、出线装置和油箱等部分。
变压器的基本构造是两个线圈绕在同一铁芯上。输入电能的线圈，也就是接在电源的线圈，叫做原线圈（原绕组），输出电能的线圈，也就是以电能供给受电器的线圈，叫做副线圈（副绕组）。这两个电路之间根本没有导体相连接，电流是不能从一个电路传导到另一电路上的，电能也不能直接传递。
根据电磁感应定律，在一个闭合电路中，如果通过的磁场发生变化，那么这个电路中将有电流产生，即当磁铁靠近线圈或远离线圈时都会有电流产生。由于变压器的两线圈绕在同一铁芯上，原线圈中的交流电由于电流大小和方向的交替变化产生磁场，通过铁芯传递到副线圈中，再由交替变化的磁场在副线圈中产生新的交替变化的电动势，在副线圈回路中产生电流，这样就完成了一个电能的传递过程。这种不用导线而能传递电能的现象是变压器的特性。
副线圈中能产生感应电动势的原因是穿过这线圈的磁通量时刻在变化（电磁感应现象），而产生这种变化的原因又是原线圈中的电流在不断地改变着。由此可知，变压器的副电路中产生电动势的必要条件是原线圈中存在着时刻变化的电流。为了这个目的，变压器就应用了交变电流为电源，直流电则不能产生感应电动势，变压器决不能用它为电源。发电厂所发的电通常是交流而非直流的最主要原因，就在于唯有交变电流才能利用变压器来提高电压增加输电效率。原电路中的电流每有一次交变，铁芯中的磁场也有一次交变，因而副电路中的感应电流也有一次交变，也就是说，原电路的交流和副电路的交流有着同一的频率。为加强磁场、提高效率，通常将两绕组套在铁芯上。磁通的绝大部分通过铁芯，这部分磁通称主磁通，它连接了原、副线圈。变压器绕组由铜或铝的绝缘扁导线或圆导线绕成。原、副线圈匝数不同，电压不同。原、副线圈匝数比近似等于其电压比。
电  抗  器
电抗器是电力系统中用于限制短路电流、无功补偿和移相等的电感性高压电器。
电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。它可以根据需要布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。
电抗器按用途可以分为七种：①限流电抗器。串联于电力电路中，以限制短路电流的数值。②并联电抗器。一般接在超高压输电线的末端和地之间，起无功补偿作用。③通信电抗器，又称阻波器。串联在兼作通信线路用的输电线路中，用以阻挡载波信号，使之进入接收设备。④消弧电抗器，又称消弧线圈。接于三相变压器的中性点与地之间，用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流，以补偿流过接地点的电容性电流，使电弧不易起燃，从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。⑤滤波电抗器。用于整流电路中减少直流电流上纹波的幅值，也可与电容器构成对某种频率能发生共振的电路，以消除电力电路某次谐波的电压或电流。⑥电炉电抗器。与电炉变压器串联，限制其短路电流。⑦起动电抗器。与电动机串联，限制其起动电流。
电抗器按照结构及冷却介质可分为空心式、铁心式、干式、油浸式等，按照接法可分为并联电抗器和串联电抗器，按照功能可分为限流和补偿；按具体用途细分为限流电抗器、滤波电抗器、平波电限流电抗器、功率因数补偿电抗器、串联电抗器、平衡电抗器、接地电抗器、消弧线圈、进线电抗器、出线电抗器、饱和电抗器、自饱和电抗器、可变电抗器（可调电抗器、可控电抗器）、轭流电抗器、串联谐振电抗器、并联谐振电抗器等。
电抗器按其绕组内有无主铁芯可分为铁芯式电抗器和空芯式电抗器。
电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。220千伏、110千伏、35千伏、10千伏电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能。
 
保险丝与空气开关
保险丝也被称为熔断器，它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。
当电路发生故障或异常之时，电流就会不断升高，升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。如果电路中正确地安置了保险丝，保险丝就会在电流异常升高到一定程度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。
空气开关，是指开关的绝缘介质是空气的开关，空气开关一般用于380伏及以下电路。这种开关自身附带有简单的保护功能，如果出现过流或短路，就会自动跳闸。
当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源。
当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使熟元件产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源。

 
半  导  体
半导体是导电性能介于导体和绝缘体之间的物体，半导体可以导电，它的导电性能比金属导体要弱。
半导体只具有少量自由电子，其余的电子只能从一个原子跳到另一个原子。电子跳离原子后，会留下一个“坑”，称之为空穴。空穴的性质如同带正电的电荷，和电子运动方向相反，因此可以导电。
半导体多应用于电子产品制造，例如硅，被用来制造集成电路中的芯片，也用在收音机的组件中。
二极管也是一种半导体材料，它只有两个电极，一个正极，一个负极。二极管只允许电流向一个方向流动，即只能从正极流向负极。
硅、铁、铜等的氧化物均可以作为半导体，锗、金刚砂等也可以作为半导体。
最常见的半导体是生锈的铁或铜，它们是化合物半导体。在工业应用上，当属硅最出名，也最广泛，它是一种元素半导体。半导体材料有很多种，对现代电子学非常重要。
 
输电线路
我们平常见到的高压电线就是输电线路，它一般由数条足够粗的金属电线组成，用电线杆或电塔架在远离地面的高空，连接在两个公共变电站之间。
由于输电线路是从电站输出电，电压非常高，电流强度大，不适合直接接入用户，因此人们用另一种电压较低的线路作为一个“桥梁”沟通输电线和用户，这种线路叫做配电线路。
电线杆一般都是水泥材质的，它们广泛分布在道路两旁、田野里、铁路边，是它们架起了电线。
家庭用电的电线一般是由火线和零线组成，三孔插座上的第三个线路是地线。它通常用来防止静电，也可以在用电器漏电时将电流导入大地。
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电容家族
电容家族人丁兴旺，按介质可分为：纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等。按电容外形可分为平行板电容、球形电容、圆柱形电容等。
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最早的保险丝
一百多年前，美国发明家爱迪生发明了保险丝。由于当时的工业技术不发达，白炽灯很贵重，所以，最初是将它用来保护价格昂贵的白炽灯的。