《电器理论基础》作为福州大学的传统优势课程，一直得到业界的认可。课程团队由教授、副教授、讲师、博士后、博士研究生和硕士研究生组成。团队成员承担着本科生、硕士生、博士生的相关课程：《电器理论基础》、《低压电器》、《高低压成套电器》、《智能化电器》、《高低压开关新技术及其应用》等多门课程的教学任务，将科研成果融入课程教学是团队的一大亮点。团队从2006年起将智能控制技术、智能设计技术以及智能测试技术相结合，形成独具特色的智能电器研究方向，近年来持续开展了大量的研究以及与工业界的广泛合作，涉及的主要技术有：电机电器的智能化控制技术、虚拟样机设计技术、智能在线监测技术等，获得国内学术界和工业界广泛认可，并逐渐在业界产生一定的影响力。

绪论

凡是根据外界指定信号和要求，自动或手动接通和断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备都属电器的范畴。电器的工作原理是多种多样的。电器在运行中存在着电、磁、光、热、力、机械等复杂的物理、化学过程。本章介绍了电器的分类和典型电器的结构原理，概述了电器理论基础研究的主要理论范畴与电器技术的发展进程。

电器的发热理论

发热是电器工作中产生的一种必然现象。本章详细阐述了电器工作中的热源，分析了电器中散热的三种工作方式和计算方法，讲述了电器工作中允许温升与稳定温升的计算与设定。采用牛顿公式对电器的稳定温升进行计算；采用傅里叶定理对电器的典型部件进行温升计算与分析。通过对不同工作制下电器的温升计算，得出电器工作中温升的变化规律和过载情况，介绍了电器热稳定性的概念与计算。最后，以交流电磁阀为例，介绍了采用三维有限元软件进行温度场计算的方法和步骤，通过电磁热耦合计算，可以准确地分析电器中各处的温升分布与温升值，为进一步提高电器产品的热性能指标提供理论依据。

电器的电动力理论

电器的载流导体之间将受到电动力的作用。电器中的电动力对电器影响很大，尤其是短路时强大的电动力，将会对电器和系统产生破坏。但是，通过改变导体形状、合理地设计电器，将可以利用电动力来改善电器的性能。电器触头通电时，其接触区域将产生电动力。当短路电流通过时，如果电动斥力大于触头弹簧反力，则触头就会被斥开，发生触头熔焊等故障，因此需要对触头间的电动力进行分析计算。电器能承受短路电流电动力的作用而不至破坏或产生永久变形的能力称为电器的电动稳定性。电动稳定性是电器最重要的指标之一。本章介绍了电器中电动力现象。通过比奥-沙伐定律和能量平衡原理都可以对电器中的电动力进行计算，两者本质相同，根据实际情况，可以分别选择；在此基础上，分析了交流电动力和触头间电动力的计算方法；同时，介绍了电器热稳定性的概念与计算。

电器的电接触理论

任何一个电气系统，都必须将电流从一个导体通过导体与导体的接触传向另一个导体。此导体与导体的接触称为电接触。即，电接触是指两个导体之间通过接触面实现电流传递或信号传输的一种物理、化学现象。在电力系统、自动控制系统和信息传递系统中，电接触现象随处可见，电接触的产生、维持和消除过程是一种复杂的物理、化学过程。电接触理论正是研究电接触的产生、维持和消除过程中，两导体接触面或导体与等离子体界面发生的物理化学过程的学科。该学科涉及面广、研究难度大，其最终目的是在满足一定经济利益前提下，提高电接触的工作可靠性和工作寿命。本章详细论述了电器中的电接触现象；接触电阻的理论分析与计算；影响接触电阻的主要因素和触头区域的热效应。

电器的电弧理论

电弧是开关电器工作中必然产生的一种现象。电弧的实质是气体放电，要了解电弧，首先必须掌握气体放电的物理基础。气体通常是不导电的，但是，如果气体中含有带电粒子就变成了电离气体。在气体放电的基础上，研究电弧的物理特性。电器电弧的研究主要有仿真和实验两种手段。仿真方法从电弧的机理和内部现象出发，通过描述电弧微观或者宏观过程的数学模型，利用数值方法实现电弧数学模型求解，得到温度场、流体场特性。电弧的研究早期以实验方法为主，近年来，电弧仿真技术得到了突飞猛进的发展。本章详细介绍了气体放电的物理基础和电弧的物理特性；分析了交、直流电弧的特性和熄灭原理。在此基础上，介绍了开关电器中七种典型灭弧装置的工作原理与灭弧方法，最后介绍了交流接触器零电流分断控制技术。

电器的电磁机构理论

电磁系统是开关电器的重要部件，其可以单独作为一种电器，也可以作为开关电器的感测器官。电磁场的基本理论和基本定理是本章的基础。目前，电磁系统的分析计算主要有三种方式：①“磁路”计算方式；②“磁场”计算方式；③“场”“路”结合的计算方式，其各有特点。“磁路”计算占用资源少，借鉴了电路中的计算方法，对电磁系统进行等效计算，在工程上和优化设计领域具有一定的优势。随着计算机仿真技术的飞速发展，近年来，采用各种有限元计算软件对电磁系统进行分析得到普遍的认可，三维有限元分析和计算得到迅速发展，为采用“磁场”计算提供了良好的分析、计算平台。同时，根据实际需求，发挥各自优势，采用“场”“路”结合的计算方法，也不失为一种较好的计算模式。本章详细介绍了典型电磁机构的工作原理与基本特性；磁路计算的基本概念；气隙磁导与漏磁导的计算方法。根据直流磁路与交流磁路的特点，举例说明了交流磁路与直流磁路的计算方法；详细介绍了交、直流电磁系统“场”“路”结合的计算流程；以及动态特性的计算与分析。最后，介绍了含永久磁铁的磁路计算。