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電流,是指電荷的定向移動。電源的電動勢形成了電壓,繼而產生了電場力,在電場力的作用下,處於電場內的電荷發生定向移動,形成了電流。

1 電流 -公式與單位

電流計算公式

物理上規定電流的方向是正電荷的定向移動的方向或者負電荷的定向移動的反方向。
其中,Q為電量(單位是庫侖),t為時間(單位是秒)。

2 電流 -單位

電流安培

電流的大小稱為電流強度(簡稱電流,符號為I),是指單位時間內通過導線某一截面的電荷量。電流單位安培,簡稱安,符號是:A。安培是國際單位制中所有電性的基本單位。

它的定義是:安培是一恆定電流,若保持在處於真空中相距1米的兩無限長,而圓截面可忽略的平行直導線內,則兩導線之間產生的力在每米長度上等於2×10-7牛頓。該定義在1948年第九屆國際計量大會上得到批准,1960年第十一屆國際計量大會上,安培被正式採用為國際單位制的基本單位之一。除了A,常用的單位有毫安(mA)及微安(μA)。

1A=1000mA
1mA=1000μA
1KA=1000A

3 電流 -產生的條件

1、必須具有能夠自由移動的電荷。
2、導體兩端存在電壓(要使閉合迴路中得到持續電流,必須要有電源)。

4 電流 -測量工具——電流表

電流數字電流表

電流表的使用方法:

1、電流表要串聯在電路中。
2、正負接線柱的接法要正確:電流從正接線柱流入,從負接線柱流出。
3、被測電流不要超過電流表的量程。
4、絕對不允許不經過用電器而把電流表直接連到電源的兩極上。
5、確認目前使用的電流表的量程。
6、確認每個大格和每個小格所代表的電流值。

先試觸,出現問題時先解決

1、指針不偏轉;
2、指針偏轉過激,電流表會爆掉。
3、指針偏轉很小;
4、指針反向偏轉。

5 電流 -分類

不隨時間變化的電流稱為直流電流。工程上常將以直流分量為主的電流也稱為直流電流。周期地變化而不含直流分量的電流稱為交流電流。電工中涉及的電流除直流、交流及瞬變電流外,還有傳導電流、運流電流和位移電流。隨時間變化的電流稱作瞬變電流。

傳導電流

電流電流

由介質中帶電荷粒子的規則運動所形成的電流。電荷的攜帶者稱為載流子。在金屬中有著大量的自由電子。自由電子在外加電場的作用下沿與電場強度相反方向的漂移運動,形成傳導電流。在電解液和電離氣體中,正離子的定向運動和負離子的運動都形成電流,這兩部分電流的和便是其中的總電流。在半導體中,載流子包括帶負電的自由電子及帶正電的空穴,但它們的數目遠少於導體中的自由電子。

運流電流

電荷在真空或極稀薄氣體中的運動所形成的電流。真空電子管中由陰極發射到陽極的電子流,帶電的運動著的雷雲運動所形成的電流都是運流電流。相對於觀察者以速度v運動的電荷元ρdV(ρ為電荷的體密度,dV為體積元)形成的運流電流密度為ρvdV。

位移電流

位移電流是電位移矢量隨時間的變化率。英國物理學家麥克斯韋首先提出這種變化將產生磁場的假設並稱其為「位移電流」。但位移電流只表示電場的變化率,與傳導電流不同,它不產生熱效應、化學效應等。繼電磁感應現象發現之後麥克斯韋的這一假設更加深入一步揭示了電現象與磁現象之間的聯繫。位移電流是建立麥克斯韋方程組的一個重要依據。

6 電流 -電流的三大效應

1、熱效應

電流各種白熾燈
當電流通過電阻時,電流作功而消耗電能,產生了熱量,這種現象叫做電流的熱效應。實踐證明,電流通過導體所產生的熱量和電流的平方,導體本身的電阻值以及電流通過的時間成正比。這是英國科學家焦耳和俄國科學家楞次得出的結論,被人稱作焦耳楞次定律。

電流熱效應的應用:一方面,利用電流的熱效應可以為人類的生產和生活服務。如在白熾燈中,由於通電后鎢絲溫度升高達到白熱的程度,於是一部分熱:以轉化為光。發出光亮。另一方面,電流的熱效應也有一些不利因素。大電流通過導線而導線不夠粗時,就會產生大量的熱,破壞導線的絕緣性能,導致線路短路,引發電火災。為了避免導線過熱,有關部門對各種不同截面的導線規定了最大允許電流(安全電流)。導線截面越大,允許通過的電流也越大。

2、磁效應

電流的磁效應(動電會產生磁)是奧斯特的,任何通有電流的導線,都可以在其周圍產生磁場的現象,稱為電流的磁效應。非磁性金屬通以電流,卻可產生磁場,其效果與磁鐵建立的磁場相同。在通電流的長直導線周圍,會有磁場產生,其磁力線的形狀為以導線為圓心一封閉的同心圓,且磁場的方向與電流的方向互相垂直。

電流的磁效應在生活中應用廣泛。幾乎除了電燈,電暖器等電熱電器之外都是利用電流的磁效應。電視機中有顯像管需要電磁鐵作為電子的聚焦,電磁爐將電能轉化為高頻磁場。電話使用磁場中的通電導線達到驅動發音膜發生,手機將電能轉化為電磁信號進行發射和接收。節能燈的電子鎮流器將燈管內的低壓氣體點燃等等。

3、化學效應

在電解質的水溶液中通入電流,兩電極上會產生一些化學變化。這種利用電流使物質產生化學變化的現象,我們稱為電流的化學效應。亦即將電能轉換成化學能的效應。例如電解、電鍍等都是電流化學效應的應用。

電解是電流通過物質而引起化學變化的過程。化學變化是物質失去或獲得電子(氧化或還原)的過程。電解過程是在電解池中進行的。電解池是由分別浸沒在含有正、負離子的溶液中的正、負兩個電極構成。電流(即電子)流進負電極(陰極),溶液中帶正電荷的正離子遷移到陰極,並與電子結合,變成中性的元素或分子;帶負電荷的負離子遷移到另一電極(陽極),給出電子,變成中性元素或分子。

電鍍就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時,鍍層金屬做陽極,被氧化成陽離子進入電鍍液;待鍍的金屬製品做陰極,鍍層金屬的陽離子在金屬表面被還原形成鍍層。為排除其它陽離子的干擾,且使鍍層均勻、牢固,需用含鍍層金屬陽離子的溶液做電鍍液,以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit),改變基材表面性質或尺寸。電鍍能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多採用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、潤滑性、耐熱性、和表面美觀。

7 電流 -flash動畫展示

1、源源不斷的電流

電流

2、通上電流找南北

電流

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