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电流

王朝百科·作者佚名  2009-10-24
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学生实验用电流表

电流的分类电流分为交流电和直流电[1]。

定义、单位与换算电流,是指电荷的定向移动。电压是使电路中电荷定向移动形成电流的原因。

电流的大小称为电流强度(简称电流,符号为I),是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量,每秒通过1库仑的电量称为1「安培」(A)。安培是国际单位制中所有电性的基本单位。 除了A,常用的单位有毫安(mA)、微安(μA) 。

换算方法:

1A=1000mA

1mA=1000μA

1KA=1000A

获得持续电流的条件:电路中有电源电路为通路

开关处于断开的状态,断开的电路叫开路

开关处于闭合的状态电路同的叫通路

电路中有很多电流,会把电源烧坏,这种电路叫短路

串联电路

电流:I总=I1=I2

电压:U总=U1+U2

电阻:R总=R1+R2

并联电路

电流:I总=I1+I2

电压:U总=U1=U2

电阻:1/R总=1/R1+1/R2

电流的微观表达式I = nesv

其中:

n :表示单位体积内的自由电荷数;

e:电子的电量;

s:为导体横截面积;

v:为自由电子定向移动的速率。

电流的基本计算式I= Q/t

I=U/R(欧姆定律)

1A=1C/s

电流的方向物理上规定电流的方向,是正电荷定向移动的方向。

电荷指的是自由电荷,在金属导体是自由电子,在酸,碱,盐的水溶液中是正,负离子。

电流形成的原因电压,是使电路中电荷定向移动形成电流的原因。

电流产生的条件1、必须具有能够自由移动的电荷(金属中只有负电荷移动,电解液中为正负离子同时移动)。

2、导体两端存在电压差(要使闭合回路中得到持续电流,必须要有电源)。

3、电路必须为通路。

电流的测量仪器-电流表电流表的符号:- A -

电流表的使用方法:

1.电流表要串联在电路中

2.正负接线柱的接法要正确:电流从正接线柱流入,从负接线柱流出.

3.被测电流不要超过电流表的量程.

4.因为电流表内阻太小(相当于导线),所以绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。

5.确认目前使用的电流表的量程.

6.确认每个大格和每个小格所代表的电流值.

先试触,出现问题时先解决

(1)指针不偏转,

(2)指针偏转过激,电流表会爆掉。

(3)指针偏转很小,

(4)指针反向偏转.

电流表的错误使用

1 电流表与用电器并联:

会造成电流表或电源烧坏,并会引起导线燃烧

2 电流表与电压表串联:

电流表几乎没有示数(指针几乎在“0”刻度线不动),电压表指针有较大偏转(示数约为电源电压)

电流的五大效应1热效应

2磁效应

3光效应

4声效应

5化学效应

英语解释:

Current which is also called current strength, is an expression form which shows the pass of the electric quantity in a stated times. The symbol of current is (I) and the unit of current is (A). I=Q/t

物理学家----安培简介人物姓名:安培 (1775~1836)

人物国别:法国

物理学家

安培(André-Marie Ampère 1775~1836年),法国物理学家,对数学和化学也有贡献。1775年1月22日生于里昂一个富商家庭。年少时就显出数学才能。他的父亲信奉J.J.卢梭的教育思想,供给他大量图书,令其走自学的道路,于是他博览群书,吸取营养;卢梭关于植物学的著作燃起了他对科学的热情。

科学成就

1.安培最主要的成就是1820~1827年对电磁作用的研究。

①发现了安培定则

奥斯特发现电流磁效应的实验,引起了安培注意,使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条受到极大震动,他全部精力集中研究,两周后就提出了磁针转动方向和电流方向的关系及从右手定则的报告,以后这个定则被命名为安培定则。

②发现电流的相互作用规律

接着他又提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引,电流方向相反的两条平行载流导线互相排斥。对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。

③发明了电流计

安培还发现,电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似,创制出第一个螺线管,在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。

④提出分子电流假说

他根据磁是由运动的电荷产生的这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。提出了著名的分子电流假说。安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流。由于分子电流的存在,每个磁分子成为小磁体,两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的,它们产生的磁场互相抵消,对外不显磁性。当外界磁场作用后,分子电流的取向大致相同,分子间相邻的电流作用抵消,而表面部分未抵消,它们的效果显示出宏观磁性。安培的分子电流假说在当时物质结构的知识甚少的情况下无法证实,它带有相当大的臆测成分;在今天已经了解到物质由分子组成,而分子由原子组成,原子中有绕核运动的电子,安培的分子电流假说有了实在的内容,已成为认识物质磁性的重要依据。

⑤总结了电流元之间的作用规律——安培定律

安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验,并运用高度的数学技巧总结出电流元之间作用力的定律,描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这定律称为安培定律。安培第一个把研究动电的理论称为“电动力学”,1827年安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中。这是电磁学史上一部重要的经典论著。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献,电流的单位“安培”以他的姓氏命名。

他在数学和化学方面也有不少贡献。他曾研究过概率论和积分偏微方程;他几乎与H戴维同时认识元素氯和碘,导出过阿伏伽德罗定律,论证过恒温下体积和压强之间的关系,还试图寻找各种元素的分类和排列顺序关系。

3.“电学中的牛顿”

安培将他的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中,成为电磁学史上一部重要的经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一,还把安培誉为“电学中的牛顿”。

安培还是发展测电技术的第一人,他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器,以后经过改进称电流计。

安培在他的一生中,只有很短的时期从事物理工作,可是他却能以独特的、透彻的分析,论述带电导线的磁效应,因此我们称他是电动力学的先创者,他是当之无愧的。

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电流密度电流密度是一种度量,以矢量的形式定义,其方向是电流的方向,其大小是单位截面面积的电流。采用国际单位制,电流密度的单位是“安培/平方米”。用方程表达,

; 其中, 是电流, 是电流密度, 是截面矢量。

根据欧姆定律的另一种形式,电流密度与电场 和物质的电导率 的关系可以表达为

电流漂移速度在导体内,可移动的电荷载子不停的随机移动,就像气体的粒子。为了要有净电流,电荷载子移动的平均漂移速度必须不等于零。电子是金属的电荷载子。电子移动的路径没有任何规律,从一个原子撞到另一个原子,但大致朝着电场的方向漂移。它们漂移的速度可以由以下方程给出:

; 其中, 是电流, 是单位体积的载子数目(载子密度), 是导体的截面面积, 是漂移速度, 是每一个载子的电荷量。

固体内的电流通常流动地非常慢。例如,假设截面面积为 0.5 mm 的铜线,载有电流 5 Ampere 。那么,其电子的漂移速度大约为 1 mm/second 。再举一个例子来比较,在阴极射线管的近真空内,电子移动的速度大约为光速的十分之一。

呈加速度运动中的电荷,会产生电磁波。因此,随着时间变化的电流,会产生电磁波,以非常高的速度,传播于导体之外。电磁波传播的速度通常相当接近光速,比漂移速度快很多倍。这事实的相关理论可以由麦克斯韦方程组推导出。在电线里的交流电流,可以从源头传输电力到很远的负载点,虽然,在电线里的电子只来来回回地移动很少的距离。

电磁波的传播速度和自由空间的光速的比例,称为速度因子 (velocity factor) ,与导体的电磁性质和外面包装的绝缘体、形状、尺寸等等有关。

漂移速度、传播速度、随机运动速度,这三种速度可以类比于气体的三种速度。比较慢的电子漂移速度类比于风速。比较快的电磁波传播速度类比于气体的音速。电子的随机运动类比于气体粒子的热速度 (thermal velocity) 。

原子具有原子核和核外电子,原子核对于一颗原子来说,挺小,在原子中心,而带正电的质子又在原子核内部,一颗原子中的质子移动容易吗?更不用说其中所含的正电荷了,而核外电子因为原子核对其有束缚性,围绕原子核高速移动,其具有负电。正如一颗很大的琥珀中有一颗小球,虽然快要风化,但是风吹过来,又是其中的小球先被吹走,还是其外层的琥珀呢?(我风化没有学,有可能有误差,请删减)

又如金属具有自由电子(原子的最外层的电子一般小于4个,所以容易被电流带走,故称“自由”,而原子核一般情况下不可能这样),酸,碱,盐的水溶液具有自由离子(这会牵扯到化学,本来其固体时的原子结构较为牢固,水溶后会发生化学反应分解,成为离子,结构便松散了,容易被电流带走)

 
 
 
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