本教程包含
多電荷與電壓、電流、電阻。
什么電壓,電流和電阻。
歐姆定律是什么以及如何使用它來(lái)理解電。
簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明這些概念。
電荷
電荷是物質(zhì)的物理性質(zhì),使其經(jīng)歷一個(gè)力時(shí),放置在一個(gè)電磁場(chǎng)。有兩種類(lèi)型:正、負(fù)電荷(分別由質(zhì)子和電子進(jìn)行常見(jiàn))。同種電荷排斥與吸引。凈電荷的缺失被稱(chēng)為中性。一個(gè)物體帶負(fù)電荷,如果有多余的電子,否則是帶正電荷或不帶電荷。SI導(dǎo)出電荷的單位是庫(kù)侖(C)。在電氣工程,這也是常見(jiàn)的用安培小時(shí)(Ah);而在化學(xué),是常用的基本電荷(e)為單位。符號(hào)Q常常表示電荷。如何帶電物質(zhì)相互早知現(xiàn)在被稱(chēng)為經(jīng)典電動(dòng)力學(xué),和問(wèn)題,不需要考慮量子效應(yīng)仍然是準(zhǔn)確的。
電荷是一個(gè)基本的守恒性質(zhì)的一些亞原子粒子,這決定了他們的電磁相互作用。帶電物質(zhì)的影響或產(chǎn)生的電磁場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)電荷和電磁場(chǎng)的相互作用是電磁力的來(lái)源,這是其中的四種基本力(參見(jiàn):磁場(chǎng))。
二十世紀(jì)的實(shí)驗(yàn)表明,電荷是量子化的;即,它是在個(gè)人的小單位的整數(shù)倍數(shù)稱(chēng)為基本電荷,E,約等于1.602×10?19庫(kù)侖(除了粒子稱(chēng)為夸克,這費(fèi)用是1楊寶旺整數(shù)倍)。質(zhì)子帶正電荷的電子,和電子具有電荷的?E.研究帶電粒子,它們的相互作用介導(dǎo)的光子,稱(chēng)為量子電動(dòng)力學(xué)。
電壓:
電壓、電位差,電壓或電動(dòng)張力(正式表示?V或?U,但往往簡(jiǎn)化為V或U,比如在歐姆定律或基爾霍夫電路定律的背景下)是每單位電荷的電勢(shì)能的兩個(gè)點(diǎn)之間的差異。兩點(diǎn)之間的電壓等于做為攻擊靜態(tài)電場(chǎng)工作單位兩點(diǎn)之間的移動(dòng)測(cè)試負(fù)責(zé)。這單位是伏特測(cè)量(每庫(kù)侖焦耳)。
電壓可通過(guò)靜電場(chǎng)引起的,通過(guò)電流通過(guò)磁場(chǎng),隨時(shí)間變化的磁場(chǎng),或者這三者的組合。[ 1 ] [ 2 ]電壓表可以用來(lái)測(cè)量電壓(或電位差)系統(tǒng)中的兩個(gè)點(diǎn)之間;往往有一個(gè)共同的參考電位等系統(tǒng)地作一點(diǎn)。電壓可能代表一個(gè)能量源(電動(dòng)勢(shì))或丟失,使用或儲(chǔ)存的能量(電壓降)
當(dāng)描述電壓、電流和電阻,一個(gè)普通的比喻是一個(gè)水箱。在這個(gè)比喻中,費(fèi)用由水量表示,電壓是由水壓力來(lái)表示的,和電流是由水流代表。所以這個(gè)比喻,記住:
水=充電
壓力=電壓
流量=電流
在地面一定高度上考慮水箱。在罐的底部,有一個(gè)軟管。

因此,目前的低水箱中的高電阻。
電:
電是電荷的存在和流動(dòng)。最著名的是電子在導(dǎo)體如銅導(dǎo)線流動(dòng)。
電是能量的一種形式,是在積極和消極的形式,自然發(fā)生的事件(如閃電),或是產(chǎn)生(如發(fā)電機(jī))。它是能量的一種形式,我們用它來(lái)發(fā)電機(jī)和電氣設(shè)備。當(dāng)費(fèi)用不動(dòng),電叫靜電。當(dāng)電荷移動(dòng)他們的電流,有時(shí)被稱(chēng)為“動(dòng)電”。閃電是電在本質(zhì)上最著名和最危險(xiǎn)的一種,但有時(shí)靜電導(dǎo)致事情粘在一起。
電是很危險(xiǎn)的,尤其是周?chē)乃驗(yàn)樗且环N導(dǎo)體。自十九世紀(jì)起,電力已被應(yīng)用在我們生活的每一個(gè)部分。在那之前,它只是一個(gè)好奇心在雷雨中看到。
電能如果磁鐵緊貼金屬線的創(chuàng)建。這是由一個(gè)發(fā)電機(jī)使用的方法。最大的發(fā)電機(jī)發(fā)電站。電力也可以通過(guò)結(jié)合化工罐中的金屬桿與兩種不同的生成。這是使用電池的方法。靜電是通過(guò)摩擦兩材料間。例如,一個(gè)羊毛帽和塑料尺子。揉在一起會(huì)讓火花。電力也可以利用來(lái)自太陽(yáng)的能量作為光伏電池制造。
電通過(guò)電線到達(dá)家的地方是產(chǎn)生。它是由電燈泡,用電加熱器等。許多家用電器,如洗衣機(jī)、電飯煲用電。在工廠中,有電力機(jī)。處理的人在我們的家里和工廠的電力和電氣設(shè)備被稱(chēng)為“電工”。
比方說(shuō),現(xiàn)在我們有兩個(gè)罐,每罐從底部軟管。每個(gè)罐的水完全相同,但一罐軟管比其他軟管窄。

我們測(cè)量的壓力相同數(shù)量的軟管末端,但當(dāng)水開(kāi)始流動(dòng),與窄管水箱中的水流量將減少水箱中的水流量比與更廣泛的軟管。在電氣方面,通過(guò)窄管電流小于電流通過(guò)廣泛的軟管。如果我們想要的流量通過(guò)軟管是一樣的,我們必須增加飲水量(電荷)在坦克與較窄的軟管。
電阻與電導(dǎo)
在水力模擬,流過(guò)導(dǎo)線的電流(或電阻)是水在管道中流動(dòng),并在導(dǎo)線的電壓降是壓降,使水通過(guò)管道。電導(dǎo)是多少流動(dòng)的發(fā)生比例對(duì)于一個(gè)給定的壓力和阻力是成正比的壓力有多大是需要達(dá)到一定的流量。(電導(dǎo)和電阻的倒數(shù)。)
電壓降(即電壓差對(duì)電阻的一方和其他),而不是電壓本身,提供驅(qū)動(dòng)力推焦電流通過(guò)電阻。在液壓系統(tǒng)中,它是相似的:一個(gè)管兩側(cè)的壓力差,不是壓力本身,決定通過(guò)它流動(dòng)。例如,可能有一個(gè)大的水壓力管道上方,它試圖將水通過(guò)管道。但也有可能是下面的管道同樣大的水壓力,試圖向后推水通過(guò)管。如果這些壓力都是平等的,沒(méi)有水的流動(dòng)。(在右圖,下面的管水壓力為零。)
一根電線,電阻和電導(dǎo),或其他元素主要是由兩個(gè)屬性決定的:
幾何(形狀),和
材料
幾何是重要的因?yàn)樗鼘⑺ㄟ^(guò)長(zhǎng)是比較難的,窄的比寬的管,短管。以同樣的方式,一個(gè)長(zhǎng)的細(xì)銅絲具有較高的電阻(低電導(dǎo))比一個(gè)短,粗銅線。
材料是很重要的。一個(gè)充滿發(fā)管限制水流量超過(guò)相同形狀和大小的清潔管。同樣,電子可以自由流動(dòng),通過(guò)銅線很容易,但不能流通過(guò)形狀和大小相同的鋼絲容易,他們基本上不會(huì)流在所有通過(guò)絕緣體橡膠一樣,不管它的形狀。與銅鋼的不同,橡膠是其微觀結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)有關(guān),是由一個(gè)稱(chēng)為阻性的量化。
除了幾何和材料,還有各種其他因素影響電阻與電導(dǎo)。
按理說(shuō),我們不適合多量通過(guò)狹窄的管道比更廣泛的人在相同的壓力。這是抵抗。狹管”抵抗“流動(dòng)的水通過(guò)它即使水在壓力與更廣泛的管槽相同。


在電氣方面,這是由兩個(gè)電路等電壓和不同電阻表示。較高的電阻與電路將允許較少的電荷流動(dòng),意味著電路具有較高的電阻具有較小的電流通過(guò)。
歐姆定律:
歐姆定律,電流通過(guò)導(dǎo)體兩點(diǎn)間是在兩點(diǎn)的電壓成正比。引入比例,恒阻力,到達(dá)通常的數(shù)學(xué)方程來(lái)描述這種關(guān)系:

我所在的是電流單位安培通過(guò)導(dǎo)體,在導(dǎo)體V測(cè)量單位是伏特的電壓,R的單位是歐姆的電阻。更特別的是,歐姆定律指出在這種關(guān)系R是恒定的,獨(dú)立的電流。
法律被命名后,德國(guó)物理學(xué)家Georg Ohm,誰(shuí)在1827出版的一篇論文,描述了測(cè)量的電壓和電流通過(guò)簡(jiǎn)單的電路包含不同長(zhǎng)度的線。歐姆解釋他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)一個(gè)稍微復(fù)雜的方程比上面的現(xiàn)代形式(見(jiàn)上)。
在物理學(xué)中,術(shù)語(yǔ)的歐姆定律是指由歐姆最初制定的法律的各種推廣形式。