【精品整理】恒定电流

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恒 定 电 流

一、电荷定向移动形成电流。

1、形成电流的条件:要有自由电荷,导体两端存在电压。即:自由电荷在电场力的作用下定向移动。

2、电流方向:正电荷定向移动的方向,负电荷定向移动的反方向。

3、电流(I):单位时间内流过导体横截面积的电荷量。

I=q/t q表示电荷量,t表示通电时间

I=nqvS n:单位体积内的自由电荷数 q:自由电荷的电荷量

v:电荷定向移动的速率(非常小,数量级10—5m/s) S:导体横截面积

国际单位:安培(A) 1AmA 1mA=103μA

4、电流I是标量,不是矢量。

二、欧姆定律:

1、部分电路欧姆定律:导体中的电流与这段导体的两端的电压成正比,与这段导体的电阻成反比。 公式:I=U/R

适用条件:金属、电解液、纯电阻,对气态导体、晶体管等不适用。

2、闭合电路的欧姆定律:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。I=E/(R+r)

当外电阻增大,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小,电流增大,路端电压减小。

当电路开路时,根据U=E-Ir,此时,U=E;当电路短路时,E=Ir。

3、电阻(R):导体对电流阻碍作用的大小。

公式: 。R与U、I无关,是导体的一种特性

决定导体电阻大小的因素——导体的电阻定律: SlRIUIURρ:导体的电阻率,ρ越大表示导体导电能力越差。

ρ的国际单位:Ω·m

l表示导体的长度,S表示导体的横截面积。

相同条件下,温度越高导体的ρ越大。

超导现象:当温度足够低(有的接近于绝对零度),

导体的ρ变为零。

半导体:相同条件下,温度越高导体的ρ越小。

三、串、并联电路基本关系式:

电流关系 电压关系 电阻关系 n个相同的电阻 比例关系

串联 I=I1=I2 U=U1+U2

用电器分电压,电阻越大,分压越多。 R=R1+R2

R总=nR0

相当于增加导体长度

总电阻大于分电阻

并联 I=I1+I2

用电器分电流,电阻越大,分流越少。 U=U1=U2

相当于增加导体横截面积

总电阻小于分电阻

四、电功与热功,电功率与热功率: 21212121RRUUPPWW21111RRR2121RRRRR•12212121RRIIPPWWnRR0总电功W:电场力对自由电荷所做的功,俗称电流做功。国际单位:焦耳(J)

电功率P:电流在单位时间内所做的功。国际单位:瓦特(W)

用电器正常工作时的电功率为额定功率,此时的电压为额定电压,电流为额定电流。

功能转换 电功、电功率 电热、热功率

纯电阻电路

电功全部转化为内能

Q=W

P热=P

非纯电阻电路

W机=W-Q=UIt-I2Rt

P机=P-P热=UI-I2R 电功部分转化为内能,其余为机械能。

Q=I2Rt

P热=I2R

注意:线性电路,欧姆定律成立;非线性电路,欧姆定律不成立。

W=UIt用于求任何电路中的总电功,Q=I2Rt用于求任何电路中的焦耳热。

五、电流表与电压表:

1、小量程电流表G原理:磁场对其中的电流有力的作用。

表头内阻:电流表G的电阻r。 满偏电流:指针偏转到最大刻度时的电流Ig。 tRURtIUItPtW22RURIUttWP22UItPtWUttWP 满偏电压:指针偏转到最大刻度时的电压Ug。 Ug = Ig r

2、大量程的电流表与电压表:

类型

Rx的作用 计算方法

电流表

分流

电压表

分压

3、伏安法测量电阻:原理:R=U/I

电流表外接法 电流表内接法

RX<<RV RX>>RA XggXIIRRgXgXUURR实际测量,RX偏小,IX偏大 实际测量,RX偏大,UX偏大

4、欧姆表:直接测量电阻值的电表。

原理图:如图。注意:黑笔接内电源的正极。

使用注意点:每次测量前先使红、黑表笔相碰,调节调零电阻RP,使指针指在零刻度。