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電流

目錄

• 簡(jiǎn)介
• 電流的定義、單位與換算
• 分類(lèi)
• 計(jì)算式
• 對(duì)人體傷害
• 電流產(chǎn)生條件
• 測(cè)量?jī)x器
• 效應(yīng)

簡(jiǎn)介

編輯本段

 

電流

　　電流，an electric current ，是指電荷的定向移動(dòng)。電源的電動(dòng)勢(shì)形成了電壓，繼而產(chǎn)生了電場(chǎng)力，在電場(chǎng)力的作用下，處于電場(chǎng)內(nèi)的電荷發(fā)生定向移動(dòng)，形成了電流。

 

電流的定義、單位與換算

編輯本段

 

　　定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，叫電流，用符號(hào)I表示，單位是安，字母“A"來(lái)表示。

　　電磁感應(yīng)現(xiàn)象

　　電流是物理學(xué)中的七個(gè)基本量綱之一。電流分直流和交流兩種，電流的方向不隨時(shí)間的變化的叫做直流，電流的大小和方向隨時(shí)間變化的叫交流。

　　單位：國(guó)際單位制中電流的基本單位是安培，

　　1安培定義為：在真空中相距為1米的兩根無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線(xiàn)，通以相等的恒定電流，當(dāng)每米導(dǎo)線(xiàn)上所受作用力為2×10^-7N時(shí)，各導(dǎo)線(xiàn)上的電流為1安培。

　　初級(jí)學(xué)習(xí)中1安培的定義：1秒內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為1c

　　換算方法：

　　電流產(chǎn)生

　　1KA=1000A 1A=1000mA 1mA=1000μA 1μA=1000nA 1nA=1000pA

　　一些常見(jiàn)的電流：電子手表1.5-2μA 白紙燈泡200mA手機(jī)100mA 空調(diào)5-10A高壓電 200A閃電 (2-20)*10000A

　　定義公式：I=Q/t

　　獲得持續(xù)電流的條件：電路中保持有恒定的電動(dòng)勢(shì)(電力場(chǎng))。

　　電路連接好，閉合開(kāi)關(guān)，處處相通的電路叫做通路。

　　開(kāi)關(guān)未合閉，或電線(xiàn)斷裂、接頭松脫致使線(xiàn)路在某處斷開(kāi)的電路，叫做開(kāi)路。

　　導(dǎo)線(xiàn)不經(jīng)過(guò)用電器直接跟電源兩極連接的電路，叫做短路。

　　串聯(lián)電路

　　電流：I總=I1=I2 (串聯(lián)電路中，電路各部分的電流相等)

　　電壓：U總=U1+U2

 

分類(lèi)

編輯本段

 

　　電流分為交流電流和直流電流[1]。

　　交流電：插電源的用電器使用的是交流電

　　直流電：使用外置電源的用電器用的是直流電

　　交流電一般是在家庭電路中有著廣泛的使用，有220V的電壓，屬于危險(xiǎn)電壓。

　　直流電則一般被廣泛使用于手機(jī)(鋰電池)之中。像電池(1.5V)，鋰電池，蓄電池等被稱(chēng)之為直流電。

　　微觀(guān)表達(dá)式

　　通過(guò)導(dǎo)體單位橫截面的電荷量Q跟通過(guò)這些電荷量所用的時(shí)間t的比值稱(chēng)為電流，也叫電流強(qiáng)度。即I=Q/t。如果在1s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體單位橫截面的電荷量是1C，導(dǎo)體中的電流就是1A。

　　決定電流大小的微觀(guān)量：在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個(gè)截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的電荷量為q，電荷的定向移動(dòng)速率為v，則在時(shí)間t內(nèi)處于相距為vt的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過(guò)截面C。由I=Q/t可得I = nqsv

　　其中：

　　n ：表示單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)

　　q：電子的電量

　　s：為導(dǎo)體橫截面積

　　v：為自由電子定向移動(dòng)的速率。

 

計(jì)算式

編輯本段

 

　　I= Q/t =nqsv (1A=1C/s)

　　I=U/R 或I=E(電動(dòng)勢(shì))/(R[外]+r[內(nèi)]) 或I=E/(R+Rg[檢測(cè)器電阻]+r)

　　在I= Q/t中如果正負(fù)離子同時(shí)移動(dòng)形成電流，那么Q為兩種電荷的電量和

　　方向

　　物理上規(guī)定電流的方向，是正電荷定向移動(dòng)的方向。

　　電荷指的是自由電荷，在金屬導(dǎo)體中的電子是自由電子，在酸，堿，鹽的水溶液中是正，負(fù)離子。

　　在電源外部電流沿著正電荷移動(dòng)的方向流動(dòng)。在電源內(nèi)部由負(fù)極流回正極。

電流形成的原因

　　因?yàn)橛须妷?電勢(shì)差)的存在，所以產(chǎn)生了電力場(chǎng)強(qiáng)，使電路中的電荷受到電場(chǎng)力的作用而產(chǎn)生定向移動(dòng)，從而形成了電路中的電流。

 

對(duì)人體傷害

編輯本段

 

　　造成觸電傷亡的主要因素一般有以下幾方面：

　　1.通過(guò)人體電流的大小。根據(jù)電擊事故分析得出：當(dāng)工頻電流為0.5～1mA時(shí)，人就有手指、手腕麻或痛的感覺(jué);當(dāng)電流增至8—10mA時(shí)，針刺感、疼痛感增強(qiáng)發(fā)生痙攣而抓緊帶電體，但終能擺脫帶電體;當(dāng)接觸電流達(dá)到20～30mA時(shí)，會(huì)使人迅速麻痹不能擺脫帶電體，而且血壓升高，呼吸困難;電流為50mA時(shí)，就會(huì)使人呼吸麻痹，心臟開(kāi)始顫動(dòng)，數(shù)秒鐘后就可致命。通過(guò)人體電流越大，人體生理反應(yīng)越強(qiáng)烈，病理狀態(tài)越嚴(yán)重，致命的時(shí)間就越短。

　　2.通電時(shí)間的長(zhǎng)短。電流通過(guò)人體的時(shí)間越長(zhǎng)后果越嚴(yán)重。這是因?yàn)闀r(shí)間越長(zhǎng)，人體的電阻就會(huì)降低，電流就會(huì)增大。同時(shí)，人的心臟每收縮、擴(kuò)張一次，中間有0.1s的時(shí)間間隙期。在這個(gè)間隙期內(nèi)，人體對(duì)電流作用最敏感。所以，觸電時(shí)間越長(zhǎng)，與這個(gè)間隙期重合的次數(shù)就越多，從而造成的危險(xiǎn)也就越大。

　　3.電流通過(guò)人體的途徑。當(dāng)電流通過(guò)人體的內(nèi)部重要器官時(shí)，后果就嚴(yán)重。例如通過(guò)頭部，會(huì)破壞腦神經(jīng)，使人死亡。通過(guò)脊髓，會(huì)破壞中樞神經(jīng)，使人癱瘓。通過(guò)肺部會(huì)使人呼吸困難。通過(guò)心臟，會(huì)引起心臟顫動(dòng)或停止跳動(dòng)而死亡。這幾種傷害中，以心臟傷害最為嚴(yán)重。根據(jù)事故統(tǒng)計(jì)得出：通過(guò)人體途徑最危險(xiǎn)的是從手到腳，其次是從手到手，危險(xiǎn)最小的是從腳到腳，但可能導(dǎo)致二次事故的發(fā)生。

　　4.電流的種類(lèi)。電流可分為直流電、交流電。交流電可分為工頻電和高頻電。這些電流對(duì)人體都有傷害，但傷害程度不同。人體忍受直流電、高頻電的能力比工頻電強(qiáng)。所以，工頻電對(duì)人體的危害最大。

　　5.觸電者的健康狀況。電擊的后果與觸電者的健康狀況有關(guān)。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，肌肉發(fā)達(dá)者、成年人比兒童擺脫電流的能力強(qiáng)，男性比女性擺脫電流的能力強(qiáng)。電擊對(duì)患有心臟病、肺病、內(nèi)分泌失調(diào)及精神病等患者最危險(xiǎn)。他們的觸電死亡率最高。另外，對(duì)觸電有心理準(zhǔn)備的，觸電傷害輕。　　

電流產(chǎn)生條件

編輯本段

 

　　1.必須具有能夠自由移動(dòng)的電荷(金屬中只有負(fù)電荷移動(dòng)，電解液中為正負(fù)離子同時(shí)移動(dòng))。

　　2.導(dǎo)體兩端存在電壓差(要使閉合回路中得到持續(xù)電流，必須要有電源)。

　　3.電路必須為通路。

　　測(cè)量?jī)x器-電流表

　　電流表的符號(hào)：- A -

 

測(cè)量?jī)x器

編輯本段

 

　　電流表是測(cè)量電流的儀器。

　　電流表的使用規(guī)則：

　　1：與被測(cè)用電器串聯(lián)

　　2：接入電路時(shí)，電流方向從正接線(xiàn)柱進(jìn)，負(fù)接線(xiàn)柱出，俗稱(chēng)正進(jìn)負(fù)出

　　3：被測(cè)電流不能超過(guò)電流表的量程(否則會(huì)燒壞電流表)

　　大量程：0-3A大格每格1A小格每格0.1A

　　小量程：0-0.6A大格每格0.2A小格每格0.02A

　　4：不允許把電流表直接接到電源兩極上

　　(電流表相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn)，對(duì)電流阻礙很小,但也有幾歐姆的電阻)

　　電流表的使用方法

　　1.電流表要串聯(lián)在電路中

　　2.正負(fù)接線(xiàn)柱的接法要正確：電流從正接線(xiàn)柱流入，從負(fù)接線(xiàn)柱流出。

　　3.被測(cè)電流不要超過(guò)電流表的量程。

　　4.因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻太小(相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn))，所以絕對(duì)不允許不經(jīng)過(guò)用電器而把電流表直接連到電源的兩極上。

　　5.確認(rèn)目前使用的電流表的量程。

　　6.確認(rèn)每個(gè)大格和每個(gè)小格所代表的電流值。

　　先試觸，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)先解決

　　(1)指針不偏轉(zhuǎn),

　　(2)指針偏轉(zhuǎn)過(guò)激，電流表會(huì)爆掉。

　　(3)指針偏轉(zhuǎn)很小,

 

效應(yīng)

編輯本段

 

　　1熱效應(yīng)：導(dǎo)體通電時(shí)會(huì)發(fā)熱，把這種現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng).

　　例如：比較熟悉的焦耳定律：是定量說(shuō)明傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。

　　2磁效應(yīng)

　　電流的磁效應(yīng)(動(dòng)電會(huì)產(chǎn)生磁)：奧斯特發(fā)現(xiàn)：任何通有電流的導(dǎo)線(xiàn)，都可以在其周?chē)�產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，稱(chēng)為電流的磁效應(yīng)。

　　3化學(xué)效應(yīng)：電的化學(xué)效應(yīng)主要是電流中的帶電粒子(電子或離子)參與而使得物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)變化。化學(xué)中的電解水或電鍍等都是電流的化學(xué)效應(yīng)。