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第二节
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一、电流的形成
电流,是指电荷的定向移动。电源的电动势形成了电压,由此产生了电场力,在电场力的作用下,处于电场内的电荷发生定向移动,就形成了电流。通俗地说电流是电压做功的一种表现,人们用水的时候打开节门水就流动了,要将电能转换成人们需要的其他能力如热能、光能、动力等就必须有电流的作用,水流是以每秒多少立方米水来测量的,电流也是以移动多少电荷来测量的。
二、电流的单位与换算
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(C)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。除了安培(A)外,常用的单位有毫安(mA)、微安(μA)。
换算方法:1kA=1000A;1A=1000mA;1mA=1000μA。
三、电流的种类
电流分为交流电流和直流电流。插电源的用电器使用的是交流电流。使用外置电源的用电器用的是直流电流。交流电流一般在家庭电路中有着广泛的用途,有220V的电压;直流电流则一般被广泛用于手机(锂电池)之中。如电池(1.5V)、锂电池、蓄电池等被称为直流电流电源。电流的波形如图1-6所示。

图1-6 电流的波形
四、电流与电路
(1)通路 通路是将电路中的电源、导线、开关、负载(用电器)连接好,闭合开关,处处相通的电路,如图1-7所示,通路时将有电流产生。

图1-7 通路
(2)开路 开关未合闭,或电线断裂、接头松脱致使线路在某处断开的电路称为开路,如图1-8所示,开路时没有电流产生。

图1-8 开路
(3)短路 导线不经过用电器直接与电源两极连接的电路称为短路,如图1-9所示,短路时有极大的短路电流将造成电源和线路的破坏。

图1-9 短路
五、电路连接与电流的关系
用电器串联连接时,电路中的电流处处相等。 即 I 总 = I 1 = I 2 = I 3 ,如图1-10所示。

图1-10 串联电路
当用电器并联连接时,电路中的电流等于各个支路的总和。 即 I 总 = I 1 + I 2 = I 3 如图1-11所示。

图1-11 并联电路
六、电流的三大效应
(1)热效应 即导体通电时会发热,把这种现象叫做电流热效应。人们比较熟悉的焦耳定律,就是定量说明电流在传输过程中将电能转换为热能的定律。
(2)电流的磁效应 任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。变压器、电磁铁、电动机、电磁炉等就是利用电流的磁效应的电器。
(3)化学效应 电的化学效应主要是电流中的带电粒子(电子或离子)参与而使得物质发生了化学变化。电解水或电镀等都是利用电流的化学效应加工产品的。
七、焦耳定律
电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电的时间成正比。
焦耳定律数学表达式: Q (热量)= I 2 Rt ,导出公式有 Q (热量)= UIt 和 Q (热量)= U 2 /( Rt )。前式为普遍适用公式,导出公式适用于纯电阻电路。
应用焦耳定律时要注意问题:电流所做的功全部产生热量,即电能全部转化为内能,这时有 Q (热量)= W 。电热器和白炽灯属于上述情况。
在串联电路中,因为通过导体的电流相等,通电时间也相等,根据焦耳定律,可知导体产生的热量与电阻成正比。
在并联电路中,导体两端的电压相等,通电时间也相等,根据焦耳定律,可知电流通过导体产生的热量与导体的电阻成反比。
利用电流的热效应来加热的设备称为电热器,如电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见的电热器。电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。