定义:物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷量来表示电流。每秒内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大(强)。
公式:电流用符号“I”表示,若“Q”表示电荷量, “t”表示时间,则
,公式中三个量的单位分别为安(A)、库(C)、秒(s)。
方向:
电路中的电流总是沿着电源正极→用电器→电源负极→电源正极的方向流动。
常见用电器的电流大小:
计算器中电源的电流 |
约100μA |
半导体收音机中电源的电流 |
约50mA |
手电筒中的电流 |
约200mA |
房间灯泡中的电流 |
约0.2A |
家用电冰箱的电流 |
约1A |
家用空调器的电流 |
约5A |
雷电电流 |
可达2×105A |
电流的三大效应:
1.电流的热效应:电流通过导体时,电能转化成内能,这种现象叫电流的热效应。例如:电流通过灯泡内的钨丝,钨丝会发热,温度高达2500℃,呈白炽状态而发光。
2.电流的磁效应:电流通过导体时,在导体周围产生磁场。例如:电流通过螺线管时周围出现的磁场与条形磁铁周围的磁场分布相似。
3.电流的化学效应:电流通过酸、碱、盐的水溶液时会发生化学反应。例如:电解、电镀就是利用了电流的化学效应。通过导体的电流越大,各种效应就越明显,因此我们可以利用各种电流效应的程度来判断电流的大小。
电流对人体的作用特征:
电流I/mA |
作用特征 |
50—60Hz交变电流 |
恒定电流 |
0.6~1.5 |
开始有感觉——手轻微颤抖 |
无感觉 |
2~3 |
手指强烈颤抖 |
无感觉 |
5~7 |
手部痉挛 |
感觉痒和热 |
8~10 |
手已难于摆脱电极,但还能摆脱,手指尖到手腕剧痛 |
热感觉增强 |
20~25 |
手迅速麻痹,不能摆脱电极,剧痛,呼吸困难 |
热感觉大大增强,手部肌肉不强烈收缩 |
50~80 |
呼吸麻痹,心房开始震颤 |
强烈的热感觉,手部肌肉收缩、痉挛,呼吸困难 |
90~100 |
呼吸麻痹,延续3s就会造成心脏麻痹 |
呼吸麻痹 |
300以上 |
作用0.1s以上时,呼吸和心脏麻痹,机体组织遭到电流的热破坏 |
|
电压:
使电路中的自由电荷定向移动形成电流。
额定电压:就是用电器正常工作时的电压。
常见的电压值:
电视信号在天线上感应的电压 |
约0.1mV |
维持人体生物电流的电压 |
约1mV |
干电池两极间的电压 |
1.5V |
电子手表用的氧化银电池两极间的电压 |
1.5V |
铅蓄电池两极间的电压 |
2V |
手持移动电话的电池两极间的电压 |
3.6V |
对人体安全的电压 |
不高于36V |
家庭电路的电压 |
220V |
动力设备的工作电压 |
380V |
无轨电车电源的电压 |
550——600V |
电视机显像管的工作电压 |
10kV以上 |
发生闪电的云层之间的电压 |
可达103kV |
常见电压值的划分:
(1)不高于36V的电压为安全电压.
(2)1000V以下的电压叫低压。
(3)1000V以上的电压叫高压。
额定电压: 额定电压是电器长时间工作时所适用的最佳电压。高了容易烧坏,低了不正常工作(灯泡发光不正常,电机不正常运转)。此时电器中的元器件都工作在最佳状态,只有工作在最佳状态时,电器的性能才比较稳定,这样电器的寿命才得以延长。
电压、电阻知识梳理:
电阻:1. 概念:导体对电流的阻碍作用叫做电阻,不同导体的导电能力不同,阻碍作用越大,导电能力越弱,电阻越大。
2. 导体的电阻用字母R表示,电路中的符号用
表示。
常见用电器正常工作时的电阻:
常见用电器 |
电阻R/Ω |
白炽灯(15w) |
3227 |
白炽灯(60w) |
807 |
电熨斗(600W) |
80.7 |
电烤箱(900W) |
54 |
电炉(1000W) |
48.4 |
电阻率: 材料在长为1m,横截面积为1mm
2,温度为20℃ 时的电阻值称为这种材料的电阻率。不同材料有不同的电阻率,电阻率是物质本身的一种特性,即是说在温度、长度、横截面积都相同的情况下,用不同材料制成的导体有不同的电阻。忽略温度的影响,求物体的电阻我们常用
计算,由此易知,电阻率、长度和横截面积对导体电阻大小的影响。
电阻的分类:
电阻分为定值电阻和可变电阻(阻值可调)。
(1)定值电阻简称为电阻,与之对应的是电阻器,元件符号是
;
(2)可变电阻,阻值大小可以调节,与之对应的是变阻器,元件符号是
。
变阻器一般分为滑动变阻器、变阻箱和电位器三种,最常见的是滑动变阻器,学生实验中常采用滑动变阻器。
电功率:
1. 定义:
电流单位时间内所做的功叫做电功率,表示电流做功的快慢。
2. 单位:国际单位:瓦(W),常用单位千瓦(kW),1kW=1000W
额定功率:
1. 定义:额定功率是指用电器正常工作时的功率。它的值为用电器的额定电压乘以额定电流。若用电器的实际功率大于额定功率,则用电器可能会损坏;若实际功率小于额定功率,则用电器可能无法运行。
额定功率和实际功率:
知识点 |
内容 |
额定功率 |
用电器正常工作时的电压,即用电器上标明的电压值就是额定电压;用电器在额定电压下正常工作时的功率,即用电器上标明的功率就是额定功率 |
实际功率 |
用电器实际工作时的电压叫实际电压,它可能与额定电压相等,也可能比额定电压大或者小;用电器在实际电压下的功率叫做实际功率,它可能与额定功率相等,也可能比额定功率大或者小 |
灯泡亮暗的比较 |
若灯泡都能正常发光,则额定功率大的比较亮,因为灯泡在各自的额定电压下工作时,实际功率等于额定功率。额定功率大的灯泡,实际功率就大,灯泡就亮 |
若灯泡串联且不能正常发光,电阻大的灯泡较亮。因为灯泡越亮,它的实际功率就越大,在串联电路中,由于各处电流相等,根据P=I2R 知灯泡的电阻越大,灯泡的实际功率越大 |
若灯泡是并联的且不能正常发光,电阻小的灯泡较亮。在并联电路中,由于各支路两端的电 压相等,根据P=,灯泡的电阻越小,灯泡的 实际功率就越大,灯泡就越亮 |
补充:实际生活中的照明电路是并联电路,如果并联的用电器越多,并联部分的总电阻就越小,在总电压不变的条件下,电路中的总电流就越大,因此输电线上的电压降就越大,这样,分给用电器的电压就越小,每个用电器消耗的功率也就越小。所以灯开的少时比灯开的多时要亮些。晚上七八点钟,大家都用电灯照明,所以电灯发的光就比深夜时的暗。
灯丝通常在开灯瞬间被烧断的原因: 导体的电阻随温度的变化而变化,金属导体的电阻随温度的升高而增大,一般金属导体温度变化几摄氏度或几十摄氏度,电阻变化不过百分之几,可忽略不计,但电灯的灯丝(钨丝)不发光时(温度几十摄氏度),电阻较小,正常发光时灯丝的温度较高,达 2000℃左右,电阻值就要增大许多倍。在刚接通电路的瞬间,灯丝的温度还没有升高,由于电阻还很小,通过灯丝的电流要比正常发光时大得多,根据P=U
2/R,这时实际功率最大,远远超过正常工作时的功率,所以通常灯丝容易在开灯时的瞬间烧断。