稳恒电流
1. 电流
(1)定义:电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极)。
2. 电流强度
(1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,I=q/t
(2)在国际单位制中电流的单位是安。1mA=10-3A,1μA=10-6A
(3)电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,q应为正负离子的电荷量和。
3. 电阻
(1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻。
(2)定义式:R=U/I,单位:Ω
(3)电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关。
4. 电阻定律
(1)内容:在温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。
(2)公式:R=ρL/S
(3)适用条件:①粗细均匀的导线;②浓度均匀的电解液。
5. 电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用。
(1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属);有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体);有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜和康铜)。
(2)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的增加而减小,这种材料称为半导体。
半导体有热敏特性,光敏特性,掺入微量杂质特性。
(3)超导现象:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象。
处于这种状态的物体叫超导体。
6. 电功和电热
(1)电功和电功率
电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能。
电功:W=qU=UIt,这是计算电功普遍适用的公式。
电功率:单位时间内电流做的功,P=W/t=UI,这是计算电功率普遍适用的公式。
(2)焦耳定律:Q=I 2 Rt,式中Q表示电流通过导体产生的热量,单位是J。
焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非纯电阻电路都是适用的。
(3)电功和电热的关系
①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能,电功和电热是相等的, W=Q,UIt=I2Rt,U=IR(欧姆定律成立);
②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能,另一部分转化为其他形式能。
W>Q,UIt>I 2 Rt,U>IR(欧姆定律不成立)。
6. 串并联电路
电路 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系 R串=R1 R2 R3 …… 1/R并=1/R1 1/R2 1/R3 ……
电流关系 I总=I1=I2=I3=…… I并=I1 I2 I3 ……
电压关系 U总=U1 U2 U3 …… U总=U1=U2=U3=……
功率分配 P总=P1 P2 P3 …… P总=P1 P2 P3 ……
7. 电动势
(1)物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量。
例如一节干电池的电动势E=15V,其物理意义:电路闭合后,电流流过电源,每通过1C的电荷,干电池就把15J的化学能转化为电能。
(2)大小:等于电路中通过1C电荷量时电源所提供的电能的数值,等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E=U 外 U 内。