為使事情簡單一點(一旦進入大學物理,這將被擴展),電荷是電子堆積,或者是缺乏電子的地方。電子帶負電荷,質子帶正電荷。正常原子具有與質子相同的電子數量,因此沒有淨電荷。
在某些原子上,外面的幾個電子有些“鬆散”。當您將一大堆這些原子彼此相鄰時,例如銅線中的銅原子,這些鬆散的電子會在相鄰原子之間跳來跳去。但是,如果它們跳得太遠,則會在它們離開的位置留下正電荷(因為負的電荷消失了),而在它們所在的位置留下負電荷。電荷的這種不平衡會產生一個電場 i>,您可以將其視為推動和拉動電子的力場。電子被拉向正電荷,而被負電荷推開。因此,該電場不會讓電子移出一個位置並在幾個原子的空間內堆積在另一個位置。
電壓源(如電池)就是產生電場的東西。如果將電池的相對兩端連接到該銅線的兩端,其中所有電子都有一定的移動性,則平均而言,您可以使所有電子從線的負電壓端移動到正電壓端。為了保持維持施加到導線上的電場,電池隨後將流過導線+端的電子泵回到導線的-端,在此電子再次在銅原子之間跳躍並再次到達+端。
電子的質量運動稱為電流 i>,它是電荷的流動。這就像河流中的大量小水分子在流動一樣。由於一個電子的電荷非常小,在我們的人類規模上很少使用,因此我們使用稱為 Coulomb i>的電荷單位。但是,庫侖只是經過校準的一堆電荷。實際上,它的電子電荷價值約為6.24 x 10 18 sup>。實際上,因為我們任意確定電子帶有負電荷,所以它是-6.24 x 10 18 sup>個電子。
再次為了使數字範圍保持在人類規模上更好,我們以安培 i>,即每秒產生一庫侖電荷。因此,如果一根導線從左到右流過1安培(有時是“ Amp”或官方縮寫“ A”),則實際上每秒有6,240,000,000,000,000,000個電子從該導線的任何一點流過從右到左。 >
現在您已經有了一個基本概念,即電荷和電流是什麼,請忘記帶負電荷移動的電子。其餘電子產品全部建立在Amp和庫侖上。從現在開始,將其視為電流和電荷的概念單位。這些發生(通常)基於實際的負電荷這一事實是無關緊要的,只會引起混亂。
因此,現在讓我們回到在電線中引起電流的電池。電池實際上只是一個充電泵。換句話說,它可以產生電流。但是,這裡還有一個指標很重要,那就是電池可以推動的力度。一個電池可能比另一個電池更能推動充電,就像一個水泵可以產生比另一個更高的壓力一樣。正是這種壓力使使電荷移動的電場即電流。該電壓以伏特 i>為單位進行測量。電池可以產生的伏特越多,通過相同的電阻 i>可以流過的電流就越大。就像高壓水泵可以通過相同尺寸的噴嘴使更多的水流一樣。
那麼我們如何關聯電壓,電流和電阻?您可能會看到更多的電壓(壓力)使更多的電流(流),但是更大的電阻(更小的噴嘴)使更少的流。用數學來表示:
電流=電壓/電阻
通過重新排列此方程式,這也為我們提供了電阻的定義:
電阻=電壓/電流
電阻的概念在電子產品中出現很多,因此我們有一個專門用於測量電阻的單位,稱為歐姆 i>。實際上,歐姆的定義為:
歐姆=伏特/安培
我們對這三個量都使用了簡短的縮寫,因為幾乎所有電子產品都基於它們。伏特縮寫為“ V”,安培縮寫為“ A”,歐姆用希臘字母“Ω”表示。
將電阻,電壓和電流相關聯的等式是電子產品的基石,並且在第一個提出這個想法的人之後被稱為歐姆定律 i>。
讓我們回到我展示的歐姆定律的第一種形式,它告訴我們我們得到多少電流:
物理量:電流=電壓/電阻
常用單位:安培=伏/歐姆,或A = V /Ω
已經考慮了很多。嘗試進一步解決此問題之前,請先確定思路。在這裡提出問題,因為您需要了解這一點。一旦掌握了這一點,我們就可以介紹各種很酷的東西。