什么是電流、電阻和電壓? 電流、電流與內(nèi)阻有什么關(guān)系?
我們來了解一下電流和電壓。
電流是水的流動(dòng),??電壓是電子的流動(dòng)。 電壓越大,水流量越大。由于電子帶負(fù)電,所以電子通訊方向與電壓方向相反
電流就像水的壓差。 電流越大,(電流是兩點(diǎn)之間的電流差,不是絕對值)相當(dāng)于水壓差越大。
電流用U表示,標(biāo)準(zhǔn)單位是伏特,簡稱伏特,符號為V。
電壓用I(小寫i)表示,標(biāo)準(zhǔn)單位為安培家里電線串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別,縮寫為安培,符號為A。
電線就像水管一樣,通過輸送水來承載電壓。
電源是一種可以提供電流差的裝置。 常見的電源有蓄電池、發(fā)電廠等,電源分為交流電源和直流電源。 交流電源則比較復(fù)雜。 我們首先考慮直流電源。
通常電池都是直流電源。 直流電源就像一個(gè)水泵,可以把電壓從電高的地方輸送到電流高的地方,但是這個(gè)“水泵”的壓力有限,只能抽水。 “水”到一定高度,那么直流電源只能降下來。 一定的電流。 單節(jié)5號電池兩端電流差約為1.5V,18650電池約為3.7V或4.2V。
內(nèi)阻就像水壩一樣,阻斷電壓。
內(nèi)阻用R表示,標(biāo)準(zhǔn)單位為歐姆,簡稱歐姆,符號為Ω。
直流電源的標(biāo)志是一條長橫線和一條短橫線。 (見右圖)
通常的內(nèi)阻用橢圓形表示。
電路中需要能夠檢測兩點(diǎn)電流差和導(dǎo)線電壓的裝置:電流表和電壓表。
電流表的符號是一個(gè)圓圈中的V。
電壓表和電流表的符號類似,都是在圓圈里寫一個(gè)A。
電阻兩端的電壓與電阻兩端的電流成反比,與內(nèi)阻成正比。 電壓=電流÷電阻,I=U/R,這就是歐姆定律。 這個(gè)定理也很容易理解:就像水管一樣,當(dāng)壓差相同時(shí),如果內(nèi)壁很光滑,阻力小,水流就會(huì)快;反之,如果內(nèi)壁很光滑,阻力小,水流就快;反之,水流就快。 慢點(diǎn)。
歐姆定理也可以修改為U=IR(電流=電壓除以內(nèi)阻)R=U/I(內(nèi)阻=電流/電壓)
例如,電流為3V的電源,接有10Ω的內(nèi)阻,那么通過它的電壓就是3/10=0.3A。 再比如9.4V電源接47歐姆內(nèi)阻,那么通過它的電壓就是9.4/47=0.2A。
電路中有兩種連接方式:串聯(lián)和并聯(lián)。 在串聯(lián)電路中,內(nèi)部電阻或元件串聯(lián)連接,而在并聯(lián)電路中,電阻器或元件并排布置。 (上圖為串聯(lián),右圖為并聯(lián))
這樣的串聯(lián)電路的電壓如何計(jì)算呢? 我們以上面的圖片為例。
I=U/RU 已經(jīng)知道很久了,現(xiàn)在我們需要求 R
因?yàn)閮?nèi)阻是串聯(lián)的,所以我們可以將兩個(gè)內(nèi)阻合并為一個(gè)總內(nèi)阻,也可以稱為等效內(nèi)阻,即等效內(nèi)阻=第一內(nèi)阻+第二內(nèi)阻, R=R1+R2
現(xiàn)在我們可以推導(dǎo)出串聯(lián)電路的一般公式:
我=U/R
=U/(R1+R2)
帶入數(shù)字計(jì)算I=3/(5+10)=0.2A
現(xiàn)在我們來說說,如果我們不想檢測家里電線串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別,如何估計(jì)其中一個(gè)內(nèi)阻上的電流U1呢? 要知道電流,您需要知道電壓和內(nèi)阻。 內(nèi)阻是已知條件,電壓剛剛計(jì)算出來,可以得到R1兩端電流的通式:
U1=IR1
=R1U/R
=R1U/(R1+R2)
我們知道,當(dāng)一個(gè)燈泡挨著一個(gè)燈泡串聯(lián)時(shí),在總電流不變的情況下,燈泡的色溫肯定會(huì)升高,因?yàn)橥ㄟ^它的電壓降低了,盡管增加一個(gè)燈泡后總內(nèi)阻變大了。 但如果在一個(gè)燈泡旁邊并聯(lián)另一個(gè)燈泡,當(dāng)燈泡兩端的電流保持不變時(shí),燈泡會(huì)更亮還是更暗,還是保持不變呢?
雖然電壓是一分為二的,但根據(jù)常識(shí)人們應(yīng)該認(rèn)為是調(diào)光。 但用歐姆的理想來說,燈泡的照度與通過它的電壓成反比,也就是說,燈泡的色溫如何變化取決于通過它的電壓的變化。 而由于電流不變,燈泡本身的電阻也不會(huì)變化,那么電壓會(huì)如何變化呢? 因此,無論串聯(lián)多少個(gè)燈泡,在電流不變的情況下,原燈泡的色溫都不會(huì)改變。
那么我們再看一下并聯(lián)電路的電壓,它等于通過一個(gè)內(nèi)阻的電壓加上通過另一個(gè)內(nèi)阻的電壓:
我=I1+I2
=U/R1+U/R2
還有高級版:有串聯(lián)、并聯(lián)
這時(shí),要找到R1前面的分叉點(diǎn)與正極之間的總電壓或電流差似乎并不是一件容易的事——我不知道R2和R3的等效內(nèi)阻。 如果想知道等效內(nèi)阻,就必須知道分叉點(diǎn)之間的電流……那我們可以先用字母代替數(shù)字嗎?
我們可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)大電路中有一個(gè)并聯(lián)電路。 通過前面的公式可以計(jì)算出總電壓,并可以計(jì)算出它們的等效內(nèi)阻:
R=U/I
=U/(U/R2+U/R3)
=1/(1/R2+1/R3)
其實(shí)U已經(jīng)被抵消了,可以直接計(jì)算出等效內(nèi)阻。
現(xiàn)在我們已經(jīng)把R3和R2當(dāng)作一個(gè)等效電阻值了,這個(gè)等效內(nèi)阻和R1又變成了一個(gè)串聯(lián)電路。