電路基礎還記得嗎?電荷來自哪裡?什麼是電壓、電流、直流、交流

2021-02-15 探索科學

電荷

電路中最基本的物理量就是電荷,電荷的概念是解釋種電現象的基礎,即「帶電的粒子」稱為電荷。電荷分正電荷、負電荷;帶正電的粒子叫正電荷,帶負電的粒子叫負電荷。

由基礎物理學可知,所有的物質都是由原子構成,原子由電子、質子和中子組成。電子帶的電荷e是負的,其電荷量為1.602乘以10的負19次方,質子帶與電子相同電荷量的正電荷。

電荷是構成物質的原子的一種電氣特性,單位是庫侖(C)。

根據電荷守恆定律:電荷即不能創造,也不能消失,只能遷移。因此,一個系統中電荷量的代數之和是不變的。

電流

電荷的唯一特徵是其可移動性,電荷可以從一個位置遷移到另一個位置,從而轉換為另一種能量形。電荷的運動產生了電流,正電荷向一個方向運動,而負電荷則向相反方向運動。實際情況電流是由帶負電荷的電子運動而產生的,但習慣上,我們通常把正電荷運動的方向作為電流流動的方向。

電流是指電荷的時間變化率,單位為安培(A)。

1安培=1庫侖/秒

1庫侖的電荷量包含6.24乘以10的18次方個電子。

直流電

直流電是指方向始終固定不變的電壓或電流。直流電的方向總是由電源正極流向電源負極。

直流電分穩定直流電和脈動直流電

穩定直流電是指方向固定不變並且大小也不變的直流電。

脈動直流電是指方向固定不變,但大小隨時間變化的直流電。

交流電

交流電是指方向和大小都隨著時間作周其性化變的電壓或電流。

周期和頻率是交流電最常見的兩個概念。交流電重複變化一次所需要的時間叫作周期,周期用「T」表示,單位是秒(S)。交流電每秒重複變化的次數叫作頻率,。頻率用「f」表示,單位是赫茲(Hz)

公式為:1/T=f

例如:交流電的周期T=0.02秒,依上述公式,它的頻率是1/0.02=50Hz,說明在1秒內交流電能重複變化50次。

電壓

電壓,即電位差,是指使得單位電荷通過某個元件所需的能量,單位是伏特(V)。

要使導體內的電子向某個方向運動,就需要功或能量的轉換,即需要外接電動勢的推動,電動勢即電壓。

需要記住的是,電流總是流經某個元件,而電壓總是跨接在某個元件兩端或兩點之間。

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