(一)、電
1、定義:電是物質運動的一種形式。它是物質內所含的電子等載流子運動時的一種能量表現形式。從實質上講,電是一種能量,也常稱作電能。
2、電的作用:
電的熱效應: 電在人們的生產和生活中獲得了極其廣泛的應用,如通
電后可以使燈光和電爐發熱;
電的動力效應:可以使電動機轉動;
電的化學效應:可以進行電解(稱);
電的磁效應: 電磁鐵會產生強的吸引力等。
可見電具有許多功能,它可以轉化為其他多種形式的能量。正是由于電具有如此巨大的做功本領和能力,所以通常把電功率表示的電能成為電力。
(二)、電的類型
根據自由電子在傳導物體內是否移動,其方向是否隨時間而改變及如何改變等特性,可將電大概劃分為如下幾種類型。
靜電:是由于受摩擦力的作用,兩種相關物體發生了自由電子的得失而產生的,由于它不能在帶電物體內流動,故稱為靜電。靜電會產生危害:例如運油車行駛時,燃油與油罐摩擦、撞擊產生大量靜電,會引起爆炸。防止靜電常用方法有①接地②增加空氣濕度等。
動電:是使電能按照人們的意愿,在規定的通路內“流動”的一種電,故稱為動電。
直流電:電流方向不隨時間改變的電稱為直流電。
恒穩直流電:電流方向和大小均與時間無關,始終保持不變的叫恒穩直流電。
脈沖直流電:電流方向不變而大小隨時間發生規律性變化的叫脈沖直流電。
交流電:電流的方向隨時間發生周期性交替變化的叫交流電。
(三)、電壓等級
我國執行的供電電壓等級分為:0.22/0.4kV、6 kV、10 kV、35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV 。
(四)、電荷、電位、電流、電壓和電動勢概念
1、電荷
電荷定義:電荷是帶電的物質基本微粒。
電子是它的最小單位,一個電子所帶的電荷為1.6×10-19C(庫侖)。
電荷單位: C(庫侖)
電荷是客觀存在的一種物質,既不能創造也不能消滅。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
2、電路中電位的概念:
在分析電路時,常常要用到電位這個概念(與物理學中電勢的概念相同),
實際上所說某一點的電位,是指該點相對與電位參考點而言的電位差。通常,多是選擇大地作為零電位點。
參考點在電路圖中應標上“接地”符號“ ”,含義為電位等于0V (0伏特)。
電位的單位都是V(伏特)、kV(千伏)或mV(毫伏)等。
3、電流基本物理量
電流
概念:電荷有規則的定向運動
大小:單位時間通過導體橫截 面的電荷量
方向:正電荷移動的方向
單位:安培(A) 毫安(mA) 微安(μA)
4、電壓
概念:電荷在導體中作定向運動時,一定要受到力的作用。如果這個力源是電場,則電荷運動就要消耗電場能量,或者說電場力對電荷作了功。為衡量電場力對電荷作功的能力,引入一新的物理量——電壓。
大小:a、b兩點間電壓 Uab 在數值上等于電場力把單位正電荷從a點移到b點所作的功。也就是單位正電荷在移動過程中所失去的電能。
方向:正電荷在電場的作用下,從高電位向低電位移動。規定這時正電荷的的移動方向為電壓的正方向。
在分析電路之前,可以任意選擇某一方向為電壓的參考方向。當實際電壓方向與參考方向一致時,電壓值為正,反之為負。
單位:伏特(V) 千伏(kV) 毫伏(mV)
關聯方向 :
當a、b兩點間所選擇的電壓參考方向由a指向b時,也選擇電流的參考方向經電路由由a指向b,這種參考方向的定義方式成為關聯方向。
上圖為關聯方向定義的電壓和電流。
5、電動勢:
正電荷從高電位a向低電位b移動,a端的正電荷逐漸減少會使其電位逐漸降低。
為維持導體中的電流能夠連續不斷地流過,且應使得導體a、b兩端的電壓不致喪失,就要將b端的正電荷移至a端。但電場力的作用方向恰好與此相反,因此就必須要有另一種力去克服電場力而使b端的正電荷移至a端。電源中必須具有這種力——電源力,我們把這種衡量電源力做功大小的物理量叫做電源電動勢。
大小:電源電動勢Eab的數值等于電源力把單位正電荷從電源的低電位b端經電源內部移到電源高電位b端所作的功,也就是單位正電荷從電源低電位端移到高電位端多獲得得能量。
方向:電動勢的實際方向是由電源低電位端指向電源高電位端。
單位:電動勢與電壓的單位相同為伏特(V)。
標量性:電動勢與電壓和電流都是標量。
五)、導體和絕緣體
1、電阻與電阻率
物體對電流通過時所呈現的阻力叫電阻。電阻率是指長度為1m、均勻截面積為1mm2物體所具有的電阻值。電阻(R)的單位:國際單位:歐姆(Ω);常用的單位有:兆歐(MΩ)、千歐(kΩ)。 1兆歐=103千歐; 1千歐=103歐。
在溫度不變時,一定材料的導體的電阻跟它的長度成正比,跟它的截面積成反比,這個規律叫做電阻定律。公式R=ρL/S ρ:電阻率;L電阻長度;S電阻截面積。
2、導體
凡電阻率在10-6-10-8Ω·m范圍內,因含有大量能夠在電場力作用下自由移動的帶電粒子,故能很好的傳導電流的物體,常稱作導體,如各種金屬、碳棒等。
3、絕緣體
若電阻率在108-1020Ω·m范圍內,導電性能很差,可以認為在一般溫度下幾乎不導電的物體,叫做絕緣體或電介質,如空氣、膠體等。電阻率的大小與材料的溫度有關。對金屬材料而言,其電阻率隨溫度的升高而增大;對絕緣體和半導體而言,其電阻率隨溫度的升高而減小。平均溫度系數,當導體溫度變化1℃時,導體電阻變化的數值與原來電阻數值的比值 。