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三、電

(一)電的生成與利用

電是一種自然現象,是一種能量。

電流:帶電粒子的移動,通常以安培為度量單位,符號為A,1安培=1000毫安(mA),1毫安=1000微安(μA)。

電流形成的原因:因為有電壓(電勢差)的存在,所以產生了電力場強,使電路中的自由電荷受到電場力的作用而產生定向移動,從而形成了電路中的電流。

通常情況下2000mV以上才能被感覺;36V以上的電壓即可對人體構成危害。

交流電在家庭電路中有著廣泛的使用,有220V的電壓,屬于危險電壓。

直流電則一般被廣泛使用于手機等電池之中,如普通電池(1.5V)、鋰電池、蓄電池等。

電路,指電流(I)流過的回路,又稱導電回路。一般由電源(V)、負載(R)、導線(電線)、開關(K)等元器件組成。電流I的大小計算公式:I=U/R

通路:電路導通叫做通路。只有通路,電路中才有電流通過。

斷路:電路某一處斷開叫做斷路或者開路。

短路:情形一——電路中電源正負極間沒有負載而是直接接通,這種情況是決不允許的,因為電源的短路會導致電源、用電器、電流表被燒壞。情形二——某個元件的兩端直接接通,此時電流從直接接通處流經而不會經過該元件,這種情況叫做該元件短路。

富蘭克林通過1752年著名的風箏實驗“捕捉天電”,證明天空的閃電和地面上的電是一回事——被雨水濕透了的風箏的金屬線變成了導體,把空中閃電的電荷引到手指與鑰匙之間——后富蘭克林制造出了世界上第一個避雷針。

1799年,意大利科學家伏特以含食鹽水的濕抹布,夾在銀和鋅的圓形板中間,堆積成圓柱狀,制造出世界上最早的電池——伏特電池。

奧斯特發現如果電路中有電流通過,它附近的普通羅盤的磁針就會發生偏移。法拉第從中得到啟發,認為假如磁鐵固定,線圈就可能會運動。1821年,法拉第成功地發明了一種簡單的裝置:在裝置內,只要有電流通過線路,線路就會繞著一塊磁鐵不停地轉動。法拉第發明的是第一臺電動機。

1831年,法拉第制出了世界上第一臺發電機:一塊磁鐵穿過一個閉合線路時,線路內就會有電流產生,這個效應叫電磁感應。【電磁感應定律是法拉第的偉大貢獻】

1866年,德國人西門子(Siemens)制成世界上第一臺工業用發電機。

(二)電的傳播

導體,是善于導電的物體,即是能夠讓電流通過的材料;不善于導電的物體叫絕緣體。(并不是能導電的物體叫導體,不能導電的物體叫絕緣體,這是一般人常犯的錯誤)

導體依其導電性還能夠細分為超導體、導體、半導體。在科學及工程領域常用利用歐姆來定義某一材料的導電程度。

電流I大小計算公式為I=U/R,電功率的計算公式為P=IU,為減小電能在傳輸過程中的損耗,又要確保總功率不變時,就需要降低電阻“R”或提高電壓“U”。

幾種導體材料在20攝氏度時的電阻率:銀1.6×10-8;銅1.7×10-8;鋁2.9×10-8——銅的性價比最好,所以一般電線采用銅線。

超導,是指某些物質在一定溫度條件下(一般為較低溫度)電阻降為零的性質。低于某一溫度出現超導電性的物質稱為超導體。

電力系統中1000kV及以上的交流電壓等級為特高壓供電,通常只作大電力長距離輸電線之用,因為可以減少輸電過程中的能量散失。

如小鳥兩只腳站在同一條電線上面,則其兩腳的電壓相等(沒有電位差)——小鳥站在1萬伏特的高壓電線上,小鳥的左腳是1萬伏特,右腳也是1萬伏特,所以1萬伏特-1萬伏特=0伏特,電壓是0伏特,電流當然也是0安培→不會觸電。

如一只大鳥一只腳碰到了地線,另一只碰到了火線→觸電(220V-0V=220V)。

【例題】(安徽2012年)

下列國際單位制對應不正確的一組是()。

A.功率——瓦特

B.電流——伏特

C.電阻——歐姆

D.頻率——赫茲

【參考解析】B。電流的國際單位是安培。

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