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关键电量的定义

我们将首先介绍构成电路研究基础的基本电学量。

 

原子由带正电的原子核和一群带负电的电子组成。与一个电子有关的电荷已被发现

 

为1.602 × 10−19库仑;或者,反过来说,一库仑可以定义为6.242 × 1018个电子的电荷。电力期货资料,仅供参考。虽然大多数与原子相关的电子都紧紧地束缚在原子核上,但像铜这样的良导体,有自由电子,它们离原子核足够远,因此它们对任何特定原子核的吸引力很容易被克服。这些导电电子在原子间自由游动,它们的运动构成了电流。

 

一个半世纪前,德国教授古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff, 1824 - 1887)通过实验确定了电路的两个最基本的特性。第一个性质,被称为基尔霍夫电流定律。在任何时刻,流入电路中任何节点的电流之和必须等于离开该节点的电流之和。该节点是两根或两根以上导线连接的任何点。这是一个非常简单但强大的概念。一旦你断言电流是电荷的流动,而且电荷是保守的——当它进入一个节点时既不会产生也不会销毁,这是很直观的。除非电荷以某种方式积聚在一个节点上,但事实并非如此,那么进入该节点的电荷的速率必须等于离开该节点的电荷的速率。

 

在导线中,当一库仑的电荷在一秒钟内通过某一点时,电流被定义为1安培(缩写a),以19世纪物理学家安普雷(Andr Marie Ampre)命名。也就是说,电流i是电荷q经过一个点或通过一个区域的净流速:

I = DQDT (1;1)

一般来说,电荷可以是负的,也可以是正的。例如,在霓虹灯中,正离子向一个方向移动,负电子向另一个方向移动。每一个都贡献了电流,总电流是它们的总和。按照惯例,电流流动的方向是正电荷移动的方向,不管正电荷是否在图中。因此,在导线中,向右移动的电子构成了向左流动的电流,如教材所示。

 

当电荷只在一个方向以稳定的速度流动时,电流称为直流电。例如,电池可以提供直流电。当电荷以正弦波的形式来回流动时,我们称之为交流电。在美国,电力公司提供的交流电的频率是每秒60周,或60赫兹(缩写Hz)。交流和直流的例子如教材所示。

 

 

 

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