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電流強度

電流強度( current intensity )的定義:物理學中電流的大小用電流強度表示,電流強度的定義是單位時間內通過導體橫截面電荷量的多少。電流定義式:I=Q/t 國際上通常用字母I表示電流強度,Q表示通過導體橫截面的電荷量,t表示通電時間。它的單位是安培A。[1]

中文名稱:電流

外文名稱:electricity

應用學科:物理學

符號:I

表達式:I=Q/t

單位:安培(A)

物理意義:單位時間內通過橫截面積電量的多少

電流的發現

在很多年前,「電」的現象就被古代的人們所發現。古希臘一個叫塞利斯的人有無意中發現,用毛皮去摩擦琥珀(一種天然寶石),這塊被摩擦過的琥珀就能吸引些像絨毛,麥稈等一些輕小的東西。那時候的人們無法解釋這種現象,只好說:琥珀中存在一種特殊神力。他們把這種特殊神力稱作「電」。因而,「電」這個詞就是從希臘文的「琥珀」這個詞演變而來的。

公元1600年,英國醫生吉爾伯特發現,用摩擦的方法不僅可以使琥珀吸引輕小物體,而且還可以使不少別的物體如玻璃棒、硫磺、瓷、松香等具有吸引輕小物體的性質。他把這種吸引力稱為「電力」。

1734年法國杜伐,做了一些用玻璃棒與絲綢摩擦,松香與毛皮摩擦的試驗,在這些試驗中,他發現有兩種不同性質的電。這就是人們通常所講的同性電相互排斥,異性電相互吸引的現象杜伐發現了這些現象,也作了最早的理論解釋。儘管這種解釋很粗淺,但這畢竟是人類第一次對電現象的分析。

富蘭克林時代的重大貢獻,就是發現了「電流」。對此他有獨到的見解。1747年,他在給朋友的一封信中提出關於電的「單流說」。他認為電是一種沒有重量的流體,存在於所有的物體之中。如果一個物體得到了比它正常的分量更多的電,它就被稱之為帶正電(或「陽電」):如果一個物體少於它正常份量的電,它就被稱之為帶負電(或「陰電」)。

富蘭克林對電學的另一重大貢獻,就是通過1752年著名「捕捉天電」的風箏實驗證明天空的閃電和地面上的電是一回事。當時,他用金屬絲把一個很大的風箏放到雲層里去。金屬絲的下端接了一段繩子,另外金屬絲上還掛了一串鑰匙。當時富蘭克林一手拉住繩子,用另一手輕輕觸及鑰匙。於是他立即感到一陣猛烈的衝擊(電擊),同時還看到手指和鑰匙之間產生了小火花。[2]

定義

電流強度是物理學中的七個基本量綱之一(另外6個分別為:長度m、時間s、質量kg、熱力學溫度K、 發光強度cd、物質的量mol)。

電流的大小用電流強度來表示。單位時間內通過導體橫截面的電荷量叫電流強度。通常用I代表電流,表達式I=Q/t(其中Q為電荷量,單位為庫倫;t為時間,單位為秒)。 [3]

單位

電流的國際單位制是安培。安培這個單位是為了紀念法國物理學家安培在電學研究中的巨大貢獻而命名的,簡稱「安」,符號為「A」。

安培是國際單位制中的一種基本單位。有的時候,電流很小,例如,手電筒中的電流只有1A的百分之幾或者十分之幾,這時,我們常常用比較小的電流單位毫安(mA)和微安來表示。一些常見的電流:電子手錶1.5-2μA ,白熾燈泡200mA,手機100mA ,空調5-10A,高壓電 200A,閃電20000~200000A。

1安培定義為:在真空中相距為1米的兩根無限長平行直導線,通以相等的恆定電流,當每米導線上所受作用力為2×10⁻⁷ N時,各導線上的電流為1A。

初級學習中1安培的定義:1秒內通過導體橫截面的電荷量為1C。

換算方法:

1KA=1000A 、1A=1000mA、1mA=1000μA、1μA=1000nA、1nA=1000pA、

測量方法

直流電流量

用直流電流表測量。[4]

1.連接方法:必須用串聯的方法,如果並聯會燒壞電流表

2.選擇量程:量程要合適,不能測量超出其量程的電流。

3.極性:測直流電路的電流時,電流必須從電流表的「+」接線柱流入。從副接線柱流出。

交流電流測量

鉗形電流表測量。[5]

鉗形電流表(簡稱鉗表),是集電流互感器與電流表於一身的儀表,其工作原理與電流互感器測電流是一樣的。鉗形表是 由電流互感器和電流表組合而成。電流互感器的鐵心在捏緊扳手時可以張開,被測電流所通過的導線可以不必切斷就可穿過鐵心張開的缺口,當放開扳手後鐵芯閉合。穿過鐵心的被測電路導線就成為電流互感器的一次線圈,其中通過電流便在二次線圈中感應出電流。從而使二次線圈相連接的電流表便有指示——測出被測線路的電流。

測量方法:

1、進行電流測量時,被測載流體的位置應放在鉗口中央,以免產生誤差。

2、測量前應估計被測電流的大小,選擇合適的量程,在不知道電流大小時,應選擇最大量程,再根據指針適當減小量程,但不能在測量時轉換量程。

3、為了使讀數準確,應保持鉗口乾淨無損,如有污垢時,應用汽油擦洗乾淨再進行測量。

4、在測量5A以下的電流時,為了測量準確,應該繞圈測量。

5、鉗形表不能測量裸導線電流,以防觸電短路

6、測量完後一定要將量程分檔旋鈕放到最大量程位置上。

電流強度和電流密度的關係

電流密度是指電流的密集程度,例如面積1平方毫米的導線通過了1安培的電流,它的電流密度就是1A/mm^2。

電流強度只是電流的大小與導線橫截面積無關,比如電流10安培,不管是10安培電流通過多粗的導線,它的電流強度都是10安培。

例如通過面積徑1平方毫米的導線有10安培的電流和通過10平方毫米的導線有10安培的電流,它們的電流強度是一樣的,都是10安培,但是電流密度不一樣,當然是1平方毫米的導線中電流密度大.對於某種材料製成的導線,一般都是說能夠承受多大的電流密度,而不是多大的電流強度。因為不同粗細的導線,能夠承受的電流強度是不同的,肯定是越粗的導線可以承受的電流強度越大。但是電流密度就不一樣了,無論導線粗細多少,它能承受的電流密度差別不大。

電流密度是一種度量,以向量的形式定義,其方向是單位面積相應截面的法向量,其大小是單位截面面積的電流。採用國際單位制,電流密度的單位是「安培/平方公尺」[6]

相關視頻

1、電流強度

2、電流的形成和方向

參考來源