第九讲、恒定电流
一、基本概念
1.电流:通过导体横截面的电荷量跟所用时间的比值叫电流,表达式。
电流的单位:安培(A),1A=1C/s,常用单位还有毫安(mA)、微安(μA),1A=103mA=106μA。在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位之一。
电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在金属导体中,电流方向与电子定向移动的方向相反。但电流是标量,电流的方向表示的是电流的流向,电流的叠加是求代数和,而不是矢量和。电流的微观表达式:。
形成电流的条件:电荷的定向移动形成电流,条件是导体两端存在电势差
恒定电流:大小与方向都不随时间变化的电流。
2、电阻:反映导体对电流阻碍作用的大小。表达式R=U/R .单位:欧姆,符号是Ω。其物理意义是:某段导体加上1V电压时,导体中的电流为1A,则导体电阻为1Ω。
3、电动势
物理意义:反映电源把其它形式的能量转化为电能本领的大小。表达式:E=W/q ,它等于电源没接入电路时的路端电压。单位:伏特(V)
二、基本规律
1、电阻定律:
同种材料的导体,其电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比。公式:。对于一确定的导体,其电阻与加在它两端的电压无关,只与导体的自身有关。
电阻率ρ的意义:电阻率ρ跟导体的材料有关,是反映材料导电性能好坏的物理量。在数值上等于用该材料制成的1m长、截面积为的导体电阻值。材料的电阻率越小,说明其导电性能越好。电阻率的单位:欧姆米,简称欧米,符号是Ω/m。电阻率与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大,利用这一特性可以制成电阻温度计,但有的合金电阻率几乎不受温度的影响,可以制成标准电阻。半导体材料的电阻率随温度的升高反而降低。
2、欧姆定律的内容:
(1)、部分电路的欧姆定律:导体中的电流I 跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。I=U/R
欧姆定律的适用范围:金属导电和电解液导电,对气体导电不适用。
(2)、闭合电路的欧姆定律:闭合电路里的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。公式:。
(3)闭合电路的组成:①内电路:电源内部的电路,其电阻称为内电阻,内电阻所降落的电压称为内电压;②外电路:电源外部的电路,其两端电压称为外电压或路端电压;③内、外电压的关系:E=U内+U外
(4)、导体的伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图1所示。图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示电阻,即