物理電流電壓課件

演講人：日期：物理電流電壓課件contents目錄電壓基本概念與特性電流基本概念與特性歐姆定律及其應(yīng)用串聯(lián)并聯(lián)電路分析磁場(chǎng)對(duì)電流作用力介紹交流電基礎(chǔ)知識(shí)普及020103040506contentscontents01電流基本概念與特性電流定義及單位電流定義電磁學(xué)上把單位時(shí)間里通過(guò)導(dǎo)體任一橫截面的電量叫做電流強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱電流（Electriccurrent）。電流符號(hào)與單位電流單位命名電流符號(hào)為I，單位是安培（A），簡(jiǎn)稱“安”。安培來(lái)源于法國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家安德烈·瑪麗·安培的姓氏，他在電磁作用方面的研究成就卓著。電流方向電學(xué)上規(guī)定正電荷定向流動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?，工程中也以正電荷的定向流?dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?。電流大小表示電流的大小以單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)導(dǎo)體截面的電荷Q來(lái)表示其強(qiáng)弱，稱為電流強(qiáng)度。電流方向與大小表示電流產(chǎn)生條件導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下做有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)就形成了電流。電流分類(lèi)根據(jù)電流的形成和特性，可將其分為直流電流和交流電流等多種類(lèi)型。電流產(chǎn)生條件與分類(lèi)在金屬導(dǎo)體中，電流實(shí)際上是由電子的定向移動(dòng)形成的。電子電流電子帶負(fù)電，其定向移動(dòng)方向與電流方向相反。電子電流方向電子電流是現(xiàn)代電子技術(shù)和電工技術(shù)的基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電力系統(tǒng)中。電子電流的應(yīng)用電子電流概念引入01020302電壓基本概念與特性電壓（voltage）是衡量單位電荷在靜電場(chǎng)中由于電勢(shì)不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。電壓定義電壓的國(guó)際單位制為伏特（V，簡(jiǎn)稱伏），常用的單位還有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。電壓?jiǎn)挝浑妷憾x及單位電壓方向電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。電壓大小表示電壓在某點(diǎn)至另一點(diǎn)的大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)力作用從某點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做的功。電壓方向與大小表示電壓在電路中的作用電壓產(chǎn)生電流電壓是電路中產(chǎn)生持續(xù)電流的原因，是電流通過(guò)導(dǎo)體的推動(dòng)力。電壓越高，電流做功的能力越強(qiáng)，即功率越大。電壓影響功率電壓的大小和方向決定了電路的工作狀態(tài)，如通路、斷路和短路等。電壓決定電路狀態(tài)電壓與電位差關(guān)系電位差的應(yīng)用在電路分析中，電位差常用來(lái)描述電路中各點(diǎn)之間的電壓差，從而方便計(jì)算和分析電路的性能和參數(shù)。電壓與電位差電壓是電勢(shì)差的另一種說(shuō)法，兩者在本質(zhì)上相同，都描述了電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差異。03歐姆定律及其應(yīng)用適用范圍適用于純電阻電路，如金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電等。歐姆定律表述在同一電路中，通過(guò)某段導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律公式I=U/R，其中I表示電流，U表示電壓，R表示電阻。歐姆定律表述與公式在已知電壓和電阻的情況下，通過(guò)歐姆定律可計(jì)算電流的大小。計(jì)算電流在已知電流和電阻的情況下，通過(guò)歐姆定律可計(jì)算電壓的大小。計(jì)算電壓通過(guò)歐姆定律可以分析電路中的電流、電壓和電阻之間的關(guān)系，從而進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和優(yōu)化。電路分析歐姆定律在電路分析中應(yīng)用010203線性電阻和非線性電阻概念線性電阻電阻值與通過(guò)它的電流無(wú)關(guān)，電阻為常數(shù)，伏安特性曲線為直線。非線性電阻電阻值隨通過(guò)它的電流變化而變化，伏安特性曲線為曲線。線性電阻應(yīng)用常見(jiàn)于金屬導(dǎo)體和電解液等，適用于歐姆定律。非線性電阻應(yīng)用常見(jiàn)于半導(dǎo)體器件和特殊材料等，不適用于歐姆定律。伏安法通過(guò)改變電路中的電壓或電阻，測(cè)量電流的變化，驗(yàn)證歐姆定律的正確性。電流表、電壓表測(cè)量法使用電流表和電壓表分別測(cè)量電路中的電流和電壓，根據(jù)歐姆定律計(jì)算電阻值，與實(shí)際情況比較驗(yàn)證。電橋法利用電橋平衡原理測(cè)量未知電阻值，與通過(guò)歐姆定律計(jì)算得到的電阻值進(jìn)行比較驗(yàn)證。歐姆定律實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法04串聯(lián)并聯(lián)電路分析電流特點(diǎn)串聯(lián)電路中流過(guò)每個(gè)電阻的電流相等，因?yàn)橹绷麟娐分型恢返母鱾€(gè)截面有相同的電流強(qiáng)度。電壓特點(diǎn)計(jì)算方法串聯(lián)電路特點(diǎn)與計(jì)算方法串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻上電壓的降和，且串聯(lián)電路中各電阻分壓，分壓大小與電阻的阻值成正比。串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和，即R=R1+R2+...+Rn；總電壓等于各分電壓之和，即U=U1+U2+...+Un。并聯(lián)電路特點(diǎn)與計(jì)算方法電流特點(diǎn)并聯(lián)電路中各支路的電流之和等于總電流，且各支路電流分配與電阻成反比，即電阻越大電流越小。電壓特點(diǎn)并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且等于總電壓。計(jì)算方法并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各電阻倒數(shù)之和，即1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn；總電流等于各支路電流之和，即I=I1+I2+...+In。識(shí)別串并聯(lián)部分通過(guò)電路連接方式，識(shí)別出哪些部分是串聯(lián)，哪些部分是并聯(lián)，從而簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)。合并等效電阻將串聯(lián)或并聯(lián)的電阻合并成等效電阻，以簡(jiǎn)化電路計(jì)算。靈活運(yùn)用串并聯(lián)規(guī)律在混聯(lián)電路中，靈活運(yùn)用串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)和計(jì)算方法，可以更有效地解決復(fù)雜電路問(wèn)題?；炻?lián)電路簡(jiǎn)化技巧根據(jù)實(shí)際需要，利用串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的電路結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。電路設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用案例分析在電路出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)檢查電路的串并聯(lián)關(guān)系，快速定位故障點(diǎn)，并進(jìn)行修復(fù)。故障排查在多個(gè)負(fù)載的情況下，利用并聯(lián)電路的分流特性，合理分配電流，確保各負(fù)載正常工作。負(fù)載分配05磁場(chǎng)對(duì)電流作用力介紹磁場(chǎng)基本概念及性質(zhì)回顧磁場(chǎng)定義磁場(chǎng)是由運(yùn)動(dòng)著的微小粒子構(gòu)成的，傳遞實(shí)物間磁力作用的場(chǎng)。磁場(chǎng)特性磁場(chǎng)在現(xiàn)有條件下看不見(jiàn)、摸不著，但可通過(guò)磁體對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生作用來(lái)感知其存在。磁場(chǎng)方向磁感線上某點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向，小磁針靜止時(shí)北極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，用磁感線表示，磁感線越密集的地方磁場(chǎng)越強(qiáng)。洛倫茲力公式F=QvB，其中F為洛倫茲力，Q為運(yùn)動(dòng)電荷的電量，v為運(yùn)動(dòng)電荷的速度，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。洛倫茲力公式推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證01洛倫茲力方向由左手定則確定，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向，拇指指向受力方向；對(duì)于負(fù)電荷，四指指向其運(yùn)動(dòng)的反方向，拇指仍指向受力方向。02洛倫茲力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過(guò)陰極射線管實(shí)驗(yàn)觀察電子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，驗(yàn)證洛倫茲力的存在及其方向判斷方法。03洛倫茲力應(yīng)用如電動(dòng)機(jī)、磁流量計(jì)等設(shè)備的制造與運(yùn)用。04安培力公式F=BIL，其中F為安培力，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為電流強(qiáng)度，L為導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度。安培力方向由左手定則確定，伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。安培力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過(guò)電流天平實(shí)驗(yàn)測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力，驗(yàn)證安培力公式及其方向判斷方法。安培力應(yīng)用如電磁鐵、電磁起重機(jī)等設(shè)備的制造與運(yùn)用。安培力公式推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒作用力問(wèn)題探討通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，其方向垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面。磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體棒的作用力磁場(chǎng)可以改變通電導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使其發(fā)生偏轉(zhuǎn)或加速等運(yùn)動(dòng)。根據(jù)牛頓第二定律和安培力公式，可以推導(dǎo)出磁場(chǎng)中通電導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如加速度、速度等物理量的變化情況。磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的影響當(dāng)通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中受到安培力與其他力（如重力、支持力等）達(dá)到平衡時(shí)，可通過(guò)受力分析求解相關(guān)物理量。磁場(chǎng)中導(dǎo)體棒受力平衡問(wèn)題01020403磁場(chǎng)中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)規(guī)律06交流電基礎(chǔ)知識(shí)普及交流電產(chǎn)生原理交流電是由發(fā)電機(jī)中的線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的，其電流方向隨時(shí)間作周期性變化。波形圖繪制通常使用正弦曲線來(lái)表示交流電的波形，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示電流或電壓。交流電產(chǎn)生原理及波形圖繪制正弦交流電在一個(gè)周期內(nèi)的最大值，表示電流或電壓的最大瞬時(shí)值。最大值（峰值）單位時(shí)間內(nèi)正弦波重復(fù)的次數(shù)，我國(guó)市電頻率為50Hz。頻率正弦波起始時(shí)刻的相位，表示電流或電壓的初始狀態(tài)。初相位正弦交流電三要素介紹010203峰值交流電的峰值即最大值，是電流或電壓的最大瞬時(shí)值，峰值與有效值之間存在一定的換算關(guān)系。有效值交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)定義的，它等于直流電產(chǎn)生相同熱效應(yīng)時(shí)的電流值。平均值交流電的平均值是指在一個(gè)周期內(nèi)電流或電壓