電流

在導(dǎo)體的兩端加上電壓，導(dǎo)體的電子就會(huì)在電場(chǎng)的作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成電子流，稱之為“電流”。在分析和檢測(cè)電路時(shí)，規(guī)定“正電荷的移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞯恼较颉薄５珣?yīng)指出金屬導(dǎo)體中的電流實(shí)際上是“電子”的定向運(yùn)動(dòng)，因而規(guī)定的電流的方向與實(shí)際電子運(yùn)動(dòng)的方向相反。這里可以理解為，正電荷和負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向是相對(duì)的，猶如火車和鐵道之間的關(guān)系，如坐在火車上看鐵道，好像鐵道在向相反的方向運(yùn)動(dòng)。

電流的大小用“電流強(qiáng)度”來表示，它的定義為單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。電流強(qiáng)度用字母“I”(或 “i” )來表示。若在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是Q庫侖，則電流強(qiáng)度可用下式表示：

如果在1s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是1庫侖，那么導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度為1安培。

電流強(qiáng)度的單位為“安培”，簡(jiǎn)稱“安”，以字母“A”表示。根據(jù)不同的需要，還可以用“千安”(kA)、“毫安”(mA)和“微安”(mA)來表示。它們之間的關(guān)系為：

1kA=1000A; 1mA=10 -3 A; 1mA=10 -6 A

為了方便，常常將電流強(qiáng)度簡(jiǎn)稱“電流”，可見電流不僅表示一種物理現(xiàn)象，而且代表一個(gè)物理量。

電流有直流和交流之分。直流電流是指大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流，簡(jiǎn)稱“直流”，用符號(hào)“DC”表示。

電流的大小和方向均隨時(shí)間變化的電流稱為交變電流，簡(jiǎn)稱“交流”，用符號(hào)“AC”表示。其中正弦交流電流是一種按正弦規(guī)律變化的交流電，也是使用最多的交流電。

電壓

電壓是表征信號(hào)能量的3個(gè)基本參數(shù)(電壓、電流、功率)之一。在電子電路中，電路的工作狀態(tài)如諧振、平衡、截止、飽和以及工作點(diǎn)的動(dòng)態(tài)范圍，通常都以電壓的形式表現(xiàn)出來。

圖中的a和b表示電池的正、負(fù)極正極(a)帶正電荷，負(fù)極(b)帶負(fù)電荷。根據(jù)物理學(xué)的知識(shí)，在電池的a、b之間要產(chǎn)生電場(chǎng)，如果用導(dǎo)體將電池的正極(a)和負(fù)極(b)連接起來，則在電場(chǎng)的作用下，正電荷就要從正極(a)經(jīng)連接導(dǎo)體流向負(fù)極(b)，這說明電場(chǎng)對(duì)電荷做了功。為了衡量電場(chǎng)力對(duì)電荷做功的能力，便引入了“電壓”這一物理量，用符號(hào)“ U ”(或“ u ”)表示，它在數(shù)值上等于電場(chǎng)力把單位正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功。用W表示電場(chǎng)所做的功， Q 表示電荷量，則：

通常兩點(diǎn)間的電壓也稱為兩點(diǎn)間的電位差，即：

上式中的 U a 表示a點(diǎn)的電位， U b 表示b點(diǎn)的電位。電位可認(rèn)為是某點(diǎn)與零電位點(diǎn)間的電位差。如上圖中，以b點(diǎn)為基準(zhǔn)零電位，則a點(diǎn)相對(duì)于b點(diǎn)的電位為1.5V，即電池的輸出電壓。

電動(dòng)勢(shì)

上圖正電荷在電場(chǎng)的作用下從高電位向低電位流動(dòng)，這樣隨著電池的消耗(電池內(nèi)阻會(huì)增加)，電能下降，正極a因而電位逐漸降低，其結(jié)果是a和b兩電極的電位差逐漸減小，則電路中供給燈泡的電流也相應(yīng)減小。

為了維持電流不斷地在燈泡中流通，并保持恒定，也就是要使負(fù)極b上所吸收的正電荷能回到正極a。但由于電場(chǎng)力的作用，負(fù)極b上的正電荷不能逆電場(chǎng)而上，因此必須要有另一種力能克服電場(chǎng)力，而使負(fù)極b上的正電荷流向正極a，這就是電源力。充電電池就是根據(jù)這個(gè)原理開發(fā)的。電源力對(duì)電荷做功的能力通常用電動(dòng)勢(shì) E ba 來衡量，它在數(shù)值上等于電源力把單位正電荷從電源的低電位端(負(fù)極)b經(jīng)電源內(nèi)部移到高電位端(正極)a所做的功，即：

重要提示

電壓和電動(dòng)勢(shì)都有方向(但不是矢量)：

(1)電壓方向規(guī)定為由高電位端指向低電位端，即電位降低的方向;

(2)電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為在電源內(nèi)部由低電位端指向高電位端，即電位升高的方向。