電學(xué)部分的基本知識(shí)和公式
一, 電路
電流的形成:電荷的定向移動(dòng)形成電流.(任何電荷的定向移動(dòng)都會(huì)形成電流).
電流的方向:從電源正極流向負(fù)極.
電源:能提供持續(xù)電流(或電壓)的裝置.
電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.如干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.發(fā)電機(jī)則由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.
有持續(xù)電流的條件:必須有電源和電路閉合.
導(dǎo)體:容易導(dǎo)電的物體叫導(dǎo)體.如:金屬,人體,大地,鹽水溶液等.
絕緣體:不容易導(dǎo)電的物體叫絕緣體.如:玻璃,陶瓷,塑料,油,純水等.
電路組成:由電源,導(dǎo)線,開關(guān)和用電器組成.
電路有三種狀態(tài):(1)通路:接通的電路叫通路;(2)開路:斷開的電路叫開路;(3)短路:直接把導(dǎo)線接在電源兩極上的電路叫短路.
電路圖:用符號(hào)表示電路連接的圖叫電路圖.
串聯(lián):把元件逐個(gè)順序連接起來,叫串聯(lián).(任意處斷開,電流都會(huì)消失)
并聯(lián):把元件并列地連接起來,叫并聯(lián).(各個(gè)支路是互不影響的)
二, 電流
國(guó)際單位:安培(A);常用:毫安(mA),微安( A),1安培=103毫安=106微安.
測(cè)量電流的儀表是:電流表,它的使用規(guī)則是:
①電流表要串聯(lián)在電路中;
②電流要從"+"接線柱入,從"-"接線柱出;
③被測(cè)電流不要超過電流表的量程;
④絕對(duì)不允許不經(jīng)過用電器而把電流表連到電源的兩極上.
實(shí)驗(yàn)室中常用的電流表有兩個(gè)量程:①0～0.6安,每小格表示的電流值是0.02安;
②0～3安,每小格表示的電流值是0.1安.
三, 電壓
電壓(U):電壓是使電路中形成電流的原因,電源是提供電壓的裝置.
國(guó)際單位:伏特(V);常用:千伏(KV),毫伏(mV).1千伏=103伏=106毫伏.
測(cè)量電壓的儀表是:電壓表,使用規(guī)則:
①電壓表要并聯(lián)在電路中;
②電流要從"+"接線柱入,從"-"接線柱出;
③被測(cè)電壓不要超過電壓表的量程;
實(shí)驗(yàn)室常用電壓表有兩個(gè)量程:①0～3伏,每小格表示的電壓值是0.1伏;
②0～15伏,每小格表示的電壓值是0.5伏.
熟記的電壓值:①1節(jié)干電池的電壓1.5伏;②1節(jié)鉛蓄電池電壓是2伏;③家庭照明電壓為220伏;④安全電壓是:不高于36伏;⑤工業(yè)電壓380伏.
四, 電阻
電阻(R):表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用
.(導(dǎo)體如果對(duì)電流的阻礙作用越大,那么電阻就越大,而通過導(dǎo)體的電流就越小).
國(guó)際單位:歐姆(Ω);常用:兆歐(MΩ),千歐(KΩ);1兆歐=103千歐; 1千歐=103歐.
決定電阻大小的因素:材料,長(zhǎng)度,橫截面積和溫度(R與它的U和I無關(guān)).
滑動(dòng)變阻器:
原理:改變電阻線在電路中的長(zhǎng)度來改變電阻的.
作用:通過改變接入電路中的電阻來改變電路中的電流和電壓.
銘牌:如一個(gè)滑動(dòng)變阻器標(biāo)有"50Ω2A"表示的意義是:最大阻值是50Ω,允許通過的最大電流是2A.
正確使用:a,應(yīng)串聯(lián)在電路中使用;b,接線要"一上一下";c,通電前應(yīng)把阻值調(diào)至最大的地方.
五, 歐姆定律
歐姆定律:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比.
數(shù)學(xué)表達(dá)式 I=U/R : 式中單位:I→安(A);U→伏(V);R→歐(Ω).
公式的理解:
①公式中的I,U和R必須是在同一段電路中;
②I,U和R中已知任意的兩個(gè)量就可求另一個(gè)量;
③計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一.
歐姆定律的應(yīng)用:
①同一電阻的阻值不變,與電流和電壓無關(guān),其電流隨電壓增大而增大.(R=U/I)
②當(dāng)電壓不變時(shí),電阻越大,則通過的電流就越小.(I=U/R)
③當(dāng)電流一定時(shí),電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR)
串聯(lián)電路的特點(diǎn)：
1、電流：串聯(lián)電路中各處電流都相等.
I=I1=I2=I3=……In
2、電壓：串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路電壓之和.
U=U1+U2+U3+……Un
3、電阻：串聯(lián)電路中總電阻等于各部分電路電阻之和.
R=R1+R2+R3+……Rn
\x09理把n段導(dǎo)體串聯(lián)起來,總電阻比任何一段導(dǎo)體的電阻都大,這相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度.
特例: n個(gè)相同的電阻R0串聯(lián),則總電阻R=nR0 .
\x094、分壓定律：文字：串聯(lián)電路中各部分電路兩端電壓與其電阻成正比.
字母：U1/U2=R1/R2
并聯(lián)電路的特點(diǎn)：
1、電流：并聯(lián)電路中總電流等于各支路中電流之和.
I=I1+I2+I3+……In
2、電壓：并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓都相等.
U=U1=U2=U3=……Un
3、電阻：并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和.
\x091/R=1/R1+1/R2+1/R3+……1/Rn
\x09理把n段導(dǎo)體并聯(lián)起來,總電阻比任何一段導(dǎo)體的電阻都小,這相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積增大.
特例: n個(gè)相同的電阻R0并聯(lián),則總電阻R=R0/n .
\x09
4、分流定律 并聯(lián)電路中,流過各支路的電流與其電阻成反比：I1/I2= R2/R1
六, 電功和電功率
1. 電功(W):電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的多少叫電功,
2.功的國(guó)際單位:焦耳.常用:度(千瓦時(shí)),1度=1千瓦時(shí)=3.6?06焦耳.
3.測(cè)量電功的工具:電能表
4.電功公式:W=Pt=UIt(式中單位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒).
利用W=UIt計(jì)算時(shí)注意:
①式中的W.U.I和t是在同一段電路;
②計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一;
③已知任意的三個(gè)量都可以求出第四個(gè)量.還有公式:=I2Rt
電功率(P):表示電流做功的快慢.國(guó)際單位:瓦特(W);常用:千瓦
公式:P=UI
式中單位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V),I→安(A)
利用計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一
①如果W用焦,t用秒,則P的單位是瓦;
②如果W用千瓦時(shí),t用小時(shí),則P的單位是千瓦.
10.\x09對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：P= I2R= U2/R
①串聯(lián)電路中常用公式：P= I2R P1:P2:P3:…Pn=R1:R2:R3:…:Rn
\x09②并聯(lián)電路中常用公式：P= U2/R P1:P2= R2:R1
③無論用電器串聯(lián)或并聯(lián).計(jì)算總功率常用公式P= P1+P2+…Pn11.額定電壓(U0):用電器正常工作的電壓.另有:額定電流
12.額定功率(P0):用電器在額定電壓下的功率.
13.實(shí)際電壓(U):實(shí)際加在用電器兩端的電壓.另有:實(shí)際電流
14.實(shí)際功率(P):用電器在實(shí)際電壓下的功率.
當(dāng)U > U0時(shí),則P > P0 ;燈很亮,易燒壞.
當(dāng)U < U0時(shí),則P < P0 ;燈很暗,
當(dāng)U = U0時(shí),則P = P0 ;正常發(fā)光.
15.同一個(gè)電阻,接在不同的電壓下使用,則有;如:當(dāng)實(shí)際電壓是額定電壓的一半時(shí),則實(shí)際功率就是額定功率的1/4.例"220V100W"如果接在110伏的電路中,則實(shí)際功率是25瓦.)
16.熱功率:導(dǎo)體的熱功率跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比.
17.P熱公式:P=I2Rt ,(式中單位P→瓦(W);I→安(A);R→歐(Ω);t→秒.)
18.當(dāng)電流通過導(dǎo)體做的功(電功)全部用來產(chǎn)生熱量(電熱),則有:熱功率=電功率,可用電功率公式來計(jì)算熱功率.(如電熱器,電阻就是這樣的.)
七,生活用電
家庭電路由:進(jìn)戶線(火線和零線)→電能表→總開關(guān)→保險(xiǎn)盒→用電器.
所有家用電器和插座都是并聯(lián)的.而用電器要與它的開關(guān)串聯(lián)接火線.
保險(xiǎn)絲:是用電阻率大,熔點(diǎn)低的鉛銻合金制成.它的作用是當(dāng)電路中有過大的電流時(shí),它升溫達(dá)到熔點(diǎn)而熔斷,自動(dòng)切斷電路,起到保險(xiǎn)的作用.
引起電路電流過大的兩個(gè)原因:一是電路發(fā)生短路;二是用電器總功率過大.
安全用電的原則是:①不接觸低壓帶電體;②不靠近高壓帶電體.