电学基本概念总结

电学基本概念总结

电荷、电流、电路、电压、电阻••••••我们已经一一的接触了这些电学基本概念,那么,今天这篇文章我们就来对这些概念进行总结归纳,让大家对这些概念有更深层次的一些认识。

大家快快搬好小板凳,我们一起来听课吧。

一、电荷

基本概念

在我们所处的自然界中,只存在两种电荷,即正电荷和负电荷。我们把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,其实质是在摩擦的过程中失去了电子;用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷,其实质是在摩擦的过程中得到了电子。

基本性质

电荷的性质主要有以下几点:

(1)带电体具有吸引轻小物体的性质。现象说明:摩擦过头发的刻度尺可以吸引碎纸屑。

(2)同种电荷性相互排斥,异种电荷相互吸引。就像磁铁一样,同种电荷(正正或者负负)之间的相互作用是排斥;异种电荷(正负)之间的相互作用是吸引。

(3)带电体可以吸引呈电中性的物体,不论这种带电体带什么样的电荷。这句话的意思也就是说:带电的物体(该物体带正电或者负电均可)可以吸引呈电中性的物体(不带电的物体)

示意图如下:

同种电荷相互排斥(正电荷)
同种电荷相互排斥(负电荷)
异种电荷相吸引
带电体(带正电)可以吸引非带电体
带电体(带负电)可以吸引非带电体

关于 电荷 的更详细的内容,大家可以移步至之前的文章— 电荷 —链接如下:

二、电流

基本概念

我们在认识电流时是以水流作类比的。用水流类比电流,认为在导线中也有类似于“水流”的东西,于是把导线中的这种东西称为电流。

电流的形成原因是导体中电荷的定向移动。这里电荷的种类没有做特别说明,意即正负电荷均可。

对于电流的说法,我们习惯上称之为电路中的电流或者是流经导体的电流。例如:流经灯泡的电流等等。

基本单位

电流的单位为安培,用英文大写字母“A”来表示;电流本身用大写字母“I”来表示。例如:

I=1A,表示电流为1安。

基本性质

关于电流的性质,我们要分情况来讨论,根据电路的类型不同,电流的性质是不同的。

(1)对于串联电路来说,电流处处相等。可以简记为一句话:串联电路的电流处处相等。用数学表达式表示为:

(2)对于并联电路来说,干路电流等于各支路电流之和。由于并联电路可以看做是由若干个串联电路组合而成的,因此,并联电路是比串联电路更复杂的电路,其电流变化与串联电路也是不同的,我们可以简记为并联电路的总电流(干路电流)等于各支路电流之和。用数学表达式表示为:

基本测量

对于电流的测量,我们所用的是电流表(有时候又叫安培表)。在测量的时候电流表是串联接入电路,测量的是电路中的电流。电流表的表盘上有三个接线柱,一般来说,这三个接线柱为一个负接线柱,两个正接线柱,两种规格,我们在测量的时候要根据实际的情况选用合适的规格。

电流表串联接入电路时要注意:电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。

关于 电流 的更详细的内容,大家可以移步至之前的文章— 电流 —链接如下:


三、电路

基本概念

把电源、导线、开关(电键)、用电器等电学元件按照一定的规则连接起来,就组成了电路。任何一个电路,必不可少的最基本的电学元件为以下四种:电源、导线、开关(电键)、用电器,而且这四种在电路中的作用各不相同:电源—为整个电路提供电能;导线—连接整个电路,或者说为电流的流动提供通道;开关(电键)—控制整个电路;用电器—消耗电能,或者说把电能转换为其他形式的能从而达到我们的使用目的。

基本种类

我们在中学阶段所接触的电路分为两类,串联电路和并联电路。

(1)串联电路

就是将电路中的各个电学元件依次连接在一起,从而组成的完整的电路。串联电路的示意图如下图所示:

(2)并联电路

并联电路,其中的“并联”可以理解为“平行”的意思,也就是说,电路中的某些用电器平行的连接到电路中。在并联电路中,电流有两条或者多条路径,所以,并联电路也可以看做是由若干个串联电路组成的。

并联电路分为干路和支路。在并联电路中,电流从电源的正极出发,经过干路后分支,然后电流流经每条支路,最后汇合到干路,流向电源的负极。

并联电路的示意图如下图所示:

基本状态

电路可以分为三种状态,即通路、开路(又称为断路)、短路。

通路:处处连通的电路。此时,电路中的所有电学元件都没有故障,电路能够正常工作。

开路(断路):是指电路中的某一处断开,此时,电路中没有电流,用电器不能正常工作,属于故障电路。

短路:是指电路中的电流过大,烧坏电路的现象。短路是非常危险的,特别容易发生火灾等,一般不会允许电路短路的发生,属于故障电路。

关于 电路 的更详细的内容,大家可以移步至之前的文章— 电路 —链接如下:


四、电压

基本概念

在引入电压的概念时,我们依然运用类比法。就像水流在流动的过程中存在压力一样,在电的世界中,也会存在类似的“压力”,我们把其称之为电压。对于电压的说法,我们习惯上称之为导体两端的电压。例如:电源两端的电压、用电器两端的电压、灯泡两端的电压等等。

基本表示

电压的单位为伏特,用英文大写字母“V”来表示。而电压本身用英文大写字母“U”来表示。U=1V,表示的是电压为1伏特。

基本性质

关于电压的性质,和电流一样,我们要分情况来讨论,根据电路的类型不同,电压的性质呈现云泥之别。

(1)对于串联电路来说,电源电压(总电压)等于电路中各个用电器两端的电压之和。可以简记为一句话:电源电压等于各个用电器两端的电压之和。用数学表达式表示为:

(2)对于并联电路来说,各支路两端的电压都相等都等于电源电压。由于并联电路可以看做是由若干个串联电路组合而成的,因此,并联电路是比串联电路更复杂的电路,其电压变化与串联电路也是不同的,我们可以简记为并联电路的总电压(电源电压)等于各支路两端的电压。用数学表达式表示为:

基本测量

对于电压的测量,我们所用的是电压表(有时候又叫伏特表)。在测量的时候电压表是并联在电路中的,我们想测量电路中哪一部分电学元件的电压,就把电压表并联在这部分电学元件两端就可以了。电压表的表盘上有三个接线柱,一般来说,这三个接线柱为一个负接线柱,两个正接线柱,两种规格,我们在测量的时候要根据实际的情况选用合适的规格。

电压表并联接入电路时要注意:电流从正接线柱流入,从负接线柱流出。

关于 电压 的更详细的内容,大家可以移步至之前的文章— 电压 —链接如下:

五、电阻

基本概念

在引入电阻的概念时,运用类比法是比较好理解的。就像河流里边的水在流动的过程中会遇到石头、水草以及其他各种水生生物一样,对水流形成一定的阻碍。同样的道理,电在导线中“移动”时,会因为导线材质的不同会对电流形成一定的阻碍,我们导体对电流的阻碍能力称为电阻。对于电阻的说法,我们习惯上称之为导体的电阻。例如:用电器的电阻、灯泡的电阻、冰箱空调的电阻等等。

基本表示

电阻的单位是欧姆,用大写希腊字母Ω表示,读作“欧姆”或者“欧”。电阻本身用大写英文字母R来表示。R=1Ω,表示电阻为1欧(姆)。

基本性质

关于电阻的性质,和电流、电压一样,我们要分情况来讨论,根据电路的类型不同,电阻的性质大相径庭。

(1)对于串联电路来说,电路的总电阻等于电路中各部分电阻之和。可以简记为一句话:总电阻等于各部分电阻之和。用数学表达式表示为:


(2)对于并联电路来说,并联电路的支路越多,电路的总电阻越小。由于并联电路可以看做是由若干个串联电路组合而成的,因此,并联电路是比串联电路更复杂的电路,其电阻的变化规律与串联电路也是大不相同的,并联电路的电阻用数学表达式表示为:

基本影响因素

导体的电阻是导体本身的一种性质,相当于是导体自身的一种属性,与外界条件无关,至于材料自身的长度、横截面积以及导体的材料种类有关。

导体的电阻的表达式为

其中,S为导体的横截面积,从公式可以看出,横截面积越大,导体的电阻越小;

L为导体的长度,从公式可以看出,导体的长度越长,导体的电阻越大;

ρ为表征导体自身材料的一种参数,称为电阻率,从公式可以看出,导体的电阻率越大,导体的电阻越大。

关于 电阻 的更详细的内容,大家可以移步至之前的文章— 电阻 —链接如下:


附录:公式总结

关于电流、电压、电阻在串联电路、并联电路中的规律,总结为如下所示的表格。【表格给出了两种形式,第一张表为文字表述形式,第二张表为数学表述形式】

文字表述形式
数学表述形式

好了,今天关于电学部分的基本概念总结就到这里了,大家有什么不懂的或者是不会的,亦或是有什么好的意见或建议,欢迎留言或私信,谢谢大家!!!

编辑于 2021-11-08 12:11

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