Existen muchos tipos de portadores de carga en la naturaleza, como los electrones móviles en los conductores, los iones en los electrolitos, los electrones y los iones en el plasma. el movimiento de estos portadores
Nombre chino: Corriente mbth: Flujo de electrones (corriente) Alias: Intensidad de corriente Expresión: I=Q/t Ponente: Andre Marie Ampere Disciplina aplicada: Física Unidad: Ampere (a) Símbolos de cantidades físicas: definición matemática, unidad, dirección, expresión, condiciones de adquisición, corriente, voltaje, ley de resistencia, fórmula de cálculo, condiciones de producción, grado estándar, propiedades físicas, propiedades físicas de la corriente eléctrica en varios medios, tres grandes efectos, densidad. , Instrumentos de medición, Student Meter, Pinza amperimétrica, Nuevos instrumentos, Clasificación, Relación con la resistencia, Físicos relevantes, Georg Simon Ohm y Andre Marie Ampere, Peligros para el cuerpo humano, Fórmulas de aprendizaje y ejemplos: 1 amperio se define por la constante de carga elemental E , que se refiere a la corriente que pasa por 1/1,602176634×1019 electrones por unidad de tiempo. La definición de 1 amperio en el aprendizaje primario: la cantidad de carga que pasa por la sección transversal del conductor en 1 segundo es 1 culombio, es decir. = 1 Coulomb/Segundo. Fórmula de definición: La cantidad de carga δQ que pasa a través de la sección transversal del conductor durante un período de tiempo δt se mide en culombios. δt es el tiempo que tarda la carga en pasar a través del conductor, en segundos. La dirección especifica físicamente la dirección del conductor. corriente, es decir, la dirección del movimiento hacia adelante (es decir, la dirección positiva de la dirección positiva o la dirección opuesta de la dirección negativa de la velocidad). es el electrón libre en el conductor metálico y la solución acuosa de ácido, álcali y sal. Iones positivos, iones negativos Fuera de la fuente de alimentación, la corriente fluye desde el polo positivo al polo negativo. la cantidad de carga q que pasa a través de la sección transversal del conductor y el tiempo t que tardan en pasar a través de estas cargas se denomina corriente llamada intensidad de corriente. I = q/t Si la cantidad de carga que pasa a través de la sección transversal del conductor en 1 s es 1C, la corriente en el conductor es 1A. La cantidad microscópica que determina el tamaño de la corriente: Seleccione dos segmentos B y C en el conductor AD de espesor uniforme al que se aplica el voltaje. Supongamos que el área de la sección transversal del conductor es S, el número de cargas libres por unidad de volumen del conductor es N, la cantidad de carga de cada carga es E y la velocidad de movimiento direccional de la carga es V, entonces hay son dos intervalos B y C con una distancia de vt en el tiempo t. Todas las cargas libres intermedias pasarán por el intervalo C..I = nesv se puede obtener de (I =δQ/δt). Entre ellos: n representa el número de cargas libres por unidad de volumen; e: cantidad libre; s: área de la sección transversal del conductor v: la tasa de movimiento direccional de las cargas libres. En un circuito condicionado se obtiene una fuerza electromotriz constante (campo eléctrico). El circuito del amperímetro está bien conectado y el interruptor está cerrado. El circuito que conecta todo se llama camino (también llamado circuito cerrado).
Circuito convencional en serie de corriente, voltaje y resistencia (n aparatos eléctricos en serie): Corriente: I total = i1 = I2...= in (en un circuito en serie, la corriente en cada parte del circuito es igual) Voltaje: U total = U1 U2... UN (la tensión total es igual a la suma de las tensiones de cada parte) Resistencia: R total = R1 R2... RN (La resistencia total es igual a la suma de las resistencias de cada parte ) Circuito en paralelo (n aparatos eléctricos en paralelo): Corriente: I total = I. Corriente principal Igual a la suma de las corrientes de cada rama) Voltaje: U total = U1 = U2...= UN (El voltaje en ambos extremos de cada rama es igual e igual a la tensión de alimentación) Resistencia: 1/R Total = 1/R1 R2... Dos Cuando se conectan aparatos eléctricos en paralelo, existe la siguiente fórmula de derivación: r total = r 1r 1/ (r 1 R2) Método de derivación de la fórmula de resistencia: (1) Conexión en serie: de u total = u1 U2... UN, obtengo el total r total. Es decir, I siempre = i1 = I2...= in, entonces obtenemos: R siempre = r1 R2... RN (por ejemplo, una resistencia de 3ω y una resistencia de 6ω están conectadas en serie, y la resistencia total en serie es 9ω) (2) Conexión en paralelo :I siempre = i1. u total/R total = u 1/R 1 U2/R2...UN/RN Porque el voltaje de cada parte del circuito en paralelo es igual al voltaje total, es decir, U total = U1 = U2...= UN, entonces obtenemos: 1/ Total R = 1/r1 1/r2... 1/rn (por ejemplo, si se conectan en paralelo una resistencia de 3ω y una resistencia de 6ω, la resistencia total en paralelo es 2ω). Se puede derivar además la siguiente fórmula: de 1/R total = 1/R 1 1/R2... 1/rn, podemos saber 1/r1. r 1r 2 =(r 1 R2)/r 1r 2, entonces el total de r=R1R1/(R1 R2) De la fórmula anterior, también podemos sacar la conclusión de que la resistencia total en serie es mayor que cualquiera de ellas. , y la resistencia total en paralelo es menor que cualquiera de sus resistencias. La dirección calculada de la corriente es la misma que la dirección en la que se mueven las cargas positivas en el circuito. De hecho, no se trata del movimiento de cargas positivas, sino del movimiento de cargas negativas. El flujo de electrones es el movimiento de electrones (cargas negativas) en un circuito en dirección opuesta al flujo de corriente. La intensidad de la corriente se puede expresar mediante la fórmula: donde q es la cantidad eléctrica (culombios) y t es el tiempo (segundos). (1A=1C/s) (circuito parcial ley de Ohm) o I=E (fuerza electromotriz)/(R[exterior] r[interior]) o I=E/(R Rg[resistencia del detector] r) (circuito cerrado ohm Ley) Si los iones positivos y negativos se mueven al mismo tiempo, se formará una corriente eléctrica. Condición de generación 1, campo eléctrico. (En un circuito, una fuente de energía crea un campo eléctrico).
2. Hay partículas cargadas que se mueven libremente. (En el circuito, el circuito también debe estar cerrado). Grado estándar GB/T762-2002 unidad A (amperios)
1, 1,25, 1,6, 2, 2,5, 3,15, 4, 5, 6,3 , 8, 10, 16, 20, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 65438 Aunque estos electrones no están unidos a ningún átomo en particular, sí están unidos a la red cristalina del metal. Incluso sin un campo eléctrico externo, estos electrones se moverán aleatoriamente debido a la energía térmica. Sin embargo, en un conductor, la corriente neta promedio es cero. Elija cualquier sección transversal dentro del cable y, en cualquier intervalo de tiempo, la cantidad de electrones que se mueven de un lado de la sección transversal al otro es igual a la cantidad de electrones que se mueven a través de la sección transversal en la dirección opuesta. Como dijo George Gamow en su bestseller científico de 1947 "Uno, dos, tres... infinito", "La diferencia entre las sustancias metálicas y otras sustancias es que los electrones más externos están débilmente unidos a los átomos. Los electrones escapan de los átomos fácilmente, por lo que Hay muchos electrones sueltos nadando sin rumbo por todo el metal, como un grupo de borrachos sin hogar cuando se aplica un voltaje a través del cable metálico. En este momento, estos electrones libres correrán hasta el final con un potencial más alto, formando así una corriente ". En otros medios, en los metales sólidos, los portadores del flujo de carga son los electrones, que fluyen de bajo potencial a alto potencial.
En otros medios, la corriente portadora de cualquier portador eléctrico puede formar una corriente eléctrica. En el vacío se puede generar un haz de iones o un haz de electrones. Esta también es una corriente eléctrica. En algunas sustancias conductoras, la corriente está formada por portadores de carga positivos y negativos. En una sustancia como un conductor de protones, la corriente puede estar formada enteramente por portadores cargados positivamente. Por ejemplo, en una solución acuosa, el electrolito conduce electricidad. Los iones de hidrógeno positivos (protones) en la corriente fluyen en una dirección y los iones de sulfato negativos fluyen en la dirección opuesta. Las corrientes eléctricas en una chispa o plasma son electrones, iones positivos e iones negativos. En los semiconductores, la corriente puede verse como el flujo de huecos positivos (los átomos eléctricamente neutros carecen de un electrón negativo, por lo que habrá una vacante positiva). Este tipo de semiconductor se llama semiconductor tipo p. Cuando un conductor se energiza, genera calor, lo que se denomina efecto de calentamiento actual. Por ejemplo, la conocida ley de Joule es una ley que explica cuantitativamente cómo la corriente de conducción convierte la energía eléctrica en energía térmica. (Ley de Joule) Efecto magnético de la corriente eléctrica (la electricidad en movimiento produce magnetismo): Oersted descubrió que cualquier cable con una corriente eléctrica puede producir un campo magnético a su alrededor. Esto se llama efecto magnético de la corriente eléctrica. (Ley de Biot-Safar) Efectos químicos Los efectos químicos de la electricidad se deben principalmente a la participación de partículas cargadas (electrones o iones) en la corriente, provocando cambios químicos en las sustancias. La electrólisis del agua o el revestimiento químico son efectos químicos de la corriente eléctrica. (Ley de electrólisis de Faraday) Densidad La densidad de corriente es una medida, definida en términos de un vector. Su dirección es la dirección de la corriente y su tamaño es la corriente por unidad de área de sección transversal. Utilizando el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de densidad de corriente es "Amperios/mm2". Utilice la ecuación para expresar J=I/s, donde (I) es la corriente, (J) es la densidad de corriente y (s) es el vector de sección transversal. Símbolos del instrumento de medición Amperímetro para estudiantes: -A- Propósito del amperímetro: El amperímetro debe conectarse en serie con el aparato eléctrico bajo prueba. Conecte correctamente los terminales positivo y negativo: haga que la corriente fluya desde el terminal positivo y salga desde el terminal negativo, comúnmente conocido como entrada positiva y salida negativa. La corriente medida no debe exceder el rango del amperímetro. (De lo contrario, el amperímetro se quemará). El rango se puede determinar tocándolo. Debido a que la resistencia interna del amperímetro es demasiado pequeña (equivalente a un cable), no está permitido conectar directamente el amperímetro a los dos polos de la fuente de alimentación sin pasar por un aparato eléctrico. Confirme el rango del amperímetro utilizado. Confirme el valor actual representado por cada celda grande y cada celda pequeña. Una pinza amperimétrica (denominada pinza amperimétrica) es un instrumento que integra un transformador de corriente y un amperímetro. Su principio de funcionamiento es el mismo que el de un transformador de corriente. Una pinza amperimétrica consta de un transformador de corriente y un amperímetro. El núcleo de hierro del transformador de corriente se puede abrir cuando se aprieta la llave, y el cable a través del cual pasa la corriente medida puede pasar a través del espacio abierto por el núcleo de hierro sin cortarse. El núcleo de hierro se cierra cuando se suelta la llave. Los cables del circuito bajo prueba pasan a través del núcleo de hierro para convertirse en la bobina primaria del transformador de corriente, donde la corriente induce una corriente en la bobina secundaria. Por lo tanto, el amperímetro del cable de conexión de la bobina secundaria puede indicar: medir la corriente del circuito bajo prueba. Los amperímetros de tipo pinza se dividen en tipos de alto y bajo voltaje y se utilizan para medir directamente la corriente en la línea sin desconectar la línea. Nuevos instrumentos: instrumentos de alta gama, como analizadores de potencia de frecuencia variable, analizadores de potencia de alta precisión y analizadores de potencia de banda ancha, que pueden medir voltaje, corriente, potencia y armónicos de formas de onda arbitrarias. Clasificación La corriente se divide en corriente CA y corriente CC. Corriente Alterna: Cambios periódicos de magnitud y dirección. En la vida diaria, los electrodomésticos enchufables utilizan energía CA civil. Corriente Continua: La dirección no cambia con el tiempo. Las fuentes de alimentación externas móviles utilizadas en la vida diaria proporcionan corriente continua. La corriente alterna se utiliza ampliamente en la vida doméstica y en la producción industrial. El voltaje doméstico es de 220 V y el voltaje industrial general es de 380 V, los cuales son voltajes peligrosos. La corriente continua se utiliza mucho en pequeños electrodomésticos como linternas (baterías secas) y teléfonos móviles (baterías de litio). Las baterías secas (1,5 V), las baterías de litio y las baterías de almacenamiento se denominan fuentes de alimentación de CC. Debido a que el voltaje de estas fuentes de alimentación no supera los 24 V, son fuentes de alimentación seguras. La relación con la resistencia Ley de Ohm plegable Hace mucho tiempo, la gente tenía conjeturas sobre la relación entre la corriente y el voltaje (sin embargo, en ese momento no existía el concepto de resistencia, porque en ese momento no existía una fuente de alimentación que pudiera proporcionar un voltaje estable). , estas conjeturas no fueron resumidas sistemáticamente por los humanos hasta mucho tiempo después. La primera persona en el mundo que estudió sistemáticamente la relación entre corriente, voltaje y resistencia fue Ohm (1789~1854).
Sobre la base de una gran cantidad de experimentos, Ohm resumió la relación: cuando el voltaje es constante, la corriente es inversamente proporcional a la resistencia; cuando la resistencia es constante, la corriente es directamente proporcional al voltaje, expresada por la fórmula: I = u/r Además, Ohm es. Los factores que afectan la resistencia también se explican en sus otros trabajos, y la fórmula se puede expresar como R=ρL/S (ρ es la resistividad del conductor, L es la longitud del conductor. , y S es el área de la sección transversal del conductor). Georg Simon Ohm Georg Simon Ohm (1789~1854), físico alemán, nació en Horungen, Baviera. El padre de Ohm era un hábil cerrajero y estaba muy interesado en la filosofía y las matemáticas. Ohm estudió matemáticas bajo la educación de su padre desde que era un niño y recibió formación en habilidades mecánicas, lo que fue de gran ayuda para su trabajo de investigación posterior, especialmente sus instrumentos caseros. La investigación de Ohm se llevó a cabo principalmente mientras era profesor de física en una escuela secundaria entre 1817 y 1827. Su trabajo de investigación se llevó a cabo en condiciones muy difíciles. No sólo estaba ocupado enseñando, sino que también carecía de libros e instrumentos, por lo que sólo podía utilizar su tiempo libre para diseñar y fabricar instrumentos para realizar experimentos relevantes. En 1826, Ohm descubrió una ley importante en la electricidad: la ley de Ohm, que fue su mayor contribución. Esta ley nos parece sencilla hoy en día, pero su proceso de descubrimiento no es tan sencillo como la mayoría de la gente imagina. Ohm trabajó muy duro para esto. En ese momento, la gente no tenía muy claros los conceptos de intensidad de corriente, voltaje y resistencia, especialmente el concepto de resistencia, por supuesto, era imposible medirlo con precisión. Además, el propio Ohm tuvo pocas oportunidades de interactuar con los físicos contemporáneos durante su investigación, y todos sus descubrimientos se completaron de forma independiente. Ohm utilizó creativamente el método de Coulomb para crear una escala de torsión de corriente para medir la intensidad de la corriente, e introdujo y definió los conceptos precisos de fuerza electromotriz, intensidad de corriente y resistencia. Ohm Ohm descubrió la relación proporcional entre corriente y voltaje en una resistencia, que es la famosa ley de Ohm. Ohm también demostró que la resistencia de un conductor es directamente proporcional a la longitud del conductor e inversamente proporcional al área de la sección transversal y a la conductividad del conductor, y que cuando la corriente es estable, la carga se mueve no solo en la superficie de el conductor, sino también en toda la sección transversal del conductor. Para conmemorar la importante contribución del ohmio en la electricidad, la Unión Física Internacional nombró ohmio a la unidad de resistencia en la electricidad y utilizó la letra griega ω como símbolo de resistencia. El nombre Ohm también se utiliza en otros contenidos físicos y técnicos relacionados, como "contacto de ohmios", "esterilización de ohmios", "medidor de ohmios", etc. El físico francés André Marie Ampere (André Marie Ampere 1775 ~ 1836) también hizo contribuciones a las matemáticas y la química. 1775 65438 nació el 22 de octubre en Lyon en el seno de una familia adinerada. Mostró aptitudes para las matemáticas desde una edad temprana. Logros científicos: 1. El logro más importante de Ampère fue su estudio de la acción electromagnética entre 1820 y 1827. El retrato de Ampere (1) Descubrimiento de la regla de Ampere Los experimentos de Oersted que descubrieron el efecto magnético de la corriente eléctrica atrajeron la atención de Ampere y sacudieron en gran medida su antigua creencia en el credo de Coulomb de que la electricidad y el magnetismo no están relacionados. Concentró toda su energía en la investigación y dos semanas después presentó un informe sobre la relación entre la dirección de rotación de la aguja magnética y la dirección de la corriente y la ley de la mano derecha. Posteriormente, esta ley recibió el nombre de ley de Ampère. (2) Descubrió la ley de interacción de la corriente eléctrica y luego propuso que dos cables portadores de corriente paralelos con la misma dirección de corriente se atraen entre sí, y dos cables portadores de corriente paralelos con direcciones de corriente opuestas se repelen entre sí. También se analiza la atracción y repulsión entre las dos bobinas. (3) La invención del galvanómetro Ampere también descubrió que el magnetismo de la bobina actual era similar al de un imán y creó el primer solenoide. Sobre esta base, se inventó el galvanómetro para detectar y medir corriente. Propuso la hipótesis del flujo molecular. Explicó las causas del geomagnetismo y el magnetismo de la materia basándose en la idea de que el magnetismo se produce mediante cargas eléctricas en movimiento. Propuso la famosa hipótesis del flujo molecular. Ampere creía que había una corriente anular dentro de las moléculas que formaban el imán: la corriente molecular. Debido a la presencia de corriente molecular, cada molécula magnética se convierte en un pequeño imán, con dos polos magnéticos a ambos lados. Por lo general, la orientación de la corriente molecular de las moléculas magnéticas está desordenada y los campos magnéticos que generan se anulan entre sí, haciéndolos no magnéticos para el mundo exterior. Cuando actúa un campo magnético externo, la orientación de las corrientes moleculares es casi la misma y las corrientes adyacentes entre moléculas se anulan entre sí, pero no en la superficie. Sus efectos aparecen como magnetismo macroscópico.
Además, las personas que están mentalmente preparadas para una descarga eléctrica sufrirán menos daños por descarga eléctrica. Aprende fórmulas. La fricción de carga se divide en cargas y hay dos tipos de cargas. La banda de caucho de cuero es el electrodo negativo y la banda de vidrio de seda es el electrodo positivo. Las cargas similares se repelen y las cargas similares se atraen. Cuando ves repulsión, las cargas deben ser las mismas. Carga elemental: Toma la carga de 1,6 y multiplícala por -19 10 al cuadrado. La dirección de la corriente provoca un cambio en la orientación de la corriente y la carga. La dirección del movimiento eléctrico positivo, que determina la dirección del flujo de corriente. La conducción de metales se basa en electrones (libres), que transportan corriente en la dirección opuesta. Los circuitos en serie y en paralelo están conectados de extremo a extremo en serie, y un circuito en serie es una ruta. Un interruptor los controla a todos, diferentes posiciones controlan lo mismo. Todos los aparatos eléctricos interactúan entre sí, en cada parada. Un circuito paralelo está conectado de cabeza a cola y dos puntos paralelos son paralelos. Los aparatos eléctricos pueden funcionar de forma independiente sin afectarse entre sí. Varios circuitos están conectados en paralelo y todas las ramas están controladas por el control principal. De acuerdo con el diagrama del circuito de la imagen real, encuentre las líneas de cableado y distinga las relaciones en serie y en paralelo. Dibuja dos ramas paralelas entre sí, luego dibuja la carretera principal y la fuente de energía. Los símbolos de los componentes deben estar claramente marcados y la correspondencia debe comprobarse después del dibujo. Según el diagrama del circuito, el diagrama físico debe conectarse como se muestra, con una rama y dos ramas conectadas en paralelo. En tercer lugar, conecte el circuito principal y la fuente de alimentación y, en cuarto lugar, agregue un voltímetro. Para diseñar un diseño de circuito, primero dibuje el diagrama del circuito. La posición del interruptor es la clave. El interruptor controla quién está con quién, normalmente apagando las luces. Todos los aparatos eléctricos están controlados y los interruptores deben estar en pavimento seco. Cuando cualquiera de los interruptores esté cerrado, sonarán las campanas de la carretera principal. Amperímetro La fuerza de un amperímetro, que mide la corriente, mide quién está conectado a quién. ""Entrar"-"Salir desviada hacia la derecha y la palanca izquierda está fijada para retroceder. Está estrictamente prohibido conectar directamente la fuente de alimentación y el cortocircuito, ya que puede quemar el amperímetro. Primero lea el rango, luego lea el valor mínimo de la escala. El rango de medición es 0,6A y 0,02A. El rango de medición es de 3 amperios, 0,1 A para una batería. Explore la relación entre la corriente en serie y el circuito en paralelo. La corriente es igual en todas partes, I = I1 = I2. Características de la corriente en paralelo, la corriente total es igual a la suma de las corrientes derivadas, I=I1 I2. Ejemplo 1. El dial del amperímetro es como se muestra en la figura. (1) Si se utiliza el rango de 0,6 A, ¿cuál es la representación actual? (2) Si se utiliza el rango de medición de 3A, ¿cuál es la representación actual? (3) Si este medidor se usa para medir una intensidad de corriente de aproximadamente 0,3 A, ¿qué dos terminales del medidor deben conectarse? Respuesta: (1) Si el rango de medición es 0,6a, la escala mínima es 0,02A y el puntero apunta a 0,49A) Si se utiliza el rango 3A, la escala mínima es 0,1A y el puntero apunta a 2,45a ( 3) 3) La intensidad de corriente de 0.3A no excede. Para el rango de 3A o 0.6A, considerando la precisión, se debe seleccionar el rango de 0.6A, es decir, los terminales "-" y "0.6" del amperímetro. Debe estar conectado al modo de pensamiento: leer después de que el rango sea claro y preciso. Ejemplo 2. Un compañero conectó un circuito experimental, como se muestra en la imagen. (1) ¿Qué pasa con la conexión del amperímetro en la imagen? (2) Si desea medir la corriente a través de la bombilla L2, solo puede cambiar la posición del cableado de un extremo de un cable en la figura. ¿Cómo debería cambiarse? (3) Según los cambios realizados en (2), si se va a medir la corriente a través de la fuente de alimentación, solo se permite cambiar la posición del cableado de un punto final de un cable. ¿Cómo debería cambiarse? Respuesta: (1) Como puede verse en la figura, el amperímetro está conectado en serie con la bombilla L1, es decir, se mide la intensidad de la corriente que pasa por L1, pero los terminales y - del amperímetro están conectados al revés. (2) Para medir la corriente que fluye a través de L2, el amperímetro debe conectarse en serie con L2. Conecte un extremo del cable A originalmente conectado al extremo " " del amperímetro al extremo "-". (3) Para medir la corriente que fluye a través de la fuente de alimentación, es decir, para medir la corriente total que fluye a través de L1 y L2, el amperímetro debe conectarse en serie con la fuente de alimentación y un extremo del cable C originalmente conectado a la El extremo "-" del amperímetro se puede conectar al extremo " ". Modelo de pensamiento: analizar y medir la corriente de acuerdo con las reglas de uso del amperímetro.