電學(xué)的基本知識(shí)
電學(xué)是物理學(xué)的分支學(xué)科之一，又可稱(chēng)為電磁學(xué)，是物理學(xué)中頗具重要意義的基礎(chǔ)學(xué)科。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于電學(xué)的基本知識(shí)的內(nèi)容，提供給大家參考和了解，希望大家喜歡!
電學(xué)的基本知識(shí)
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(kāi)關(guān)和用電器組成.
路有三種狀態(tài):(1)通路:接通的電路叫通路;(2)開(kāi)路:斷開(kāi)的電路叫開(kāi)路(有時(shí)也叫斷路);(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(lái),叫串聯(lián).(任意處斷開(kāi),電流都會(huì)消失)
并聯(lián):把元件并列地連接起來(lái),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=1000毫安=1000000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(guò)電流表的量程;④絕對(duì)不允許不經(jīng)過(guò)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=1000伏=1000000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(guò)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;
?、?～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(有些教材中為24伏，但通常情況下指天氣晴朗時(shí)不高于36伏，陰雨天時(shí)不高于12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(guò)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=1000千歐;
1千歐=1000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(wú)關(guān)).
滑動(dòng)變阻器:
原理:改變電阻線在電路中的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻的.
作用:通過(guò)改變接入電路中的電阻來(lái)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"50Ω 2A"表示的意義是:最大阻值是50Ω,允許通過(guò)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.
公式: 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(wú)關(guān),其電流隨電壓增大而增大.(R=U/I)
?、诋?dāng)電壓不變時(shí),電阻越大,則通過(guò)的電流就越小.(I=U/R)
?、郛?dāng)電流一定時(shí),電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR)
電阻的串聯(lián)有以下幾個(gè)特點(diǎn):(指R1,R2串聯(lián),串得越多,電阻越大)
?、匐娏?I=I1=I2(串聯(lián)電路中各處的電流相等)
?、陔妷?U=U1+U2(總電壓等于各處電壓之和)
?、垭娮?R=R1+R2(總電阻等于各電阻之和)如果n個(gè)等值電阻串聯(lián),則有R總=nR
?、?分壓作用:=;計(jì)算U1,U2,可用:;
?、?比例關(guān)系:電流:I1:I2=1:1 (Q是熱量)
電阻的并聯(lián)有以下幾個(gè)特點(diǎn):(指R1,R2并聯(lián),并得越多,電阻越小)
①電流:I=I1+I2(干路電流等于各支路電流之和)
?、陔妷?U=U1=U2(干路電壓等于各支路電壓)
③電阻:(總電阻的倒數(shù)等于各電阻的倒數(shù)和)如果n個(gè)等值電阻并聯(lián),則有R總=R
?、芊至髯饔?;計(jì)算I1,I2可用:;
⑤比例關(guān)系:電壓:U1:U2=1:1 ,(Q是熱量)
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)=3.6×106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: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.計(jì)算電功率還可用右公式:P=I2R和P=U2/R
11.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"220V 100W"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(guò)導(dǎo)體做的功(電功)全部用來(lái)產(chǎn)生熱量(電熱),則有:熱功率=電功率,可用電功率公式來(lái)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(hù)線(火線和零線)→電能表→總開(kāi)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(kāi)關(guān)串聯(lián)接火線. (另外，火線又可叫作相線)
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(guò)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(guò)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(guò)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.
八,電和磁
磁性:物體吸引鐵,鎳,鈷等物質(zhì)的性質(zhì).
磁體:具有磁性的物體叫磁體.它有指向性:指南北.
磁極:磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極.
任何磁體都有兩個(gè)磁極,一個(gè)是北極(N極);另一個(gè)是南極(S極)
磁極間的作用:同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引.
磁化:使原來(lái)沒(méi)有磁性的物體帶上磁性的過(guò)程.
磁體周?chē)嬖谥艌?chǎng),磁極間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的.
磁場(chǎng)的基本性質(zhì):對(duì)入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用.
磁場(chǎng)的方向:小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向.
磁感線:描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,方向的假想曲線.不存在且不相交,北出南進(jìn).
磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,磁感線方向,小磁針靜止時(shí)北極指的方向相同.
10.地磁的北極在地理位置的南極附近;而地磁的南極則在地理的北極附近.但并不重合,它們的交角稱(chēng)磁偏角,我國(guó)學(xué)者沈括最早記述這一現(xiàn)象.
11.奧斯特實(shí)驗(yàn)證明:通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng).
12.安培定則:用右手握螺線管,讓四指彎向螺線管中電流方向,
則大拇指所指的那端就是螺線管的北極(N極).
13.通電螺線管的性質(zhì):①通過(guò)電流越大,磁性越強(qiáng);②線圈匝數(shù)越多,磁性越強(qiáng);③插入軟鐵芯,磁性大大增強(qiáng);④通電螺線管的極性可用電流方向來(lái)改變.
14.電磁鐵:內(nèi)部帶有鐵芯的螺線管就構(gòu)成電磁鐵.
15.電磁鐵的特點(diǎn):①磁性的有無(wú)可由電流的通斷來(lái)控制;②磁性的強(qiáng)弱可由改變電流大小和線圈的匝數(shù)來(lái)調(diào)節(jié);③磁極可由電流方向來(lái)改變.
16.電磁繼電器:實(shí)質(zhì)上是一個(gè)利用電磁鐵來(lái)控制的開(kāi)關(guān).它的作用可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作,利用低電壓,弱電流來(lái)控制高電壓,強(qiáng)電流.還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制.
17.電話基本原理:振動(dòng)→強(qiáng)弱變化電流→振動(dòng).
18.電磁感應(yīng):閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流.應(yīng)用:發(fā)電機(jī)
感應(yīng)電流的條件:①電路必須閉合;②只是電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中;③這部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng).
感應(yīng)電流的方向:跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向有關(guān).
發(fā)電機(jī)的原理:電磁感應(yīng)現(xiàn)象.結(jié)構(gòu):定子和轉(zhuǎn)子.它將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能.
磁場(chǎng)對(duì)電流的作用:通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中要受到磁力的作用.是由電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.應(yīng)用:電動(dòng)機(jī).
通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向:跟電流方向和磁感線方向有關(guān).
電動(dòng)機(jī)原理:是利用通電線圈在磁場(chǎng)里受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的.
換向器:實(shí)現(xiàn)交流電和直流電之間的互換.
交流電:周期性改變電流方向的電流.
直流電:電流方向不改變的電流.
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