當(dāng)電路完成時(shí)(即電源的端子之間存在導(dǎo)電路徑,例如電池或電源連接)電子通過(guò)導(dǎo)電路徑從負(fù)端子移動(dòng)到正端子。這種電子流被稱為電流,但為什么這種電流首先流動(dòng)?為了使電子移動(dòng),它們需要某種力來(lái)推動(dòng)它們,這就是電壓的作用!
電壓源提供了一種稱為電位差的東西,可以認(rèn)為是作為電子的拉力。如果兩個(gè)電池端子通過(guò)導(dǎo)線連接,則正極端子將電子拉向它,負(fù)極端子將它們推開。那么,當(dāng)在端子之間形成導(dǎo)電通路時(shí),是什么阻止電池一側(cè)的所有電子立即流到另一側(cè)?這就是電阻的來(lái)源!
電阻可以被認(rèn)為是材料抵抗電子流動(dòng)的能力,而較高的電阻導(dǎo)致電子發(fā)現(xiàn)它更難以通過(guò)。為了更好地理解這一點(diǎn),我們將使用一個(gè)類比。
想象一下當(dāng)前人們?cè)谧呃群碗妷汗?yīng)中移動(dòng)的人是試圖推動(dòng)人們穿過(guò)走廊的人。如果那些“推動(dòng)器”(電壓源)需要更多的人通過(guò)走廊(更高的電流),那么他們需要更加努力(更高的電壓)。但人們只能通過(guò)走廊如此之快,如果中間有一扇狹窄的門,每個(gè)人都需要穿過(guò)(一個(gè)抵抗),那么穿過(guò)的人數(shù)會(huì)更低。因此,人們可以通過(guò)走廊移動(dòng)的速度取決于推動(dòng)者推動(dòng)的力度以及門口的狹窄程度。
回到電壓,電流和電阻,這三者是相關(guān)的非常有名的方程式稱為歐姆定律:
V = IR
然而,這個(gè)等式具有誤導(dǎo)性,因?yàn)樗馕吨妷菏怯捎陔娏骱妥枇κ遣徽_的。電流是電壓和電阻的結(jié)果,公式應(yīng)寫成:
I = V/R
電壓,電流和電阻都有自己的測(cè)量單位,名稱和符號(hào):
電壓以伏特(V)為單位測(cè)量
電流以安培為單位測(cè)量(A)
電阻以歐姆(Ω)測(cè)量
使用歐姆定律
使用V = IR時(shí)必須謹(jǐn)慎,因?yàn)橛行┤藭?huì)混淆使用哪種電壓。該等式基本上告訴我們的是,電阻兩端的電壓將等于電阻乘以流過(guò)它的電流。看到這一點(diǎn)的最佳方法是看一些簡(jiǎn)單的例子。
第一個(gè)例子顯示1Ω的電阻連接到10V電池,通過(guò)電阻產(chǎn)生的電流為10A。
第二個(gè)例子顯示兩個(gè)串聯(lián)電阻,每個(gè)電阻上的電壓下降。
第三個(gè)例子顯示并聯(lián)的兩個(gè)電阻,它們之間的電壓降,以及通過(guò)每個(gè)電阻的電流。
第四個(gè)例子顯示并聯(lián)的兩個(gè)電阻帶電阻的系列。注意有關(guān)電壓的任何有趣內(nèi)容?
如果您現(xiàn)在還沒有注意到完整循環(huán)中的所有電壓(從+端子到 - 端子),請(qǐng)?zhí)砑痈哌_(dá)電源電壓,這被稱為基爾霍夫的電壓定律!如果您知道串聯(lián)的所有其他組件的電壓降,則在嘗試確定組件兩端的電壓時(shí),此法則非常方便。但并聯(lián)的電壓總是相同的,可以方便地并行計(jì)算元件間的電流。
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歐姆定律
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