在許多自然現(xiàn)象中都可以觀察到電。如果你曾經(jīng)目睹過暴風雨中的閃電,或者被靜電沖擊,或者在地毯上摩擦襪子來電擊你毫無戒心的弟弟,那么你已經(jīng)在自然界中體驗過電。更重要的是,從手指傳遞電擊感的信號是電的,而解釋大腦內部電擊的神經(jīng)元是電的。電就在我們身邊,但人類只利用電力并控制它來完成任務不到200年。今天,當我們想到電力時,我們會想到我們利用它的方式,從燈泡到計算機再到電動汽車。
那么,它是什么?
電流是從高電位點到低電位點的電流。電流在電導體中的流動方式與水向動(從高勢能點到低勢能點)或水通過管道的方式(從高壓點到低壓點)相同。電勢稱為電壓,因此在電路圖中,高電位顯示為正電壓,低電位顯示為等于或接近零的值。然后說電流從最高正電壓電位點流向最低電壓電位點。電路圖中顯示電池具有正極和負極,電流被描述為從正極流過電路,然后流回負極。這被稱為常規(guī)電流理論。
關于傳統(tǒng)電流理論的令人震驚的真相
傳統(tǒng)的電流理論與電子的實際流動方式相反!本杰明·富蘭克林根據(jù)他在18世紀中葉的電實驗定義了傳統(tǒng)的電流理論。他正確地識別了電流從一個帶電位置(即具有過量的“電流體”)流向另一個位置(即,具有低于正常量的“電流”)。他當時不知道的是,電流是由電子攜帶的,所以多余的“電流”的積累實際上是負電荷。結果是,今天所有電路圖仍然基于的傳統(tǒng)電流理論是倒退的!
但這里有一個雙重令人震驚的轉折:沒關系。事實證明,只要您始終如一地參考正負端子以及電流方向,所有電氣圖、電路和數(shù)學運算都完全正確。因此,今天,由于200多年的慣例以及電氣工程的發(fā)展,將電路中從正向負的電流流列為可接受的標準。
電池如何安裝?
電池是通過內部化學過程在其端子上產(chǎn)生一定量電壓的設備,并且可以在一段時間內向連接的電路提供電流,直到其化學過程耗盡。電池就像一個加壓的水箱,通過軟管排入水池。流出的電流將根據(jù)水箱開口的大小、軟管是否有任何泄漏以及軟管對水流的阻力而變化。電流從中流出,直到它空了,油箱干了(或者電池沒電了)。
電路設計意圖
電力在電路中用于完成任務。電流可用于打開燈、運行電機或為計算機處理器供電。這些東西是電路的意圖,它是您希望將電力的全部功率引導的地方。將電池想象成前面描述的水箱,從軟管中流出的水轉動水車。設置的目的是以一定的速度轉動車輪,因此如果軟管太小以至于車輪轉動得不夠快,這是一個設計問題,可能需要增加油箱高度。如果軟管泄漏或未對準,以至于部分水不會撞擊車輪,同樣的事情。任何被限制或浪費的電流部分都需要調整設計的其他部分進行補償。
電路損耗
與水車示例一樣,電流可能會在電路中丟失或浪費。這些損耗是低效率的 - 不用于電路意圖的電能或功率量。不轉動車輪的水量,或者正在使用但不打開燈、運行電機或為處理器供電的電量。在電路中,ESR 和 DCR 等會導致效率低下——它們就像軟管中的泄漏或堵塞一樣。這些低效率的損失會導致您的電池耗盡得更快,或者您的電費更高。
更高效的電路
具有較低 ESR 和 DCR 特性的電氣元件使電路更高效。它們允許來自電池或其他電源的更多電能被引導到電路的預期工作。
審核編輯:郭婷
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