第三章 研製結果
第七節 電壓,電流,電阻
第一款 電壓
電壓:推動電子流動的力量.
表7.1.1 電場相關方程式
名稱 | 代號 | 公式 | 公式 | 公式 | 公式 | 公式 | 單位 | 單位 | 量 |
靜電力 | F | E q | (V / d) × q | k q1 q2 / r² | k Q q / r² | (1 / 4πε0) × (q1 q2 / r²) | 牛頓 | N | 向量 |
q1,q2同號=>F"+"為排斥力 | |||||||||
q1,q2異號=>F"-"為吸引力 | |||||||||
電場 | E | F / q | (k Q q / r²) × (1 / q) | k Q / r² | +q => E, F 同向, | 牛頓 / 庫侖 | N / C | 向量 | |
- q => E, F 反向 | |||||||||
(平板) | E | V / d | σ /ε0 | (1 / ε0 ) × (Q / A) | 庫侖 / 米² | C / m² | |||
功 | W |
|
(k Q q / r²) × r | k Q q / r | U(r)-U(inf.)=U(r)- 0= U(r) | 焦耳 | J | 純量 | |
U(inf.)-U(r)= 0-U(r)= -U(r) | |||||||||
(平板) | W | F · d | E q d | V q | |||||
電位能 | U(r) |
|
k Q q / r | Q, q 同號, U(r) > 0 | 焦耳 | J | 純量 | ||
Q, q 異號, U(r) < 0 | |||||||||
電位 | V | U(r) / q | k Q / r | 伏特;焦耳/庫侖 | V; J / C | 純量 | |||
(平板) | V | E d | W / q | Q / C | |||||
電壓 |
Vab | -Vba | Va - Vb | 伏特;焦耳/庫侖 | V; J / C | 純量 | |||
電容 | C | Q / V | ε0 ×(A / d) | 法拉;庫侖/伏特 | F; C / V | ||||
電流 | I | Q / t | 庫侖/秒 | A; C / S | |||||
電阻 | R | V / I | ρ×(L / A) | 歐姆 | omh, Ω | ||||
電功率 | P | W / t | V q / t | I V = I² R = V² / R | 瓦特;焦耳/秒 | W; J / S |
常數 k = 1 / 4π ε0
= 9×109
, ( N ·m²
/ C ² )
介電常數,真空電容率: ε0
= 8.85 × 10-12
( C² / N ·m²)
電荷密度,單位面積之帶電量: σ = Q / A (C / m²)
電阻係數(依導線物質之性質而定): ρ (Ω
·m)
q : 電量 (C)
基本電荷e = 1.6 × 10-19 (C),
電子: -e, 質子: +e
第二款 電流
電流:
電子流動的數量;乃電荷移動的結果;
電流由高電位流向低電位,即順著電場方向移動
如果導體沒有外加電場,則自由電子只能在內自由徘徊,而無法離開至外部
正電荷,電洞,電流:順著電場方向移動
負電荷,電子,電子流,感應電流:逆著電場方向移動
第三款 電阻
電阻:
電子流動時,所受到的阻力.
歐姆定律:
R=V/I
電阻R與導線長度L成正比,與導線截面積A成反比
R= ρ L/A
表7.3.1 電阻與導帶
電阻大 | 導線細 | 導線長 | 導線質雜 | 導線鬆動 | 加熱 | 串聯 |
電阻小 | 導線粗 | 導線短 | 導線質純 | 導線緊定 | 冷卻 | 並聯 |
表7.3.2 以色帶代表電阻量
碳質電阻 | 第一色帶 | 第二色帶 | 第三色帶 | 第四色帶 |
代表意義 | 第一位數字 | 第二位數字 | 0的數目 | 誤差 |
表7.3.3 電阻顏色與代碼
顏色 | 黑 | 棕 | 紅 | 橙 | 黃 | 綠 | 藍 | 紫 | 灰 | 白 | 金 | 銀 | 無色 |
意義 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ±5% | ±10% | ±20% |
第四款 電阻,電流,電壓之關係:
表7.4.1
電阻,電流,電壓關係表
名稱 |
單位 |
公式 |
串連(I=定) | 並連(V=定) |
電壓 |
伏特 |
V=IR |
E=E¹+E² | V=V¹=V² |
電流I |
安培 |
I=V/R |
I=I¹=I² | I=I¹+I² |
電阻 |
歐姆Ω |
R=V/I |
R=R¹+R² | 1/R=1/R¹+1/R² |
電容 |
法拉F |
C=Q/V |
1/C=1/C¹+1/C² | C=C¹+C² |
電感L |
|
|
L=L¹+L² | 1/L=1/L¹+1/L² |
電功率P |
瓦特 |
P=IV=I²R=V²/R |
P=½ CE² |
P=½ I²L |
Q=It | ||||
N¹/N²=I²/I¹=V¹/V² |
電阻,電流,電壓之量測:
電流計:用來檢驗或度量電路中之電流的儀器
安培計:電流計中,並聯一低電阻,與電路串聯使用
伏特計:電流計中,串聯一高電阻,與電路並聯使用