電氣或電子電路中的電壓,電流和電阻之間的基本關系稱為歐姆定律。
所有材料均由原子組成,所有原子均由質子,中子和電子。質子,有正電荷。中子沒有電荷(即它們是中性的),而電子具有負電荷。原子被原子核與外殼中的電子之間存在強大的吸引力束縛在一起。
當這些質子,中子和電子在原子內共同存在時,它們就是快樂和穩定的。但是如果我們將它們彼此分開,它們就會想要改造并開始發揮一種被稱為勢差的吸引力。
現在,如果我們創建一個閉路,這些松散的電子將會由于它們的吸引力產生電子流,所以開始移動并漂移回質子。這種電子流稱為電流。電子不能自由地流過電路,因為它們移動的材料會對電子流產生限制。這種限制稱為電阻。
然后,所有基本的電氣或電子電路都包含三個獨立但非常相關的電量,稱為:電壓,(v),電流,(i)和電阻,(Ω)。
電壓
電壓,( V )是電源的勢能以電荷的形式存儲。電壓可以被認為是推動電子通過導體的力,電壓越大,其“推動”電子通過給定電路的能力就越大。由于能量具有工作能力,這種勢能可以被描述為焦耳所需的工作,以電流的形式將電子從一個點或節點移動到另一個點或節點。
然后電路中任意兩點,連接或結點(稱為節點)之間的電壓差稱為電位差,(pd)通常稱為電壓降。
兩點之間的電位差用伏特測量,電路符號 V ,或小寫“ v ”,但能量, E 小寫“ e ”有時用于表示產生的電動勢(電動勢)。然后電壓越大,壓力(或推力)越大,工作能力就越大。
恒壓源稱為直流電壓隨時間周期性變化的電壓稱為AC電壓。電壓以伏特為單位測量,其中一伏被定義為迫使一安培的電流通過一歐姆電阻所需的電壓。電壓通常以伏特表示,前綴用于表示電壓的亞倍數,例如微伏(μV= 10 -6 V ),毫伏( mV = 10 -3 V )或千伏( kV = 10 3 V )。電壓可以是正電壓也可以是負電壓。
電池或電源主要用于在電子電路和系統中產生穩定的直流(直流)電壓源,如5v,12v,24v等。而A.C.(交流電)電壓源可用于家庭住宅和工業電力和照明以及電力傳輸。英國的電源電壓目前為230伏特。和110伏特的交流電壓
通用電子電路在1.5V和24V dc之間的低壓直流電池供電。恒壓源的電路符號通常以電池符號形式給出,帶有 + 和負, - 符號表示極性方向。交流電壓源的電路符號是內部帶有正弦波的圓。
電壓符號
可以在水箱和電源之間建立簡單的關系。出水口上方的水箱越高,水的壓力越大,釋放的能量越多,電壓越高,釋放的電子越多,勢能越大。
電壓總是以差值來衡量電路中任意兩點之間的電壓和這兩點之間的電壓通常稱為“電壓降”。注意電壓可以在沒有電流的情況下存在于電路中,但是沒有電壓就不能存在電流,因此任何電壓源,無論是DC還是AC都喜歡開路或半開路狀態,但是會討厭任何短路情況,因為這會破壞它。
電流
電流,( I )是電荷的運動或流動,以安培為單位測量,符號i,強度)。正是由電壓源“推動”的電路周圍的電子(原子的負粒子)的連續且均勻的流動(稱為漂移)。實際上,電子從負(-ve)端子流向電源的正(+ ve)端子,為了便于電路理解,傳統的電流假定電流從正端子流向負端子。
通常在電路圖中,通過電路的電流通常有一個與符號相關的箭頭, I 或小寫 i ,以指示電流的實際方向流。但是,此箭頭通常表示傳統電流的方向,而不一定是實際流量的方向。
常規電流
傳統上,這是電路周圍的正電荷流,從正到負。左圖顯示了從電池正極端子流過電路并返回電池負極端的閉合電路周圍的正電荷(空穴)的運動。這種從正電流到負電流的電流通常稱為常規電流。
這是在發現電流時選擇的慣例,其中認為電流方向在電路中流動。為了繼續這一思路,在所有電路圖和原理圖中,二極管和晶體管等元件的符號上顯示的箭頭指向傳統電流的方向。
然后傳統電流給出從正到負的電流,它與實際電子流的方向相反。
電子流
電路周圍的電子流與傳統電流從負向正的方向相反。在電路中流動的實際電流由從負極流出的電子組成。電池(陰極)返回電池的正極(陽極)。
這是因為電子上的電荷根據定義是負的,因此被吸引到正極端子。這種電子流稱為電子電流。因此,電子實際上在電路中從負端子流向正極。
許多教科書都使用傳統的電流和電子流。事實上,只要方向一致使用,電流在電路周圍流動的方式沒有區別。電流方向不會影響電路內的電流。通常,理解傳統的電流更容易 - 從正到負。
在電子電路中,電流源是提供指定量電流的電路元件,例如1A,5A 10 Amps等,恒定電流源的電路符號以圓圈形式給出,內部帶箭頭表示方向。
電流以安培測量,安培或安培定義為電子或電荷的數量( Q 以庫侖計)通過某一方向在一秒內指向電路,( t 以秒為單位)。
電流通常以安培表示,前綴用于表示微安?( μA= 10 -6 A )或毫安( mA = 10 -3 A )。請注意,電流可以是正值,也可以是負值,具體取決于電路周圍的流動方向。
單向流動的電流稱為直流,或DC和通過電路來回交替的電流稱為交流電或AC。當電壓源連接到電路時,交流或直流電流是否僅流過電路,其“流量”僅限于電路的電阻和推動它的電壓源。
此外,作為交替電流(和電壓)是周期性的,隨時間變化“有效”或“RMS”,(均方根)值作為 I rms 產生相同的平均功率損耗相當于直流電流 I average 。電流源與電壓源相反,因為它們像短路或閉路條件,但討厭開路條件,因為沒有電流流動。
使用水箱關系,電流相當于電流的流量。水通過管道,整個管道的流量相同。水流越快,電流越大。請注意,沒有電壓就不能存在電流,所以任何電流源,無論是DC還是AC都喜歡短路或半短路狀態,但是討厭任何開路狀況,因為這會阻止它流動。
電阻
電阻,( R )是材料抵抗或阻止電流流動的能力,更具體地說,是電路內電荷流動的能力。完美地完成此操作的電路元件稱為“電阻器”。
電阻是以歐姆測量的電路元件,希臘符號(Ω,Omega )前綴用于表示Kilo-ohms(kΩ= 10 3 Ω)和Mega-ohms(MΩ= 10 6 Ω)。請注意,電阻值不能為正值。
電阻符號
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電阻器所具有的電阻量取決于通過它的電流與其兩端的電壓之間的關系,這決定了電路元件是“良導體” - 低電阻還是“壞導體” - 高電阻。低電阻,例如1Ω或更低意味著電路是由銅,鋁或碳等材料制成的良導體,而高電阻,1MΩ或更高意味著電路是由絕緣材料(如玻璃,瓷)制成的不良導體另一方面,諸如硅或鍺的“半導體”是一種材料,其電阻是良導體和良導體之間的一半。因此名稱為“半導體”。半導體用于制造二極管和晶體管等。
抵抗力本質上可以是線性的或非線性的,但絕不是負的。線性電阻符合歐姆定律,因為電阻兩端的電壓與通過它的電流成線性比例。非線性電阻不符合歐姆定律,但其上的電壓降與電流的某些功率成正比。
電阻純,不受頻率影響電阻的交流阻抗等于其直流電阻,因此不能為負。請記住,電阻總是正的,永遠不會消極。
電阻器被歸類為無源電路元件,因此不能提供電力或儲存能量。相反,電阻吸收的功率表現為熱量和光。無論電壓極性和電流方向如何,電阻中的功率始終為正。
對于非常低的電阻值,例如毫歐,(mΩ),有時候更容易使用電阻的倒數( 1 / R )而不是電阻( R )本身。電阻的倒數稱為電導,符號(G),表示導體或設備導電的能力。
換句話說電流流動的容易程度。高電導值意味著良好的導體,例如銅,而低電導值意味著諸如木材的不良導體。電導的標準測量單位是Siemen,符號(S)。
用于電導的單位是mho(歐姆拼寫向后) ,由倒歐姆符號?表示。功率也可以用電導表示為: p = i 2 / G = v 2 G 。
關系在電阻<的電路中,電壓,( v )和電流,( i )之間的電壓,( R )會產生直線iv關系,斜率等于電阻值,如圖所示。
電壓,電流和電阻摘要
希望到現在為止您應該了解電氣電壓, Current 和抵抗密切相關。電壓,電流和電阻之間的關系構成了歐姆定律的基礎。在固定電阻的線性電路中,如果我們增加電壓,電流會上升,同樣,如果我們降低電壓,電流會下降。這意味著如果電壓很高,電流就會很高,如果電壓很低,電流就會很低。
同樣,如果我們增加電阻,電流會在給定電壓下降,如果我們減小電流上升的阻力。這意味著如果電阻很高,電流很低,如果電阻很低,電流很高。
然后我們可以看到電路周圍的電流直接成比例(α)到電壓,( V↑導致 I↑)但與電阻成反比( 1 /α),( R↑ 導致<跨度>我↓ )。
下面給出了三個單元的基本概要。
電壓或電位差是電路中兩點之間勢能的量度并且通常被稱為“電壓降”。
當電壓源連接到閉環電路時,電壓會產生一股電流電路。
在直流電壓源中,符號+ ve(正)和-ve(負)用于表示電源的極性。
電壓以伏特測量,電壓符號 V 或電能 E 。
電流是電子流和通過電路的空穴流的組合。
電流是電路周圍連續均勻的電荷流,用安培或安培并且符號 I 。
當前是直接的與電壓成比例(IαV)
交流電的有效(rms)值具有與流過的直流電流相同的平均功率損耗電阻元件。
電阻是電路周圍電流的反對。
低電阻值意味著導體和高值電阻意味著絕緣體。
電流與電阻成反比( I1 /αR)
電阻是以歐姆衡量,希臘符號Ω或字母 R 。
在下一篇關于 DC的教程中電路我們將看看歐姆定律,這是一個解釋電路中電壓,電流和電阻之間關系的數學方程式,是電子和電氣工程的基礎。歐姆定律定義為: V = I * R 。
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