对大多数人来说,电是一种神秘的力量,当我们打开电灯开关或接通电器插头时,它就会神奇地出现。然而,尽管电流背后的科学非常复杂,但如果你学习一些关键的术语和函数,电流的基础知识就很容易理解。它还有助于比较通过电线的电流和通过管道的水流。虽然这个类比并不完美,但电路导线中的许多电流特性与管道系统中的水流相似。

1.移动电子

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我们所说的电流发生在家庭电路中导电材料原子间的粒子层上,这就是铜线。每个原子中有三种类型的粒子:中子、质子(携带正电磁电荷)和电子(携带负电荷)。这里最重要的粒子是电子,因为它有一个独特的特性,即能够从原子中分离出来并移动到相邻的原子中。电子的流动是产生电流的原因,负电荷的电子从一个原子跳到另一个原子。

发电机的工作原理

是什么使电子进入运动?物理原理很复杂,但从本质上讲,电路电线中的电流是由公用发电机(由风、水、原子反应堆或燃烧化石燃料供电的涡轮机)使的。1931年,Michael Faraday发现,当导电材料(金属线)在磁场内移动时,就产生了电荷。这是现代发电机工作的主要原因:涡轮机——无论是由落水供电还是由核反应堆产生的蒸汽驱动——在巨型磁铁内旋转巨大的金属丝线圈,从而导致电荷流动。

随着这种正电荷和负电荷的大规模电场建立,整个电网的电线中的电子开始进入作用,并开始与电场的节奏流动。当您翻转灯开关或插入灯或烤面包机时,您实际上是在利用数百英里外公用发电机正在拉动和推动的大量公用事业范围的电子。

发电机有时被比作水泵——它们不会产生电能(就像水泵不产生水一样),但它们使电子的流动成为可能。

2.电流=电子流动

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术语电流是指电路或电气系统中电子的简单流动。您还可以将电流与流经水管的水量或体积将之比作流水的数量或体积。电流以安培或安培测量。

交流与直流电流

电流存在两种类型:交流电 (AC) 和直流 (DC)。从技术上讲,直流电流仅向一个方向流动,而交流电流反向。在日常方面,交流是发电机产生的电力形式,用于在家中运行电灯、电器和插座,而直流是电池提供的电源形式。例如,您的手电筒是直流系统,而您家的插座使用交流系统。

许多可再生能源,如太阳能和风力发电机,产生直流电力,转化为交流,供家庭使用。汽车的电池是用于起动发动机的直流系统,但一旦发动机起动,汽车的电气系统就会产生交流发电机,开始产生交流电流来运行各种系统。

3.电压=压力

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电压也称为电动力,通常定义为系统中电子的压力。它可以比作管道中的水压。家中的标准电路可承载约 120 伏(实际电压可能介于约 115 到 125 伏之间)或 240 伏(实际范围:230 至 250 伏)。大多数灯具和插座由 120 伏电路馈送,而干燥机、范围和其他大型电器通常使用 240 伏电路。

4.功率=流量

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术语"瓦数"是指电能消耗或消耗的速度。在家中的电气系统消耗的总电量通过公用事业公司的电表读取。它以千瓦时或1000瓦时为单位,这就是你的计费方

ach 电气设备(如灯具或设备)的使用率以瓦为单位。例如,燃烧 10 小时的 100 瓦灯泡使用一千瓦时的电力。

安培、伏特和瓦特存在于彼此的数学关系中,如下所示:瓦特 = 伏特 x 安培

如果产品额定电压为 120 伏和 10 安培,则在运行时将最多使用 1,200 瓦:120 伏 x 10 安培 = 1,200 瓦。

5.欧姆 = 电阻

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欧姆是测量通过导电材料的电流的电阻。电阻越高,电子流越低。这种电阻会导致电路中产生一定量的热量。例如,吹风机吹热空气的原因是内部布线的电阻,从而产生热量。白炽灯泡的微小电线具有电阻,导致它加热并发光。如果延长线在吸引过多电流的产品上使用,则其电阻可能会过热。

在电路布线中,阻力过大会使电路过载并导致电气火灾。由于螺钉端子松动和腐蚀等损坏连接可能是罪魁祸首,因此应定期检查电气连接,以确保电气系统的安全。