演講人：日期：物理電流電壓課件contents目錄電壓基本概念與特性電流基本概念與特性歐姆定律及其應用串聯并聯電路分析磁場對電流作用力介紹交流電基礎知識普及020103040506contentscontents01電流基本概念與特性電流定義及單位電流定義電磁學上把單位時間里通過導體任一橫截面的電量叫做電流強度，簡稱電流（Electriccurrent）。電流符號與單位電流單位命名電流符號為I，單位是安培（A），簡稱“安”。安培來源于法國物理學家、化學家安德烈·瑪麗·安培的姓氏，他在電磁作用方面的研究成就卓著。電流方向電學上規定正電荷定向流動的方向為電流方向，工程中也以正電荷的定向流動方向為電流方向。電流大小表示電流的大小以單位時間內流經導體截面的電荷Q來表示其強弱，稱為電流強度。電流方向與大小表示電流產生條件導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規則的定向運動就形成了電流。電流分類根據電流的形成和特性，可將其分為直流電流和交流電流等多種類型。電流產生條件與分類在金屬導體中，電流實際上是由電子的定向移動形成的。電子電流電子帶負電，其定向移動方向與電流方向相反。電子電流方向電子電流是現代電子技術和電工技術的基礎，廣泛應用于各種電子設備和電力系統中。電子電流的應用電子電流概念引入01020302電壓基本概念與特性電壓（voltage）是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產生的能量差的物理量。電壓定義電壓的國際單位制為伏特（V，簡稱伏），常用的單位還有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。電壓單位電壓定義及單位電壓方向電壓的方向規定為從高電位指向低電位的方向。電壓大小表示電壓在某點至另一點的大小等于單位正電荷因受電場力作用從某點移動到另一點所做的功。電壓方向與大小表示電壓在電路中的作用電壓產生電流電壓是電路中產生持續電流的原因，是電流通過導體的推動力。電壓越高，電流做功的能力越強，即功率越大。電壓影響功率電壓的大小和方向決定了電路的工作狀態，如通路、斷路和短路等。電壓決定電路狀態電壓與電位差關系電位差的應用在電路分析中，電位差常用來描述電路中各點之間的電壓差，從而方便計算和分析電路的性能和參數。電壓與電位差電壓是電勢差的另一種說法，兩者在本質上相同，都描述了電場中兩點之間的電勢差異。03歐姆定律及其應用適用范圍適用于純電阻電路，如金屬導電和電解液導電等。歐姆定律表述在同一電路中，通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比，跟這段導體的電阻成反比。歐姆定律公式I=U/R，其中I表示電流，U表示電壓，R表示電阻。歐姆定律表述與公式在已知電壓和電阻的情況下，通過歐姆定律可計算電流的大小。計算電流在已知電流和電阻的情況下，通過歐姆定律可計算電壓的大小。計算電壓通過歐姆定律可以分析電路中的電流、電壓和電阻之間的關系，從而進行電路設計和優化。電路分析歐姆定律在電路分析中應用010203線性電阻和非線性電阻概念線性電阻電阻值與通過它的電流無關，電阻為常數，伏安特性曲線為直線。非線性電阻電阻值隨通過它的電流變化而變化，伏安特性曲線為曲線。線性電阻應用常見于金屬導體和電解液等，適用于歐姆定律。非線性電阻應用常見于半導體器件和特殊材料等，不適用于歐姆定律。伏安法通過改變電路中的電壓或電阻，測量電流的變化，驗證歐姆定律的正確性。電流表、電壓表測量法使用電流表和電壓表分別測量電路中的電流和電壓，根據歐姆定律計算電阻值，與實際情況比較驗證。電橋法利用電橋平衡原理測量未知電阻值，與通過歐姆定律計算得到的電阻值進行比較驗證。歐姆定律實驗驗證方法04串聯并聯電路分析電流特點串聯電路中流過每個電阻的電流相等，因為直流電路中同一支路的各個截面有相同的電流強度。電壓特點計算方法串聯電路特點與計算方法串聯電路的總電壓等于各電阻上電壓的降和，且串聯電路中各電阻分壓，分壓大小與電阻的阻值成正比。串聯電路的總電阻等于各電阻之和，即R=R1+R2+...+Rn；總電壓等于各分電壓之和，即U=U1+U2+...+Un。并聯電路特點與計算方法電流特點并聯電路中各支路的電流之和等于總電流，且各支路電流分配與電阻成反比，即電阻越大電流越小。電壓特點并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且等于總電壓。計算方法并聯電路的總電阻的倒數等于各電阻倒數之和，即1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn；總電流等于各支路電流之和，即I=I1+I2+...+In。識別串并聯部分通過電路連接方式，識別出哪些部分是串聯，哪些部分是并聯，從而簡化電路結構。合并等效電阻將串聯或并聯的電阻合并成等效電阻，以簡化電路計算。靈活運用串并聯規律在混聯電路中，靈活運用串聯和并聯電路的特點和計算方法，可以更有效地解決復雜電路問題。混聯電路簡化技巧根據實際需要，利用串聯和并聯電路的特點，設計出合理的電路結構，以實現預期的功能。電路設計實際應用案例分析在電路出現故障時，通過檢查電路的串并聯關系，快速定位故障點，并進行修復。故障排查在多個負載的情況下，利用并聯電路的分流特性，合理分配電流，確保各負載正常工作。負載分配05磁場對電流作用力介紹磁場基本概念及性質回顧磁場定義磁場是由運動著的微小粒子構成的，傳遞實物間磁力作用的場。磁場特性磁場在現有條件下看不見、摸不著，但可通過磁體對放入其中的磁體產生作用來感知其存在。磁場方向磁感線上某點的切線方向為該點的磁場方向，小磁針靜止時北極所指的方向為該點的磁場方向。磁感應強度描述磁場強弱和方向的物理量，用磁感線表示，磁感線越密集的地方磁場越強。洛倫茲力公式F=QvB，其中F為洛倫茲力，Q為運動電荷的電量，v為運動電荷的速度，B為磁感應強度。洛倫茲力公式推導與實驗驗證01洛倫茲力方向由左手定則確定，四指指向正電荷運動方向，拇指指向受力方向；對于負電荷，四指指向其運動的反方向，拇指仍指向受力方向。02洛倫茲力實驗驗證通過陰極射線管實驗觀察電子在磁場中的偏轉，驗證洛倫茲力的存在及其方向判斷方法。03洛倫茲力應用如電動機、磁流量計等設備的制造與運用。04安培力公式F=BIL，其中F為安培力，B為磁感應強度，I為電流強度，L為導線在磁場中的有效長度。安培力方向由左手定則確定，伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。安培力實驗驗證通過電流天平實驗測量通電導線在磁場中的受力，驗證安培力公式及其方向判斷方法。安培力應用如電磁鐵、電磁起重機等設備的制造與運用。安培力公式推導與實驗驗證方法磁場對導體棒作用力問題探討通電導體棒在磁場中受到安培力的作用，其方向垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面。磁場對通電導體棒的作用力磁場可以改變通電導體棒的運動狀態，使其發生偏轉或加速等運動。根據牛頓第二定律和安培力公式，可以推導出磁場中通電導體棒的運動規律，如加速度、速度等物理量的變化情況。磁場對導體棒運動的影響當通電導體棒在磁場中受到安培力與其他力（如重力、支持力等）達到平衡時，可通過受力分析求解相關物理量。磁場中導體棒受力平衡問題01020403磁場中導體棒運動規律06交流電基礎知識普及交流電產生原理交流電是由發電機中的線圈在磁場中旋轉產生的，其電流方向隨時間作周期性變化。波形圖繪制通常使用正弦曲線來表示交流電的波形，橫軸表示時間，縱軸表示電流或電壓。交流電產生原理及波形圖繪制正弦交流電在一個周期內的最大值，表示電流或電壓的最大瞬時值。最大值（峰值）單位時間內正弦波重復的次數，我國市電頻率為50Hz。頻率正弦波起始時刻的相位，表示電流或電壓的初始狀態。初相位正弦交流電三要素介紹010203峰值交流電的峰值即最大值，是電流或電壓的最大瞬時值，峰值與有效值之間存在一定的換算關系。有效值交流電的有效值是根據電流的熱效應來定義的，它等于直流電產生相同熱效應時的電流值。平均值交流電的平均值是指在一個周期內電流或電壓