【電流電壓功率計算公式】電流的計算公式

【電流電壓功率計算公式】電流的計算公式

科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。通常用字母1

表示，它的單位是安培（安德烈?瑪麗?安培），1775年—1836年，法國物理學家、化學

家，在電磁作用方面的研究成就卓著，對數(shù)學和物理也有貢獻。電流的國際單位安培即以

其姓氏命名），簡稱“安”，符號“A”，也是指電荷在導體中的定向移動。

導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規(guī)則的定向運動就形成了電流。

電源的電動勢形成了電壓，繼而產(chǎn)生了電場力，在電場力的作用下，處于電微安（UA）1A=1

000mA=l000000uA,電學上規(guī)定：正電荷定向流動的方向為電流方向。金屬導體中電流

微觀表達式I=nesv,n為單位體積內(nèi)自由電子數(shù)，e為電子的電荷量，s為導體橫截面積，v

為電荷速度。

大自然有很多種承載電荷的載子，例如，導電體內(nèi)可移動的電子、電解液內(nèi)的離子、等離

子體內(nèi)的電子和離子、強子內(nèi)的夸克.這些載子的移動，形成了電流。

單位

國際單位制中電流的基本單位是安培。1安培定義為：在真空中相距為1米的兩根無限

長平行直導線，通以相等的恒定電流，當每米導線上所受作用力為2X10-7N時，各導線

上的電流為1安培。

初級學習中1安培的定義：1秒內(nèi)通過導體橫截面的電荷量為1庫侖，即：1安培=1庫侖/

秒。

換算方法：

lkA=1000A

1A=1000mA

lmA=1000gA

1uA=1000nA

lnA=1000pA

一些常見的電流：電子手表L5uA至2uA,白熾燈泡200mA,手機100mA,空調(diào)5A至

10A,高壓電200A,閃電_A至—A。

定義公式：，Q為通過導體橫截面的電荷量，單位是庫侖。t為電荷通過導體的時間，單

位是秒。

方向

物理上規(guī)定電流的方向，是正電荷定向移動的方向。電流運動方向與電子運動方向相反。

電荷指的是自由電荷，在金屬導體中的自由電荷是自由電子，在酸，堿，鹽的水溶液中是

正離子和負離子。

在電源外部電流由正極流向負極。在電源內(nèi)部由負極流回正極。

表達式

通過導體橫截面的電荷量Q跟通過這些電荷量所用的時間t的比值稱為電流，也叫電流強

度。即I=Q/t。如果在1s內(nèi)通過導體橫截面的電荷量是1C,導體中的電流就是1A。

決定電流大小的微觀量：在加有電壓的一段粗細均勻的導體AD上選取兩個截面B和C,設

導體的橫截面積為S,導體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個電荷的電荷量為e,電荷

的定向移動速率為V,則在時間t內(nèi)處于相距為vt的兩截面B、C間的所有自由電荷將通

過截面Co由可得I=nesv?

其中：

n：表示單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)；

e：自由電荷的電量；

s：為導體橫截面積；

v：為自由電荷定向移動的速率。

獲得條件

電流表

電流表

電路中保持有恒定的電動勢（電力場）。

電路連接好，閉合開關，處處相通的電路叫做通路（也稱為閉合電路）。

規(guī)律

串聯(lián)電路

電流：I總=11=12（串聯(lián)電路中，電路各部分的電流相等）

并聯(lián)電路

電流：I總=11+12（并聯(lián)電路中，干路電流等于各支路電流之和）

計算式

電流的方向與正電荷在電路中移動的方向相同。實際上并不是正電荷移動，而是負電荷移

動。電子流是電子（負電荷）在電路中的移動，其方向為電流的反向。電流強度可以用公式

表達為：

其中，Q為電量（單位是庫侖），t為時間（單位是秒）。

=nesv（1A=1C/S）

（部分電路歐姆定律）或I=E（電動勢）/（R［外］+r［內(nèi)］）或I=E/（R+Rg［檢測器電阻］+r）（閉合

電路歐姆定律）

在中如果正負離子同時移動形成電流，那么Q為兩種電荷的電量和。

產(chǎn)生條件編輯

1、有電場。（電路當中，電源會產(chǎn)生電場。）

2、有自由移動的帶電粒子。（電路中，還需要是閉合電路。）

標準等級

GB/T762-2002

單位A（安培）

1、1.25、1.6、2、2.5、3.15、4、5、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、

63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、

2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、_、_、_、_、_、_、_、_、_、

_、__、__、__、_

物理性質(zhì)編輯

在各種介質(zhì)內(nèi)的電流的物理性質(zhì)

金屬

在固態(tài)金屬導體內(nèi)，有很多可移動的自由電子。雖然這些電子并不束縛于任何特定原子，

但

電流在金屬中存在

電流在金屬中存在（4張）

都束縛于金屬的晶格內(nèi)。甚至于在沒有外電場作用下，因為熱能（thermalenergy）,這些

電子仍舊會隨機地移動。但是，在導體內(nèi)，平均凈電流是零。挑選導線內(nèi)部任意截面，在

任意時間間隔內(nèi)，從截面一邊移到另一邊的電子數(shù)目，等于反方向移過截面的數(shù)目。如同

喬治?伽莫夫在他發(fā)表于1947年的科學暢銷書《One,Two,Three。Infinity》談到：

“金屬物質(zhì)與其它物質(zhì)不同的地方，在于其最外層的電子很松弛地束縛于原子，電子能夠

很容易地逃離原子。因此，滿布于金屬的內(nèi)部，有很多未被束縛的電子，毫無目標地游

動，就好像一群無家可歸的醉漢。當施加電壓于一根金屬導線的兩端，這些自由電子會朝

著電勢高的一端奔去，這樣，形成了電流。”

其它介質(zhì)

在固態(tài)金屬內(nèi)，電荷流動的載子是電子，從低電勢流到高電勢。在其它種介質(zhì)內(nèi)，任何電

荷載子的載子流都可以形成電流。

在真空內(nèi)，可以制作一個離子束（ionbeam）或電子束。這也是一種電流。在有些傳導性物

質(zhì)內(nèi)，電流是由正電荷載子和負電荷載子共同形成的。在像質(zhì)子導體（protonconductor）

一類的物質(zhì)內(nèi)，電流可能完全是由正電荷載子形成。例如，在水溶液內(nèi)，電解質(zhì)會導電，

電流內(nèi)的正價氫離子（質(zhì)子）朝著某方向流動，負價的硫酸根離子朝著反方向流動。在電花

（spark）或等離子體內(nèi)的電流內(nèi)有電子、正離子、負離子。在半導體內(nèi)，可以視電流為正

值空穴（一個呈電中性的原子，由于少了一個負電的電子，所以那里就會呈現(xiàn)出一個正電性

的空位）的流動。這種半導體稱為p型半導體。

測量儀器

學生用表

電流表的符號：-A-電流表的使用方法：

電流表

電流表（4張）

電流表要與被測用電器串聯(lián)。

正負接線柱的接法要正確：使電流從正接線柱流入，從負接線柱流出，俗稱正進負出。

被測電流不要超過電流表的量程。（否則會燒壞電流表）可用試觸的方法確定量程。

因為電流表內(nèi)阻太?。ㄏ喈斢趯Ь€），所以絕對不允許不經(jīng)過用電器而把電流表直接連到電

源的兩極上。

確認使用的電流表的量程。

確認每個大格和每個小格所代表的電流值。

鉗形表

鉗形電流表（簡稱鉗表），是集電流互感器與電流表于一身的儀表，其工作原理與電流互感

器測電流是一樣的。鉗形表是由電流互感器和電流表組合而成。電流互感器的鐵心在捏緊

扳手時可以張開，被測電流所通過的導線可以不必切斷就可穿過鐵心張開的缺口，當放開

扳手后鐵心閉合。穿過鐵心的被測電路導線就成為電流互感器的一次線圈，其中通過電流

便在二次線圈中感應出電流。從而使二次線圈相連接的電流表便有指示一一測出被測線路

的電流。

鉗形電流表分高、低壓兩種，用于在不拆斷線路的情況下直接測量線路中的電流。

新型儀表

各類變頻電量分析儀、高精度功率分析儀、寬頻功率分析儀等高端儀器，可以測量任意波

形的電壓、電流、功率和諧波。

分類

電流分為交流電流和直流電流。

交流電：大小和方向都發(fā)生周期性變化。生活中插墻式電器使用的是民用交流電源。

直流電：方向不隨時間發(fā)生改變。生活中使用的可移動外置式電源提供的的是直流電。

交流電在家庭生活、工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的使用，生活民用電壓220V、通用工業(yè)電壓

380V,都屬于危險電壓。

直流電一般被廣泛使用于手電筒（干電池）、手機（鋰電池）等各類生活小電器等。干電池

（1.5V）、鋰電池、蓄電池等被稱之為直流電源。因為這些電源電壓都不會超過24V,所以

屬于安全電源。

三大效應

熱效應

導體通電時會發(fā)熱，把這種現(xiàn)象叫做電流熱效應。例如：比較熟悉的焦耳定律：是定量說

明傳導電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。（焦耳定律）

磁效應

電流的磁效應（動電會產(chǎn)生磁）：奧斯特發(fā)現(xiàn)：任何通有電流的導線，都可以在其周圍產(chǎn)生

磁場的現(xiàn)象，稱為電流的磁效應。（畢奧-薩法爾定律）

化學效應

電的化學效應主要是電流中的帶電粒子（電子或離子）參與而使得物質(zhì)發(fā)生了化學變化?；?/p>

學中的電解水或電鍍等都是電流的化學效應。（法拉第電解定律）

物理學家

安德烈?瑪麗?安培（Andr6-MarieAmpere1775?1836年），法國物理學家，對數(shù)學和化

學也有貢獻。1775年1月22日生于里昂一個富商家庭。年少時就顯出數(shù)學才能。

科學成就：1.安培最主要的成就是1820~1827年對電磁作用的研究。

①發(fā)現(xiàn)了安培定則

奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的實驗，引起了安培注意，使他長期信奉庫侖關于電、磁沒有關系

的信條受到極大震動，他全部精力集中研究，兩周后就提出了磁針轉(zhuǎn)動方向和電流方向的

關系及從右手定則的報告，以后這個定則被命名為安培定則。

②發(fā)現(xiàn)電流的相互作用規(guī)律

接著他又提出了電流方向相同的兩條平行載流導線互相吸引，電流方向相反的兩條平行載

流導線互相排斥。對兩個線圈之間的吸引和排斥也作了討論。

③發(fā)明了電流計

安培還發(fā)現(xiàn)，電流在線圈中流動的時候表現(xiàn)出來的磁性和磁鐵相似，創(chuàng)制出第一個螺線

管，在這個基礎上發(fā)明了探測和量度電流的電流計。

④提出分子電流的假說

他根據(jù)磁是由運動的電荷產(chǎn)生的這一觀點來說明地磁的成因和物質(zhì)的磁性。提出了著名的

分子電流假說。安培認為構(gòu)成磁體的分子內(nèi)部存在一種環(huán)形電流一一分子電流。由于分子

電流的存在，每個磁分子成為小磁體，兩側(cè)相當于兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子

電流取向是雜亂無章的，它們產(chǎn)生的磁場互相抵消，對外不顯磁性。當外界磁場作用后，

分子電流的取向大致相同，分子間相鄰的電流作用抵消，而表面部分未抵消，它們的效果

顯示出宏觀磁性。安培的分子電流假說在當時物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識甚少的情況下無法證實，它

帶有相當大的臆測成分;在今天已經(jīng)了解到物質(zhì)由分子組成，而分子由原子組成，原子中有

繞核運動的電子，安培的分子電流假說有了實在的內(nèi)容，已成為認識物質(zhì)磁性的重要依

據(jù)。

⑤總結(jié)了電流元之間的作用規(guī)律一一安培定律

安培做了關于電流相互作用的四個精巧的實驗，并運用高度的數(shù)學技巧總結(jié)出電流元之間

作用力的定律，描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對取向之間

的關系。后來人們把這定律稱為安培定律。安培第一個把研究動電的理論稱為“電動力

學”，1827年安培將他的電磁現(xiàn)象的研究綜合在《電動力學現(xiàn)象的數(shù)學理論》一書中。這

是電磁學史上一部重要的經(jīng)典論著。為了紀念他在電磁學上的杰出貢獻，電流的單位“安

培”以他的姓氏命名。

他在數(shù)學和化學方面也有不少貢獻。他曾研究過概率論和積分偏微方程;他幾乎與II戴維同

時認識元素氯和碘，導出過阿伏伽德羅定律，論證過恒溫下體積和壓強之間的關系（玻意耳

定律），還試圖尋找各種元素的分類和排列順序關系0

2.“電學中的牛頓”

安培將他的研究綜合在《電動力學現(xiàn)象的數(shù)學理論》一書中，成為電磁學史上一部重要的

經(jīng)典論著。麥克斯韋稱贊安培的工作是“科學上最光輝的成就之一，還把安培譽為“電學

中的牛頓”。

安培還是發(fā)展測電技術的第一人，他用自動轉(zhuǎn)動的磁針制成測量電流的儀器，以后經(jīng)過改

進稱電流計。

安培在他的一生中，只有很短的時期從事物理工作，可是他卻能以獨特的、透徹的分析，

論述帶電導線的磁效應，因此我們稱他是電動力學的先創(chuàng)者，他是當之無愧的。

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密度

電流密度是一種度量，以矢量的形式定義，其方向是電流的方向，其大小是單位截面面積

的電流。采用國際單位制，電流密度的單位是“安培/平方毫米”。用方程表達J=I/s

其中（I