電學概述-1
1.電的單位
相關計算公式
1) V=IR (換算) I=V/R R=v/I (如果I=V/R ,R=0,將造成短路)
2) I=Q/t =1 A (Q為庫倫,t為秒數)
3)R=ρⅹ L/A (ρ:電阻率 ,L:長度 ,A :面積)
1/ρ=σ(導電率)
4)電能轉熱能
H=I²*R*t (做功,單位焦耳J)
H=0.24*I²*R*t (焦耳轉熱能,單位cal) ; 1J=0.24 cal
H=VI=W(功率) ; 1W=J/S
電壓,電阻,電流的比喻 :
*整體比喻 :
電壓有如水庫,水量累積越多,壓力越大.
電流有如水庫洩洪的水.電子在流動時會產生熱,熱的程度便為瓦特
電阻有如水庫的牆,水管
當電阻大,輸送的的管道充滿阻礙,這時電流量會變小,但電的流動速度會增快(電壓要上升),以達到同
樣輸出功率
V:電壓
指電的壓力,推動電子在電路中運動的力量 (電動勢EMF)
例 : 電器標明125V 6A,指的是此電器耐壓的程度為125V(伏特)
I:電流-安培(A) 1)指每一秒鐘流過多少庫倫的電子,有如馬路大小
2)1A : 指每秒鐘以1庫倫比率一動電荷量時所流之電流大小.
3)一個電子所具備電荷為1.6*10(負19次方),故1庫倫的電荷即有1/1.6*10(負19次
方),也就是說擁有6.25*10(18次方)個電子的電量
4)電線走火 : 便是安培數與電壓超量.產生高溫,造成導線熔化.
5)電流特性 : (電路特性)
當導線連接接觸在一起時,電流會直接經由電阻最小的線路回到電流源( 這是電流
的特性 ,換個方式說...大家都比較喜歡走大路,不喜歡走很窄的路!! 所以電流也
是這特性。
電源+負載,此為電氣電路
所以人會觸電是因為人的電阻比負載小,電便由身上而過.
R:電阻 單位 :歐姆
1)表示對於自由電子量阻止的程度
2)電阻對於電流與功率有一額定大小,如過超出甚多,電阻將會燒毀或損壞.
P:瓦特(電功率:發熱的程度) 單位:(W)
每秒鐘轉換,使用或耗散的能量的速率
功率(瓦特)=電流(安培) x 時間(秒)
VA(伏安) :VA(伏安)不等於W(瓦)
是因為在交流電中的電感(容)性負載,會造成電壓與電流之相位差.
使電壓與電流不同時存在而做虛功.
所以計算交流電功率時,必須乘以cos(相差角).
W : 電能 單位 :焦耳 (J)
焦耳(J)﹕l牛頓的外力作用於物體時,若物體沿作用力方向的位移1公尺,則此外力對物體作功的
大小為1焦耳,即 1牛頓╳1公尺=1焦耳
Hz : 60Hz是「每秒鐘變換60次」
是頻率的單位,X Hz就是每秒X次的意思,舉凡是波就有頻率有週期
台電供給的電之一次交替變化為60Hz (如下圖)
2.完整電路 : (四元件)
電源 G : 1)供給電源的來源(台電)
2)產生電能的設備(發電機)
負載 Load :消耗電能的產品 (電鍋,冷氣,電燈)
**可由產品端來反想需求的電力
導線 :傳輸電能
1)良導 :電子少
2)不良導 :電子數多,要有很大的能量外力才能撞出電子
開關 :控制電能傳輸 (S.W)開關
1)常開 : 按了才會動,"吋動"開關,目的 : 調整機器用
2)開了後會通電卡住
3.短路
一個正常的電路,不經負載(消耗電力)便回來供電源頭.
可使用公式V=IR應證
當電阻趨近於0的時候 (並未到0) ,此時I就會變的無限大.所以短路會造成電流變成無限大,而損毀電
路保護套,引起火災等等
此外如果電源接上去的東西負載太低的話也稱之為短路
4.電位
1)電能是位能的一種,也就是這種能量和「位置」有關。在重力位能中,位置越高、質量越大的物體
重力位能越大。在電位能中,則是電位(電的位置)越高、電量越大的物體電位能越大。
(電量是指帶電的多寡,單位是庫侖)。
2)電位是以正電來定義的。如果有一個正電在某個電場中自由的「落下」了,那麼那個正電就是往
「低電位」的方向加速移動;反方向就是所謂的「高電位」的方向。如圖所示,一個自由正電在此
電場中,會向左方加速,代表左方是低電位,右方是高電位。造成電位高低的原因是因為正負電
荷。在正電荷附近是高電位;遠離正電荷則是低電位,負電荷附近則是低電位;遠離負電荷則是高
電位。負電荷則是從低電位往高電位移動。
圖、電位的定義
3)如果施力將圖中的正電荷向右等速度推過去,位能就會升高。如果我推的越遠,這個電荷所具有的
位能就越高。如果電荷數越多或者電場越強,位能也會越高。
4)簡單定義為 :任意點電壓大小為該點電位
電位差
每庫侖的電荷在電場中的任意兩點所具有的電位能差距就是電位差V。電位差用來表示在這樣的電場中,一庫侖的正電在不同位置時的電位能差距
無論是低電壓(0~220V)或高電壓(11180V~11400V),因電壓差的關係,兩條電線間皆為220V的電壓能力.
等電位
因兩條線電壓都相同,無電壓差,所以電流不會流動
6.如何發電
1)發電的方法有許多種:
摩擦生電 : 靜電
是一種物理現象
氣干燥情況下非常多見。天氣干燥時,化纖衣物、地毯、坐墊、牆紙等受到摩擦,都會
產生靜電。據測定,人在地毯上行走,產生的靜電電壓超過2000伏特;穿或脫化纖純滌
綸衣服時的瞬間,電壓可達5萬~10萬伏特。當靜電電壓達到2000伏特時,人的手指就
會有所感覺;超過3000伏特時,就會產生電火花,手指尖會感覺到針刺樣疼痛;超過
7000伏特時,不僅身體會有被電擊的感覺,正常的心電傳導都會受到影響
熱生電 : 加熱後電子會移動,產生電位差
光生電 : 光照於一物質上,該物質上的電子會跑向下層另一物質(必須為異物質),產生電子移動
壓力生電 : 一外力往一物壓下,中間受壓的電子會往兩端跑
化學生電 : 電瓶是利用化學原理來產生電
把一片鋅和一片銅插到檸檬里,再接上電線,把接到銅一頭的電線接到1。5V燈泡的正
方,把接到鋅的電線接到燈泡的負方,燈泡就亮了。這就是一個小電瓶,原理和轎車用的
電瓶一樣。
磁生電 : 磁生電概述
a.利用一個線圈與一個磁鐵,會在動作中產生感應電壓.
b.是由電子朝同一方向運動而產生的,如果電子為朝同一方向亂動,便不會產生磁
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