电的奥秘

        电应用在我们生活的方方面面,当你拆卸一样电器产品时,眼花缭乱的电路板会,呈现在我们的眼前,这些复杂的,神奇的电路,其实都是由多个简单的电路组成的,让我们一起来探究电的奥秘吧!

        首先,先从电荷入手。在生活当中,我们经常能见到一些现象:在干燥天气里,衣服表面容易吸附灰尘;用塑料梳子梳头,头发会随梳子飘起来……这些现象的出现,是因为摩擦过的物体带了电荷,这种摩擦起电的实质是电荷的转移。

        我们虽然觉得当中有两种电荷,人们把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。电荷量的单位是库仑,简称库,符号是C。

        而电荷的定向移动就形成了电流。电流的方向是从电源的正极经过用电器流向负极。容易导电的物体叫做导体,不容易导电的物体叫做绝缘体。

        在一个电路当中,通常要有电源、用电器、开关以及导线,就在电路闭合时,才有电流通过电路。在表示一个电路的时候,为了简便们会交一些常用的原件用符号表示出来,这种用符号表示,电路连接的图就叫做电路图。一般电路有通路、断路和短路三种情况。

        电路的连接方式有串联和并联两种。两个小灯泡依次相连,然后接到电路中,我们就说这两个小灯泡是串联的;两个小灯泡的两端分别连在一起,然后接到电路中,我们就说这两个小灯泡是并联的。在并联电路中,两个用电器共用的那部分电路叫做干路,单独使用的那部分叫支路。

        用电器的正常使用肯定都是因为有电流通过,一个小灯泡接在不同的电路中,亮度也会不同,这都是因为通过小灯泡的电流强弱不同。表示电流强弱的物理量是电流,通常用字母I表示,它的符号是A。通常测量一个电路中的电流,用的是电流表。在串联电路中电流处处相等;并联电路中干路中的电流等于各支路中的电流之和。

        用电器的工作是因为有电流通过,这个时候就要有电压来推动电流定向移动。电源的作用就是给用电器两端提供电压。电压用U来表示符号是V。在串联电路中,电源,两端,电压等于各用电器,两端电压之和;在并联电路中,电源两端电压等于各支路用电器两端电压。

        当我们把不同材质的导线接入到同一个电路当中时,电流的大小不同,这是因为不同的导体对电流的阻碍作用不同,也就是电阻。电阻零继母而表示符号是o。导体的长度,横截面积以及材质都会影响到电阻的大小。在同一个电路中,电压相同时,电阻越大,电流越小。

        电流电压与电阻之间有什么样的关系呢?早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对电流,跟电阻以及电压之间的关系进行了大量实验研究,总结出了欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比(I=U/R)。用欧姆定律可以解决串并联电路中的很多问题,知二求三。

        我们都知道生活用电是需要收费的,那怎样知道每家每户用了多少电呢?这时就要引入电能。电能的单位是度,学名叫做千瓦时,符号是kw•h。电能可以转化成多种其他形式的能量,而这个转化的过程,也就是电流做功的过程,有多少电能发生了转化就说电流做了多少功,也就是电功。电流做功的多少?跟电流的大小,电压的高低,以及通电时间的长短都有关系,加在用电器上的电压越高,通过的电流越大,充电时间越长,电流做功就越多。由此就可以得到W=UIt。

        电流做功也是有快慢的,用电功率表示。就算电功率的式子有P=W/t、P=UI。

        在生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。电流通过导体时,电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应。英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流,电阻和通电时间的关系(焦耳定律):电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成反比(Q=I•I•R•t)。电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,那么Q=UIt。

        最终,人们发现和利用电还是要回归到我们的生活当中的。

        家庭电路是最常见、最基本的实用电路,一般家庭电路由两根进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器以及导线组成的。输电线进户后,首先接到电能表上,电能表用来显示所消耗的电能,接下来是全户用电的总开关,当家庭电路需要维修时,必须断开总开关,这时室内全部电路图外面的输电线分离,可以保证施工人员的安全。

        进户的两条输电线中,一条叫做端线,俗称火线,另一条叫做零线。零线在入户之前,已经和大地相连。我国家庭电路的电压是220V,火线作为入户线,它的电压是220V的,零线是出户线,它的电压为零,虽然在用手触碰到裸露在外的火线时就会触电致死,摸到零线就没有关系,所以我们需要用试电笔来检测哪个是火线。

试电笔

        通常情况下,家庭电路中各个用电器的通断不应该影响其他用电器的通断,所以用电器应该并联后接在电路中。控制用电器的开关要连接在火线和用电器之间。

        在家中,我们经常会发现一些大功率电器的电源插头有三条线,比其他两个插头的用电器多了一个标着“E”的线,且该线比其他两个更长。插头上标着e的导线和用电器的金属外壳是相连的,插座上相应的导线和室外的大地相连。这样在用电气的外壳,和电源火线之间的绝缘损坏,使外壳带电时,电流就会流入大地,不对人体造成伤害。

        我们知道人是导体,不对人体造成过大伤害的电压应控制在36V以内,而我们家庭电路电压是220V,只可以直接致人于死地的,所以安全用电非常重要。

        几种常见触电类型:

双线触电

单线触电

电弧触电

跨步触电

        为了确保用电安全,日常生活中我们要做到:

不接触低压带电体,不靠近高压带电体

更换灯泡,搬动电器前应断开电源开关

不弄湿用电器,不损坏绝缘层

保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命,应及时更换。

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