电流

电流的定义和计算。

电流的定义

电流是电荷在电场中,通常在电路中的流动速率。

使用水管类比,我们可以将电流形象化为在管道中流动的水流。

电流的测量单位是安培 (amp)。

电流计算

电流是通过电路中的电荷流速测量的:

i(t) = dQ(t) / dt

瞬时电流由电荷随时间的导数给出。

i(t) 是时刻 t 的瞬时电流 I,单位是安培 (A)。

Q(t) 是库仑 (C) 为单位的瞬时电荷。

t 是时间,单位为秒 (s)。

 

当电流是恒定的:

I = ΔQ / Δt

I 是电流,单位是安培 (A)。

ΔQ 是在时间区间 Δt 内流动的电荷,单位是库仑 (C)。

Δt 是时间区间,单位是秒 (s)。

 

示例

当 5 库仑的电荷在 10 秒内流过一个电阻时,

电流的计算方式如下:

I = ΔQ / Δt  = 5C / 10s = 0.5A

使用欧姆定律计算电流

电流 IR (单位:安培 (A))等于电阻的电压 VR (单位:伏特 (V))除以电阻 R(单位:欧姆 (Ω))。

IR = VR / R

电流方向
电流类型
正电荷 + -
负电荷 - +
传统方向 + -

串联电路中的电流

流过串联电阻的电流在所有电阻中是相等的 - 就像水流过单个管道一样。

ITotal = I1 = I2 = I3 =...

ITotal - 等效电流,单位是安培 (A)。

I1 - 负载 #1 的电流,单位是安培 (A)。

I2 - 负载 #2 的电流,单位是安培 (A)。

I3 - 负载 #3 的电流,单位是安培 (A)。

并联电路中的电流

流过并联负载的电流 - 就像水流过并联管道一样。

总电流 ITotal 是每个负载的并联电流之和:

ITotal = I1 + I2 + I3 +...

ITotal - 等效电流,单位是安培 (A)。

I1 - 负载 #1 的电流,单位是安培 (A)。

I2 - 负载 #2 的电流,单位是安培 (A)。

I3 - 负载 #3 的电流,单位是安培 (A)。

电流分配器

并联电阻的电流分配是

RT = 1 / (1/R2 + 1/R3)

I1 = IT × RT / (R1+RT)

基尔霍夫电流定律 (KCL)

多个电气组件的连接点称为 节点

进入一个节点的电流代数和为零。

Ik = 0

交流电 (AC)

交流电由正弦电压源产生。

欧姆定律

IZ = VZ / Z

IZ  - 通过负载的电流,单位是安培 (A)

VZ - 负载上的电压降,单位是 伏特 (V)

Z  - 负载的阻抗,单位是欧姆 (Ω)

角频率

ω = 2π f

ω - 角速度,单位是弧度每秒 (rad/s)

f  - 频率,单位是赫兹 (Hz)。

瞬时电流

i(t) = Ipeak sin(ωt+θ)

i(t)      - 时刻 t 的瞬时电流,单位是安培 (A)。

Ipeak - 最大电流(=正弦的振幅),单位是 安培 (A)。

ω      - 角频率,单位是弧度每秒 (rad/s)。

t        - 时间,单位是秒 (s)。

θ       - 正弦波的相位,单位是弧度 (rad)。

均方根 (有效) 电流

IrmsIeffIpeak / √2 ≈ 0.707 Ipeak

峰峰电流

Ip-p = 2Ipeak

电流测量

电流测量是在将电流表串联连接到被测物体时进行的,因此所有被测 电流将流过电流表。

电流表的电阻非常低,因此几乎不影响被测电路。

 


另见

电气术语

 

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