带电粒子的运动叫做“电流”。例如金属中自由电子在电场作用下的定向运动,液体或气体中正负离子相互沿相反方向流动。在电流发生的同时,还会伴生出其他效应:电流的周围存在着磁场;电流通过电路时使电路发热;通过电解质时引起电解;通过稀薄气体时,在适当条件下导致发光等等。由于电流形成过程的不同,除传导电流外,还有对流电流和位移电流。所谓的对流电流是带电介质或介质中的带电部分不是由于电场作用而在空间运动时形成的电流。同一般电流一样,对流电流的周围也存在着磁场。例如当带电的平行板电容器绕垂直于板面的轴速旋转时就出现磁场。由于带电体在原来没有电磁场的空间中匀速运动不须外力维持(如果不计空气阻力),所以对流电流不需要电势差来维持,它不引起热效应。致于位移电流被定义为电位移矢量随时间的变化率。麦克斯韦首先提出这种变化将产生磁场的假设,故称“位移电流”。实际上位移电流只表示电场的变化率,与传导电流不同,它不产生热效应、化学效应。继电磁感应现象发现之后,麦克斯韦的这一假设更深入一步揭露了电现象和磁现象之间的紧密。位移电流是建立麦克斯韦方程组的重要依据。在中学课本中主要讨论的是传导电流。在导体中存在持续电流的条件是保持导体两端的电势差(电压)。
电流强度单位时间内通过导体某一横截面的电量为该截面处的电流强度。即通过导体某一横截面的电量q,跟通过这些电量所用的时
强度的单位是安培或简称安,通常用“A”表示。常用的单位还有毫安(即10-3A表示为mA)、微安(即10-6A表示为μA)。金属导体中的电流是自由电子在外电场作用下漂移运动的结果。真空中的电子流,是由灼热的金属或金属氧化物表面发射出来的电子,在真空中由外加电场加速作定向运动而形成电流。如阴极射线就是真空中的高速电子流。气体中的电流,是在稀薄气体中,两端电极上加有足够高的电压时,从阴极表面逸出电子必向阳极运动,在电子向阳极运动的过程中,由外加电压作用可获得较大的动能,这些电子与中性气体分子相碰,使其电离(碰撞电离),同时正离子还能向阴极运动,再次从阴极表面击出电子(二次电子发射)。所以碰撞电离和二次电子发射都使气体中出现离子和大量电子,它们在外电场作用下定向移动,形成气体中电流。当对电解质溶液的两极加上电压时,将使溶液中作热运动的正负离子迭加一个漂移运动而形成电流。注意,由于在溶液中有正负两种电荷沿相反方向运动,所以总电流应该是正离子电流和负离子电流的值的和。
电流的大小用电流强度来表示。电流强度在数值上等于一秒钟内通过导线横截面的电量的大小。通常所说的电流大小,就是指电流强度的大小。一般表示电流强度的单位是安培,简称安,用符号“A”表示在有些电路中流过的电流很小,通常用毫安、微安来计量。
它们之间的换算关系是:
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把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流,正电荷定向流动的方向为电流方向。工程中以正电荷的定向流动方向为电流方向,电流的大小则以单位时间内流经导体截面的电荷Q来表示其强弱,称为电流强度。
电流分为交流电流和直流电流。交流电,大小和方向都发生周期性变化。生活中插墙式电器使用的是民用交流电源。直流电,方向不随时间发生改变。生活中使用的可移动外置式电源提供的的是直流电。
串联电路中:U=U1+U2,I=I1=I2
并联电路中:U=U1=U2,I=I1+I2
以上公式中:U是电压,I是电流。
电流的方向与正电荷在电路中移动的方向相同。实际上并不是正电荷移动,而是负电荷移动。电子流是电子(负电荷)在电路中的移动,其方向为电流的反向。