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電流計算公式

電流計算公式,對資深工程師們來說,是一件小兒科的事情。但因其應用廣泛和重要,卻也不是不值一提。

科學上把單一橫截面的電量叫做電流強度,簡稱電流。通常用字母 I表示,它的單位是安培,簡稱“安”,符號“A”,也是指電荷在導體中的定向移動。

電流計算公式之電流概念

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,繼而產生了電場力,在電場力的作用下,處于電場內的電荷發(fā)生定向移動,形成了電流。每秒通過1庫侖的電量稱為1“安培”(A)。安培是國際單位制中所有電性的基本單位。除了A,常用的單位有千安(kA)毫安(mA)、微安(μA)1A=1000mA=1000000μA,電學上規(guī)定:正電荷定向流動的方向為電流方向。電流微觀表達式I=nesv,n為單位體積內自由電荷數(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,導電體內可移動的電子、電解液內的離子、等離子體內的電子和離子、強子內的夸克。這些載子的移動,形成了電流。

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內通過導體橫截面的電荷量是1C,導體中的電流就是1A。

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又叫自由離子,在酸,堿,鹽的水溶液中是正離子和負離子。

在電源外部電流沿著正電荷移動的方向流動。在電源內部由負極流回正極。

電流計算公式之電流分類

電流分為交流電流和直流電流。

其中,交流電的電流大小和方向都發(fā)生周期性變化,比如生活中插墻式電器使用的就是民用交流電源。

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

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。

交流電在家庭生活、工業(yè)生產中有著廣泛的使用,生活民用電壓220V、通用工業(yè)電壓380V,都屬于危險電壓。

電流公式之電流三大效應

電流形成之后,會產生三種效應,即熱效應、磁效應和化學效應。

其中,熱效應指導體通電時會發(fā)熱的現(xiàn)象。例如:比較熟悉的焦耳定律:是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。

磁效應是指,任何通有電流的導線,都可以在其周圍產生磁場的現(xiàn)象,稱為電流的磁效應。

化學效應,則是指電流中的帶電粒子(電子或離子)參與而使得物質發(fā)生了化學變化。化學中的電解水或電鍍等都是電流的化學效應。

由電流公式延伸的:意外電流對人體的危害

由電流概念,可知人在一定條件下也會變成導體,有電流流過。不過,這種情況對人很危險,會造成觸電事故,結果和以下四種因素密切相關。

1.通過人體電流的大小。根據電擊事故分析得出:當工頻電流為0.5~1mA時,人就有手指、手腕麻或痛的感覺;當電流增至8~10mA時,針刺感、疼痛感增強發(fā)生痙攣而抓緊帶電體,但終能擺脫帶電體;當接觸電流達到20~30mA時,會使人迅速麻痹不能擺脫帶電體,而且血壓升高,呼吸困難;電流為50mA時,就會使人呼吸麻痹,心臟開始顫動,數(shù)秒鐘后就可致命。通過人體電流越大,人體生理反應越強烈,病理狀態(tài)越嚴重,致命的時間就越短。

2.通電時間的長短。電流通過人體的時間越長后果越嚴重。這是因為時間越長,人體的電阻就會降低,電流就會增大。同時,人的心臟每收縮、擴張一次,中間有0.1s的時間間隙期。在這個間隙期內,人體對電流作用最敏感。所以,觸電時間越長,與這個間隙期重合的次數(shù)就越多,從而造成的危險也就越大。

3.電流通過人體的途徑。當電流通過人體的內部重要器官時,后果就嚴重。例如通過頭部,會破壞腦神經,使人死亡。通過脊髓,會破壞中樞神經,使人癱瘓。通過肺部會使人呼吸困難。通過心臟,會引起心臟顫動或停止跳動而死亡。這幾種傷害中,以心臟傷害最為嚴重。根據事故統(tǒng)計得出:通過人體途徑最危險的是從手到腳,其次是從手到手,危險最小的是從腳到腳,但可能導致二次事故的發(fā)生。

4.電流的種類。電流可分為直流電、交流電。交流電可分為工頻電和高頻電。這些電流對人體都有傷害,但傷害程度不同。人體忍受直流電、高頻電的能力比工頻電強。所以,工頻電對人體的危害最大。

5.觸電者的健康狀況。電擊的后果與觸電者的健康狀況有關。根據資料統(tǒng)計,肌肉發(fā)達者、成年人比兒童擺脫電流的能力強,男性比女性擺脫電流的能力強。電擊對患有心臟病、肺病、內分泌失調及精神病等患者最危險。他們的觸電死亡率最高。另外,對觸電有心理準備的,觸電傷害輕。

關鍵詞: 交流電流 電流計算公式

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