電流

導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規則的定向運動就形成了電流( current )。電學上規定：正電荷定向流動的方向為電流方向。

電流
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電流大小用電流強度表示，科學上把單位時間裡通過導體任一橫截面的電量叫做電流強度，簡稱電流，電流符號為I，單位是安培（A），簡稱「安」。

大自然有很多種承載電荷的載流子，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。

目錄

基本介紹

中文名	電流	物理量符號	I
外文名	Electron flow（Current）	表達式	I=Q/t
大小	電流強度	方向	正電荷的移動方向
應用學科	物理學	單   位	安培（A）

電流的發現

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在很多年前，「電」的現象就被古代的人們所發現。古希臘一個叫塞利斯的人有無意中發現，用毛皮去摩擦琥珀(一種天然寶石),這塊被摩擦過的琥珀就能吸引些像絨毛，麥稈等一些輕小的東西。那時候的人們無法解釋這種現象，只好說：琥珀中存在一種特殊神力。他們把這種特殊神力稱作「電」。因而，「電」這個詞就是從希臘文的「琥珀」這個詞演變而來的。

公元1600年，英國醫生吉爾伯特發現，用摩擦的方法不僅可以使琥珀吸引輕小物體，而且還可以使不少別的物體如玻璃棒、硫磺、瓷、松香等具有吸引輕小物體的性質。他把這種吸引力稱為「電力」。

1734年法國人杜伐，做了一些用玻璃棒與絲綢摩擦，松香與毛皮摩擦的試驗，在這些試驗中，他發現有兩種不同性質的電。這就是人們通常所講的同性電相互排斥，異性電相互吸引的現象杜伐發現了這些現象，也作了最早的理論解釋。儘管這種解釋很粗淺，但這畢竟是人類第一次對電現象的分析。

富蘭克林時代的重大貢獻，就是發現了「電流」。對此他有獨到的見解。1747年，他在給朋友的一封信中提出關於電的「單流說」。他認為電是一種沒有重量的流體，存在於所有的物體之中。如果一個物體得到了比它正常的分量更多的電，它就被稱之為帶正電(或「陽電」):如果一個物體少於它正常份量的電，它就被稱之為帶負電(或「陰電」)。

富蘭克林對電學的另一重大貢獻，就是通過1752年著名「捕捉天電」的風箏實驗證明天空的閃電和地面上的電是一回事。當時，他用金屬絲把一個很大的風箏放到雲層里去。金屬絲的下端接了一段繩子，另外金屬絲上還掛了一串鑰匙。當時富蘭克林一手拉住繩子，用另一手輕輕觸及鑰匙。於是他立即感到一陣猛烈的衝擊(電擊),同時還看到手指和鑰匙之間產生了小火花。

電流大小

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電流是物理學中的七個基本量綱之一（另外6個分別為：長度m、時間s、質量kg、熱力學溫度K、 發光強度cd、物質的量mol)。

電流的大小用電流強度來表示。單位時間內通過導體橫截面的電荷量叫電流強度。通常用I代表電流，表達式I=Q/t（其中Q為電荷量，單位為庫倫；t為時間，單位為秒）。

單位

電流的國際單位制是安培。安培這個單位是為了紀念法國物理學家安培在電學研究中的巨大貢獻而命名的，簡稱「安」，符號為「A」。

安培是國際單位制中的一種基本單位。有的時候，電流很小，例如，手電筒中的電流只有1A的百分之幾或者十分之幾，這時，我們常常用比較小的電流單位毫安（mA）和微安來表示。一些常見的電流：電子手錶1.5-2μA ，白熾燈泡200mA，手機100mA ，空調5-10A，高壓電 200A，閃電20000~200000A。

1安培定義為：在真空中相距為1米的兩根無限長平行直導線，通以相等的恆定電流，當每米導線上所受作用力為2×10⁻⁷ N時，各導線上的電流為1A。

初級學習中1安培的定義：1秒內通過導體橫截面的電荷量為1C。

換算方法：

1KA=1000A

1A=1000mA

1mA=1000μA

1μA=1000nA

1nA=1000pA

產生條件

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內部條件：必須具有能夠自由移動的電荷。形成電流必須有大量的能夠自由移動的電荷，例如金屬導體中，有大量自由電子，能夠導電；溶液中有大量能夠自由移動的正負離子，也能夠導電。

外部條件:導體兩端存在電壓（要使閉合迴路中得到持續電流，必須要有電源）。

方向

物理上規定電流的方向，是正電荷定向運動的方向（即正電荷定向運動的速度的正方向或負電荷定向運動的速度的反方向）。電流運動方向與電子運動方向相反。

常用的金屬導體是靠自由電子導電的，金屬導體中電流方向與自由電子運動方向相反。

測量方法

直流電流量

用直流電流表測量。

1.連接方法:必須用串聯的方法，如果並聯會燒壞電流表。

2.選擇量程:量程要合適，不能測量超出其量程的電流。

3.極性:測直流電路的電流時，電流必須從電流表的「+」接線柱流入。從副接線柱流出。

交流電流測量

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用鉗形電流表測量。

鉗形電流表(簡稱鉗表)，是集電流互感器與電流表於一身的儀表，其工作原理與電流互感器測電流是一樣的。鉗形表是 由電流互感器和電流表組合而成。電流互感器的鐵心在捏緊扳手時可以張開，被測電流所通過的導線可以不必切斷就可穿過鐵心張開的缺口，當放開扳手後鐵心閉合。穿過鐵心的被測電路導線就成為電流互感器的一次線圈，其中通過電流便在二次線圈中感應出電流。從而使二次線圈相連接的電流表便有指示——測出被測線路的電流。

測量方法：

1、進行電流測量時，被測載流體的位置應放在鉗口中央，以免產生誤差。

2、測量前應估計被測電流的大小，選擇合適的量程，在不知道電流大小時，應選擇最大量程，再根據指針適當減小量程，但不能在測量時轉換量程。

3、為了使讀數準確，應保持鉗口乾淨無損，如有污垢時，應用汽油擦洗乾淨再進行測量。

4、在測量5A以下的電流時，為了測量準確，應該繞圈測量。

5、鉗形表不能測量裸導線電流，以防觸電和短路。

6、測量完後一定要將量程分檔旋鈕放到最大量程位置上。

電流分類

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按電源性質分

電流分為交流電流和直流電流。

交流電：大小和方向隨時間變化的電流稱為交流電。動力和照明用電一般是正弦交流電，指大小和方向隨時間按正弦規律而變化的交流電。工頻為50赫茲。

直流電：方向不隨時間變化電流。大小和方向都不隨時間變化的電流是穩恆直流電。直流電則一般被廣泛使用於手機（鋰電池）之中。像電池（1.5V），鋰電池，蓄電池等被稱之為直流電。

按電源相數分

交流電分為單相交流電和三相交流電。

單相交流電：電源只有一個電動勢。家用電器和照明電路一般都用單相交流電。

三相交流電；電源有三個對稱電動勢，大小相等、頻率相同、相位互差120的。

電流的效應

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熱效應

當電流通過電阻時，電流做功而消耗電能，產生了熱量，這種現象叫做電流的熱效應。實踐證明，電流通過導體所產生的熱量和電流的平方，導體本身的電阻值以及電流通過的時間成正比。這是英國科學家焦耳和俄國科學家楞次得出的結論，被人稱作焦耳定律、楞次定律。

磁效應

電流的磁效應（動電會產生磁）：奧斯特發現：任何通有電流的導線，都可以在其周圍產生磁場的現象，稱為電流的磁效應。（畢奧-薩法爾定律）

化學效應

電的化學效應主要是電流中的帶電粒子（電子或離子）參與而使得物質發生了化學變化。化學中的電解水或電鍍等都是電流的化學效應。（法拉第電解定律）

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