电流

电流的定义

电解质溶液中的自由电荷是可自由运动的的正负离子，这些自由电荷被称为载流子
电流：单位时间内通过导体某一横截面的电量称为电流强度，简称电流
如果一小段时间$\Delta t$内通过导体某一横截面的电量为$\Delta q$，则其电流为$$I=\frac{\Delta q}{\Delta t}$$
电流的单位是安培，简称安，符号A，$1C=1A\cdot s$
常用单位还有毫安$mA$，微安$\mu A$，$1mA=10^{-3}A,1\mu A=10^{-6}A$

我们规定正电荷移动的方向为电流方向

特别的，我们把大小和方向都不随时间改变的电流叫做恒定电流

对电流的微观分析

设导体内每单位体积的自由电子数为$n$，导线横截面积为$S$，时间为$t$，电子运动的平均速度为$v$，则导体内自由电子的总电量为$$q=ne\cdot Svt$$
则电流应该是：$$I=\frac{q}{t}=neSv$$

电阻

欧姆定律

$$I=\frac{U}{R}$$
电阻R的单位是欧姆，简称欧，符号是$\Omega$。

电阻的串并联

	串联	并联
电流	$I=I_1=I_2=...=I_n$	$I=I_1+I_2+...+In$
电压	$U=U_1+U_2+...+U_n$	$U=U_1=U_2=...=U_n$
电阻	$R=R_1+R_2+...+R_n$	$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...+\frac{1}{R_n}$
电压分配	$U_1:U_2=R_1:R_2$	$/$
电流分配	$/$	$I_1:I_2=\frac{1}{R_1}:\frac{1}{R_2}$

电阻定律

由同一种材料制成的导线，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，这就是电阻定律
$$R=\rho \frac{l}{s}$$
其中的$\rho$因材料而不同，叫做材料的电阻率

电源的电动势

电源

电源：提供非静电力的装置叫电源

从能源转化的角度来看，电源是通过非静电力做功把其他形式能量转化为电势能的装置

电源电势高的一端叫正极，电势低的一端叫负极

电动势

电源内单位正电荷从负极移动到正极时非静电力所做的功叫做电源的电动势
$$E=\frac{W_{非}}{q}$$

闭合电路欧姆定律

闭合电路

电源内部的有导体，其电阻叫内电阻，用r表示
能量转换过程：
非静电力做功$W_{非}=qE$
内阻生热：$Q_{内}=I^{2}rt=qIr$
克服静电力做功：$W_{外}=qU$
由能量的转换与守恒定律有：$W_{非}=W_{内}+W_{外}$
即$qE=qIr+qU$
所以$E=Ir+U$

闭合电路欧姆定律

$$I=\frac{E}{R+r}$$

电流做功与焦耳定律

电流做功

$$W=qU=ItU$$

电功率

$$P=\frac{W}{t}=IU$$

焦耳定律

$$Q_{热}=I^{2}Rt$$
$$P_{热}=\frac{Q}{t}=I^{2}R$$

电源效率

$$\eta =\frac{P_{出}}{P_{总}}=\frac{U}{E}\times 100\%=\frac{R}{R+r}\times 100\%$$

电表改装

电流表和电压表由表头改装而成
表头与电阻并联成为电流表，表头与电阻串联成为电压表