电是如何工作的
电是怎么工作的。在这篇文章中,我们将学习根据经典理论电是如何工作的基本概念。我们将讨论原子、电子、质子、中子,然后讨论导体和绝缘体、电线和电缆、电路、电压和电压、电流和安培、电阻、电阻和欧姆、感应和电感、变压器、电容器,最后是交流和直流电能之间的差异。在进入更先进的电气和电子工程领域之前,为了理解电是如何工作的,这些都是需要掌握的基本知识。需要关于这个主题的视频,可以在评论区留言。
原子
原子、中子、质子和原子核
一切都是由原子构成的,包括你!不同的材料有不同类型的原子。原子的中心是原子核,原子核内有两个被称为中子和质子的粒子。中子没有电荷,但质子有正电荷。
围绕着原子核的是不同的轨道外壳层,它们就像另一种被称为电子的粒子的飞行路径。电子在这些路径上的传播很像围绕地球运行的卫星,只是电子的速度几乎是光速。
中子的负电荷被质子的正电荷吸引,正电荷使电子保持在轨道上。每个轨道壳层可以容纳一定数量的电子。一个原子拥有的质子、中子和电子的数量告诉我们它是哪种材料,每种材料的组合都是独一无二的。
自由电子原子
原子紧紧地抓住它们的电子,但有些材料会比其他材料更紧地抓住它们的电子。最外层的轨道壳层被称为帷幔壳层,在这个壳层中,一些物质会有松散束缚的电子,这些电子可以漂浮到其他原子上。
导体和绝缘体
导体和绝缘体
能通过电子的材料被称为“导体”,意思是它们能导电。大多数金属是导体。没有自由电子的原子被称为绝缘体,玻璃和橡胶等材料就是很好的例子。
我们可以把导体和绝缘体结合起来,以安全地用电。这是通过用绝缘体包围导体来实现的,这允许电子流动,但它限制了电子流向的地方。这就是电缆和电线的工作原理。
电线电缆
不加电流的自由电子
如果我们看一片铜线的内部,我们会看到原子的自由电子从一个原子移动到另一个原子,然而这是在任何方向上随机发生的。
电路中的电流流动
如果这段电缆被连接到一个闭合的电路上,比如一个电池,那么电压会迫使自由电子移动,这将导致它们都朝同一个方向流动,试图回到电池的另一个终端。
电路
开路和闭合电路
电路一词指的是电子可以沿其流动,在电源的两个端子(正极和负极)之间流动的路径。
当电路闭合时,电子可以从一端流向另一端。当电路开路时,电路中会有一个间隙,所以电子不能流动。
我们可以把电子元件放在电路中自由电子的路径上。这将迫使电子流过元件,这可以用来执行诸如产生光之类的工作。
电压和电压
什么是电压
电压是电路中电子的推力,很像水管中的压力。压力越大,水流就越大。电压越高,电子流的越多。
什么是伏特焦耳库仑
伏特是焦耳每库仑。焦耳是能量或功的量度。库仑是一组流动的电子。
一个9V电池可以提供9焦耳的能量,以功或热的形式,从电池的一个终端流向另一个终端的每组电子。在这种情况下,电子从电池的一个端子通过L.E.D灯泡,然后进入电池的另一个端子。因此,焦耳是由9产生的。
电流、安培和安培
什么是电流,安培,安培
电流是电子的流动。当电路闭合时,电子电流可以流动;当电路断开时,则没有电流可以流动。我们可以测量电子的流量,就像你可以测量水通过管道的流量一样。
为了测量电子的流动,我们使用安培或简称安培的单位。1安培表示每秒1库仑,1库仑等于每秒6242000000000000000电子。这是一个非常大的数字,这就是为什么他们被组合在一起,并称为安培。
电阻和电阻
什么影响电缆线中的电流电阻
电阻是对电路中电子流动的限制。携带电流的电线自然会有一些电阻。导线越长,电阻越大。电线越粗,电阻越小。每种材料对电子流动的阻力是不同的,材料的温度也会影响电阻的水平。
led电路中的电阻器
专门设计用来限制电子流动的电路元件。这是用来保护其他电气元件不受太多电流的影响,也可以用来产生光和热,例如在白炽灯泡中。
当电子与原子碰撞时会产生电阻。碰撞的次数因材料而异,有些材料如铁的碰撞率非常高,而其他材料如铜的碰撞率要低得多。
当碰撞发生时,原子产生热量,在一定温度下,材料将开始产生光和热,这就是白炽灯的工作原理。
电感器和感应
电感应
当一根导线缠绕在线圈中时,当电流通过线圈时,它会产生磁场。电缆会自然而然地产生磁场,只是线圈的形状加强了磁场。通过将导线缠绕在线圈中,磁场变得非常强,从而开始影响导线内的电子
我们只需把导线绕在铁芯上,就可以增加磁场的强度。我们可以增加线圈的旋转次数,也可以增加通过电路的电流量,从而产生更大更强的磁场。这就是电磁铁的工作原理,也是感应电动机工作原理的基础。点击这里了解感应电动机的工作原理。
磁感应
当磁场通过线圈时,它会在导线中感应一个电压,这个电压是由一个感应电动势产生的,它将电子推向某个方向。如果线圈连接到电路上,这将导致电流流动。这是交流发电机工作原理的基础,你家的插头插座上的电源也是以非常相似的方式产生的。
变压器
变压器的工作原理
变形金刚是我们在本文中讨论的所有要点的组合。我们可以创建两个独立的电路,并使用变压器将电流从一个电路感应到另一个电路。
通过在一个闭合电路中产生一个交流电流,并通过一个线圈(线圈与另一个线圈在一个单独的闭合电路中非常接近),我们可以制造一个变压器,并将电流从第一(一次)电路引入第二个电路。
变压器可以用来增加或降低一次和二次电路之间的电压,只需改变两侧的线圈数量。
电容器
电容器的工作原理
当电容器连接到电源时,它会迫使正负电荷在两块板上分开。这会在电场中产生储存的电子。当一个电源被切断或中断时,这些电荷就会释放出来,然后它们会在那里相遇并再次流动。这只提供一个非常短暂(秒)的电源,因为它只能持续到分离的电荷再次相遇。这和电池有点相似,只是它不能维持电源供应那么长时间。
电容器非常常见,几乎在所有电路中都能找到。
交直流电源
交直流交直流
使用的电源有两种:交流(AC)和直流(DC)
交流电只是指电路中的电流随着端子的不断倒转而前后流动。这有点像大海的潮汐,它反复地进进出出。交流电是最常见的电力类型,这是你家的电源插座中可用的电源类型。
直流电只是指电流只直接流向一个方向。这是由电池和光电板等提供的。这是最常用的便携式电子产品。