六年制學程/01/2014.06.11

出自六年制學程
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基本電路

簡要定義

  • 電量:庫侖(C),為6.24146×1018顆電子的帶電量。電子帶電量為1.6021892×10-19庫侖,
  • 電流:安培(A),導體斷面每秒通過一庫倫的流量。測電流時找一點,電流計一端接斷面的左邊,另一端接斷面右邊。
  • 電壓:伏特(V),兩點間每庫侖作功多少焦耳。測電壓時找兩點,電壓計一端接第一點,另一端接第二點。 
  • 電功率:瓦(W),兩點間每秒作功多少焦耳。
  • 電阻:歐姆(Ω),兩點間的電壓除以通過的電流。電壓=電流*電阻。

電路的基本觀念

檔案:Ohm's Law with Voltage source TeX.svg
一個簡單的電路,其中的電流以小寫字母 i 表示。電壓(v)、電阻(R)和電流(i)之間會有v=iR的關係,也就是歐姆定律
  1. 沒有回路就沒有電流。
  2. 電源的作用是提供每顆電子(或每庫倫電子),固定的動能;不是提供固定大小的電流。有如給每一個通過的大力水手(電子)一罐固定能量的菠菜精。但每秒會有幾個大力水手通過電源,卻不固定。對電池來說,每秒越多個大力水手通過電池,菠菜精越快拿光光。但對插頭來說不是這樣。
  3. 電路中的任一回路「圈」,諸電源的總供電(提供電壓),恰好等於諸電阻的總耗電(消耗電壓)。即電子繞一圈來,充了電能,又用掉電能。
  4. 電路上任一「點」,流入的總電流恰好等於流出的總電流。
  5. 當時搞錯了,以為是正電荷在流動,所以電流方向,和電子流方向相反。現在科學家和各國政府也沒魄力改過來。(如下圖)
檔案:Current notation.svg
簡圖表示出常規電流的流向和電子的流向。正電荷(紅線)從電源的正極移動到負極,而電子(綠線)則從負極移動到正極。












歐姆電路的數值解法

  1. 分解出一個個回路。
  2. 找出每個回路的電源,諸電源能提供的電壓加總。
  3. 找出每個回路中電阻,諸電阻加總。
  4. 每一個回路中的總電壓除以這個回路中的總電阻,即為電流。
  5. 合併各回路的電流。

電阻的微觀圖示

檔案:Electrona in crystallo fluentia.svg
金屬導電體由固定不動的正價離子(紅色)組成。自由電子(藍色)會不停地移動碰撞正價離子。自由電子由電源(電場)提供動能,在固定方向上加速運動。但是每當自由電子與離子發生碰撞,其動能會遭受損失,以熱能的形式將能量轉給離子。



















四則

  • 減法是加法,加負數。
  • 除法是乘法,乘分數。
  • 零不得為分母。
  • 等量公理:
    1. 等號兩邊可同加一個相同的數,等號仍成立。
    2. 等號兩邊可同減一個相同的數,等號仍成立。
    3. 等號兩邊可同乘一個相同的數,等號仍成立。
    4. 等號兩邊可同除一個相同的數,等號仍成立。

電力計算

基本公式

  1. V*I=W,電壓(伏特)×電流(安培)=電功率(瓦數)
  2. V/I=R,電壓(伏特)/電流(安培)=電阻(歐姆)

電費計算

  • 市電插頭送出每庫倫 110 焦耳的電能,繞行電器一週後,庫倫電子耗去電能 110 焦耳。
  • 每度電是 3600000 焦耳,即 360 萬焦耳。
  • 電費表
  • 家用電器表
  • 並聯電路延長線分出許多迴路,但每一迴路電壓不變:500px