1. 電流的計算方法(串聯和並聯,詳細點)
串聯電路中:U=U1+U2,I=I1=I2
並聯電路中:U=U1=U2,I=I1+I2
以上公式中:U是電壓,I是電流。
電流的方向與正電荷在電路中移動的方向相同。實際上並不是正電荷移動,而是負電荷移動。電子流是電子(負電荷)在電路中的移動,其方向為電流的反向。電流強度可以用公式表達為:
其中,Q為電量(單位是庫侖),t為時間(單位是秒)。
(1A=1C/s)
(部分電路歐姆定律)或I=E(電動勢)/(R[外]+r[內]) 或I=E/(R+Rg[檢測器電阻]+r)(閉合電路歐姆定律)
在電路中如果正負離子同時移動形成電流,那麼Q為兩種電荷的電量和。
(1)串並組合電路計算方法擴展閱讀:
串聯電路(n個用電器串聯):
電流:I總=I1=I2....=In (串聯電路中,電路各部分的電流相等)
電壓:U總=U1+U2....+Un (總電壓等於各部分電壓之和)
電阻:R總=R1+R2....+Rn(總電阻等於各部分電阻之和)
並聯電路(n個用電器並聯):
電流:I總=I1+I2....+In(並聯電路中,幹路電流等於各支路電流之和)
電壓:U總=U1=U2....=Un(各支路兩端電壓相等並等於電源電壓)
電阻:1/R總=1/R1+1/R2....+1/Rn(總電阻倒數等於各部分電阻倒數之和)。當2個用電器並聯時,有以下推導公式:R總=R1R1/(R1+R2)
電阻公式推導方法:
(1)串聯:由U總=U1+U2....+Un,得到I總R總=I1R1+I2R2....+InRn
因為串聯電路各部分電流相等,即I總=I1=I2....=In,所以得到:
R總=R1+R2....+Rn(例如一個3Ω的電阻和一個6Ω的電阻串聯,其串聯的總電阻為9Ω)
(2)並聯:由I總=I1+I2....+In,得到U總/R總=U1/R1+U2/R2....+Un/Rn
因為並聯電路各部分電壓等於總電壓,即U總=U1=U2....=Un,所以得到:
1/R總=1/R1+1/R2....+1/Rn(例如一個3Ω的電阻和一個6Ω的電阻並聯,其並聯的總電阻為2Ω)
對於只有兩個電阻並聯的部分來說,可以繼續推導出以下公式:
由1/R總=1/R1+1/R2....+1/Rn可知:1/R總=1/R1+1/R2=R2/R1R2+R1/R1R2=(R1+R2)/R1R2
所以R總=R1R1/(R1+R2)
由上面的公式還可以得到一個結論:串聯的總電阻大於其任意一分電阻,並聯的總電阻小於其任意一分電阻。
最直觀的區別是這兩種連接方式的電池所表現的不同特點,四節電池串聯起來有6V,而並聯則仍然只有1.5V。
1.串聯電路:把元件逐個順次連接起來組成的電路。如圖,特點是:流過一個元件的電流同時也流過另一個。例如:節日里的小彩燈。 在串聯電路中,閉合開關,兩只燈泡同時發光,斷開開關兩只燈泡都熄滅,說明串聯電路中的開關可以控制所有的用電器。
2.並聯電路:把元件並列地連接起來組成的電路,如圖,特點是:幹路的電流在分支處分兩部分,分別流過兩個支路中的各個元件。
例如:家庭中各種用電器的連接。 在並聯電路中,幹路上的開關閉合,各支路上的開關閉合,燈泡才會發光,幹路上的開關斷開,各支路上的開關都閉合,燈泡不會發光,說明幹路上的開關可以控制整個電路,支路上的開關只能控制本支路。
3.串聯電路和並聯電路的特點: 在串聯電路中,由於電流的路徑只有一條,所以,從電源正極流出的電流將依次逐個流過各個用電器,最後回到電源負極。
因此在串聯電路中,如果有一個用電器損壞或某一處斷開,整個電路將變成斷路,電路就會無電流,所有用電器都將停止工作,所以在串聯電路中,各幾個用電器互相牽連,要麼全工作,要麼全部停止工作。
在並聯電路中,從電源正極流出的電流在分支處要分為兩路,每一路都有電流流過,因此即使某一支路斷開,但另一支路仍會與幹路構成通路。由此可見,在並聯電路中,各個支路之間互不牽連。
串聯分壓,並聯分流。
原理:在串聯電路中,各電阻上的電流相等,各電阻兩端的電壓之和等於電路總電壓。可知每個電阻上的電壓小於電路總電壓,故串聯電阻分壓。
在並聯電路中,各電阻兩端的電壓相等,各電阻上的電流之和等於總電流(幹路電流)。可知每個電阻上的電流小於總電流(幹路電流),故並聯電阻分流。 電阻的串並聯就好像水流,串聯只有一條道路,電阻越大,流的越慢,並聯的支路越多,電流越大。
造成觸電傷亡的主要因素一般有以下幾方面:
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,數秒鍾後就可致命。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後果越嚴重。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,後果就嚴重。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。電擊的後果與觸電者的健康狀況有關。根據資料統計,肌肉發達者、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,對觸電有心理准備的,觸電傷害輕。