电荷数量转换为电流单位安培的计算方法及举例

实验2-17：把一个12V的白炽灯泡接到一个直流电源U=12V的正、负极上（图2-21）。

12V白炽灯点亮。

被电源拆开的电荷相互平衡。因此，电子从负极（电子过剩）经过灯丝流到正极（电子缺少），在白炽灯泡中产生光。这种电荷载流子的运动称为电流。

电流在金属导体中是自由电子的定向运动。

电荷载流子从负极到正极的力求平衡是产生电流的原因。电源电压越高，则电荷的力求平衡就越强。通过导体输送了许多电子。每秒流过导体横截面的自由电子数是衡量电流的尺度（图2-22）

图2-21 电流回路中的电子流动

图2-22 导体中的电子运动

电流I是通过导体横截面的电荷与时间t的比值。电流的单位为安培^[3]，其单位符号为A。

导体中运动着的电荷Q是基本电荷e=1.602×10^-19C的倍数。因此，电荷Q=1C是由e=6.242×10¹⁸个基本电荷组成。1A电流可由电荷和时间来解释。若每秒通过导体横截面的电荷为1C，则导体中的电流为1A。为了确定电流I=1A，仍然使用磁效应。

电流

式中 I——电流；

Q——电荷；

t——时间。

ⓘ电流

•符号：I

•单位名称：安培

•单位符号：A

•附加单位（举例）(www.xing528.com)

20μA=0.000020A=20×10^-6A

55mA=0.055A=55×10^-3A

0.5kA=500A=0.5×10³A

计算例题：

闪电时的放电时间t=2ms，电荷Q=0.24As，请计算：

a）放电时的电流I。

b）计算2ms内的基本电荷数n。

解：

a）

b）

确定电流。两个有电流通过的导体彼此受到磁力的作用。若流过两个平行的距离为1m的导体的电流为I=1A，则在它们之间每米长度上出现的力为F=2×10^-7N（牛）。

附加单位。对于很大或很小的电流像其他物理量一样可以使用附加单位。电流的一般表示，如1mA=1×10^-3A=0.001A。

在电气驱动装置或设备中，不同大小的电流见表2-7。

表2-7 电流举例

电流方向。已经知道有关电子的运动方向，在电源的外面，规定电流从正极流向负极（图2-23）。

正向电流方向：在电源外部，电流是从正极流向负极的。

电子移动：在电源外部，自由电子是从电源负极（电子过剩）流向电源正极（电子缺少）的。

原则上从高电位到低电位通过电压基准箭头的正向电流方向表示电流和电压方向（图2-23）。