并联电路电流公式_并联电路电流分配


让我们一同探索电流的奥秘,理解其形成机制。

在物理的世界里,电流是如何诞生的呢?请看下面的图示。金属导体A和B,分别带有正负电荷。当我们将导线R连接在A、B之间时,由于B失去了电子而A获得了电子,这些电子在导线R中开始有序移动,形成了一瞬间的电流。这种移动随着时间推移会逐渐变弱,但在这个过程中也表现出了一些重要的规律。

进一步地说,我们认识到,电荷的定向流动构成了电流。

需要注意的是,这里的电荷主要指的是自由电荷。在金属导体中,是自由电子的流动导致了电流的产生;而在酸、碱、盐的水溶液中,则是正负离子的移动形成了电流。无论是正电荷还是负电荷,甚至是正负电荷同时移动,都可能形成电流。

对于电流方向的设定,我们定义正电荷移动的方向为电流方向。

依此规定,电流方向与自由电子(负电荷)的移动方向是相反的。在电源外部,电流从电源的正极流向负极。

尽管对于金属导体而言,这种规定可能显得有些人为,但这是因为当时人们对物质结构及原子结构的理解还不够深入。实际上,正电荷是固定在原子核内,无法移动的。这一规定仍然是我们理解电流方向的基础。

当我们谈及电流强度时,我们是在描述单位时间内通过导体横截面积的电量大小。在国际单位制中,电流的单位被定义为C/S(即安培)。

理解了电流的形成原理、电流方向的规定以及电流强度的描述后,我们便能更容易地掌握串并联电路中电流的规律。

在串联电路中,各电路元件首尾相接,电流仅有一条通道。在电荷向同一方向移动的过程中,任意时间内通过导体横截面积的电量是相等的。串联电路中各处的电流都是相等的。

初中阶段,我们通常通过实验归纳法来探究串联电路中的电流规律。这种方法的实际操作是将电流表接在A、B、C等位置上,然后闭合开关并读取电流表示数。

关于实验的设计和操作方法可以变化多端。例如:通过更换不同阻值的电阻或使用不同规格的灯泡来进行实验。

至于并联电路的电流规律,我们同样可以通过等效法来理解。如果把并联部分的用电器(电阻)看作多段电阻丝,并将这些电阻丝合并当作一个电阻使用,那么并联电路就等同于串联电路了。

并联电路的研究方法与串联电路类似,也是以实验归纳法为主。

关于实验归纳法有以下几种具体操作方法。读者可自行设计电路图并尝试进行实验。

方法一:使用电流表、开关、学生电源及导线等工具进行实验。

方法二:使用三只电流表、开关、学生电源及不同规格的灯泡等工具进行实验。

方法三:利用转换法来研究并联电路中的电流规律。

实验结论是:在并联电路中,干路上的总电流等于各支路上(部分电路)的电流之和。

实际上,我们无法直接看到或触电流的存在。我们可以通过观察和研究电流在自然界中表现出来的各种效应来判断其是否存在。

转换法是一种重要的科学思想。在物理学中,对于那些看不见、摸不着的物质或物理问题,我们常常通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性或效应来认识事物。

例如:通过观察电灯的发光、电饭锅的热效应以及电铃和电磁铁的磁效应等来感知电流的存在。