【电流电压功率计算公式】电流的计算公式

【电流电压功率计算公式】电流的计算公式

科学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度，简称电流。通常用字母1

表示，它的单位是安培（安德烈•玛丽•安培），1775年—1836年，法国物理学家、化学

家，在电磁作用方面的研究成就卓著，对数学和物理也有贡献。电流的国际单位安培即以

其姓氏命名），简称“安”，符号“A”，也是指电荷在导体中的定向移动。

导体中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。

电源的电动势形成了电压，继而产生了电场力，在电场力的作用下，处于电微安（UA）1A=1

000mA=l000000uA,电学上规定：正电荷定向流动的方向为电流方向。金属导体中电流

微观表达式I=nesv,n为单位体积内自由电子数，e为电子的电荷量，s为导体横截面积，v

为电荷速度。

大自然有很多种承载电荷的载子，例如，导电体内可移动的电子、电解液内的离子、等离

子体内的电子和离子、强子内的夸克.这些载子的移动，形成了电流。

单位

国际单位制中电流的基本单位是安培。1安培定义为：在真空中相距为1米的两根无限

长平行直导线，通以相等的恒定电流，当每米导线上所受作用力为2X10-7N时，各导线

上的电流为1安培。

初级学习中1安培的定义：1秒内通过导体横截面的电荷量为1库仑，即：1安培=1库仑/

秒。

换算方法：

lkA=1000A

1A=1000mA

lmA=1000gA

1uA=1000nA

lnA=1000pA

一些常见的电流：电子手表L5uA至2uA,白炽灯泡200mA,手机100mA,空调5A至

10A,高压电200A,闪电_A至—A。

定义公式：，Q为通过导体横截面的电荷量，单位是库仑。t为电荷通过导体的时间，单

位是秒。

方向

物理上规定电流的方向，是正电荷定向移动的方向。电流运动方向与电子运动方向相反。

电荷指的是自由电荷，在金属导体中的自由电荷是自由电子，在酸，碱，盐的水溶液中是

正离子和负离子。

在电源外部电流由正极流向负极。在电源内部由负极流回正极。

表达式

通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流，也叫电流强

度。即I=Q/t。如果在1s内通过导体横截面的电荷量是1C,导体中的电流就是1A。

决定电流大小的微观量：在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C,设

导体的横截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个电荷的电荷量为e,电荷

的定向移动速率为V,则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通

过截面Co由可得I=nesv»

其中：

n：表示单位体积内的自由电荷数；

e：自由电荷的电量；

s：为导体横截面积；

v：为自由电荷定向移动的速率。

获得条件

电流表

电流表

电路中保持有恒定的电动势（电力场）。

电路连接好，闭合开关，处处相通的电路叫做通路（也称为闭合电路）。

规律

串联电路

电流：I总=11=12（串联电路中，电路各部分的电流相等）

并联电路

电流：I总=11+12（并联电路中，干路电流等于各支路电流之和）

计算式

电流的方向与正电荷在电路中移动的方向相同。实际上并不是正电荷移动，而是负电荷移

动。电子流是电子（负电荷）在电路中的移动，其方向为电流的反向。电流强度可以用公式

表达为：

其中，Q为电量（单位是库仑），t为时间（单位是秒）。

=nesv（1A=1C/S）

（部分电路欧姆定律）或I=E（电动势）/（R［外］+r［内］）或I=E/（R+Rg［检测器电阻］+r）（闭合

电路欧姆定律）

在中如果正负离子同时移动形成电流，那么Q为两种电荷的电量和。

产生条件编辑

1、有电场。（电路当中，电源会产生电场。）

2、有自由移动的带电粒子。（电路中，还需要是闭合电路。）

标准等级

GB/T762-2002

单位A（安培）

1、1.25、1.6、2、2.5、3.15、4、5、6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、

63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、

2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、_、_、_、_、_、_、_、_、_、

_、__、__、__、_

物理性质编辑

在各种介质内的电流的物理性质

金属

在固态金属导体内，有很多可移动的自由电子。虽然这些电子并不束缚于任何特定原子，

但

电流在金属中存在

电流在金属中存在（4张）

都束缚于金属的晶格内。甚至于在没有外电场作用下，因为热能（thermalenergy）,这些

电子仍旧会随机地移动。但是，在导体内，平均净电流是零。挑选导线内部任意截面，在

任意时间间隔内，从截面一边移到另一边的电子数目，等于反方向移过截面的数目。如同

乔治•伽莫夫在他发表于1947年的科学畅销书《One,Two,Three。Infinity》谈到：

“金属物质与其它物质不同的地方，在于其最外层的电子很松弛地束缚于原子，电子能够

很容易地逃离原子。因此，满布于金属的内部，有很多未被束缚的电子，毫无目标地游

动，就好像一群无家可归的醉汉。当施加电压于一根金属导线的两端，这些自由电子会朝

着电势高的一端奔去，这样，形成了电流。”

其它介质

在固态金属内，电荷流动的载子是电子，从低电势流到高电势。在其它种介质内，任何电

荷载子的载子流都可以形成电流。

在真空内，可以制作一个离子束（ionbeam）或电子束。这也是一种电流。在有些传导性物

质内，电流是由正电荷载子和负电荷载子共同形成的。在像质子导体（protonconductor）

一类的物质内，电流可能完全是由正电荷载子形成。例如，在水溶液内，电解质会导电，

电流内的正价氢离子（质子）朝着某方向流动，负价的硫酸根离子朝着反方向流动。在电花

（spark）或等离子体内的电流内有电子、正离子、负离子。在半导体内，可以视电流为正

值空穴（一个呈电中性的原子，由于少了一个负电的电子，所以那里就会呈现出一个正电性

的空位）的流动。这种半导体称为p型半导体。

测量仪器

学生用表

电流表的符号：-A-电流表的使用方法：

电流表

电流表（4张）

电流表要与被测用电器串联。

正负接线柱的接法要正确：使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，俗称正进负出。

被测电流不要超过电流表的量程。（否则会烧坏电流表）可用试触的方法确定量程。

因为电流表内阻太小（相当于导线），所以绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电

源的两极上。

确认使用的电流表的量程。

确认每个大格和每个小格所代表的电流值。

钳形表

钳形电流表（简称钳表），是集电流互感器与电流表于一身的仪表，其工作原理与电流互感

器测电流是一样的。钳形表是由电流互感器和电流表组合而成。电流互感器的铁心在捏紧

扳手时可以张开，被测电流所通过的导线可以不必切断就可穿过铁心张开的缺口，当放开

扳手后铁心闭合。穿过铁心的被测电路导线就成为电流互感器的一次线圈，其中通过电流

便在二次线圈中感应出电流。从而使二次线圈相连接的电流表便有指示一一测出被测线路

的电流。

钳形电流表分高、低压两种，用于在不拆断线路的情况下直接测量线路中的电流。

新型仪表

各类变频电量分析仪、高精度功率分析仪、宽频功率分析仪等高端仪器，可以测量任意波

形的电压、电流、功率和谐波。

分类

电流分为交流电流和直流电流。

交流电：大小和方向都发生周期性变化。生活中插墙式电器使用的是民用交流电源。

直流电：方向不随时间发生改变。生活中使用的可移动外置式电源提供的的是直流电。

交流电在家庭生活、工业生产中有着广泛的使用，生活民用电压220V、通用工业电压

380V,都属于危险电压。

直流电一般被广泛使用于手电筒（干电池）、手机（锂电池）等各类生活小电器等。干电池

（1.5V）、锂电池、蓄电池等被称之为直流电源。因为这些电源电压都不会超过24V,所以

属于安全电源。

三大效应

热效应

导体通电时会发热，把这种现象叫做电流热效应。例如：比较熟悉的焦耳定律：是定量说

明传导电流将电能转换为热能的定律。（焦耳定律）

磁效应

电流的磁效应（动电会产生磁）：奥斯特发现：任何通有电流的导线，都可以在其周围产生

磁场的现象，称为电流的磁效应。（毕奥-萨法尔定律）

化学效应

电的化学效应主要是电流中的带电粒子（电子或离子）参与而使得物质发生了化学变化。化

学中的电解水或电镀等都是电流的化学效应。（法拉第电解定律）

物理学家

安德烈•玛丽•安培（Andr6-MarieAmpere1775〜1836年），法国物理学家，对数学和化

学也有贡献。1775年1月22日生于里昂一个富商家庭。年少时就显出数学才能。

科学成就：1.安培最主要的成就是1820~1827年对电磁作用的研究。

①发现了安培定则

奥斯特发现电流磁效应的实验，引起了安培注意，使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系

的信条受到极大震动，他全部精力集中研究，两周后就提出了磁针转动方向和电流方向的

关系及从右手定则的报告，以后这个定则被命名为安培定则。

②发现电流的相互作用规律

接着他又提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引，电流方向相反的两条平行载

流导线互相排斥。对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。

③发明了电流计

安培还发现，电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似，创制出第一个螺线

管，在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。

④提出分子电流的假说

他根据磁是由运动的电荷产生的这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。提出了著名的

分子电流假说。安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流一一分子电流。由于分子

电流的存在，每个磁分子成为小磁体，两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子

电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性。当外界磁场作用后，

分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流作用抵消，而表面部分未抵消，它们的效果

显示出宏观磁性。安培的分子电流假说在当时物质结构的知识甚少的情况下无法证实，它

带有相当大的臆测成分;在今天已经了解到物质由分子组成，而分子由原子组成，原子中有

绕核运动的电子，安培的分子电流假说有了实在的内容，已成为认识物质磁性的重要依

据。

⑤总结了电流元之间的作用规律一一安培定律

安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并运用高度的数学技巧总结出电流元之间

作用力的定律，描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间

的关系。后来人们把这定律称为安培定律。安培第一个把研究动电的理论称为“电动力

学”，1827年安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中。这

是电磁学史上一部重要的经典论著。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献，电流的单位“安

培”以他的姓氏命名。

他在数学和化学方面也有不少贡献。他曾研究过概率论和积分偏微方程;他几乎与II戴维同

时认识元素氯和碘，导出过阿伏伽德罗定律，论证过恒温下体积和压强之间的关系（玻意耳

定律），还试图寻找各种元素的分类和排列顺序关系0

2.“电学中的牛顿”

安培将他的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，成为电磁学史上一部重要的

经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一，还把安培誉为“电学

中的牛顿”。

安培还是发展测电技术的第一人，他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器，以后经过改

进称电流计。

安培在他的一生中，只有很短的时期从事物理工作，可是他却能以独特的、透彻的分析，

论述带电导线的磁效应，因此我们称他是电动力学的先创者，他是当之无愧的。

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密度

电流密度是一种度量，以矢量的形式定义，其方向是电流的方向，其大小是单位截面面积

的电流。采用国际单位制，电流密度的单位是“安培/平方毫米”。用方程表达J=I/s

其中（I