电的基础知识：电流与电阻
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一、电流 （一）电流的形成 1、电流： 电荷有规则的定向运动形成电流。用I、i表示。 了解电流的实质，就要从物质内部结构进行分折： 任何物质都是由分子组成，分子是由原子组成，而原子又是由带正电原子核和带负电的电子组成。 在常态下，原子核所带的正电荷数等于电子所带的负电荷数，物质呈中性。 在金属导体中存在较多脱离原子核吸引力的自由电子，它们相互碰撞，处于无定向无规则运动，所以也不显电性。
例如，13号元素铝的原子结构。电子分层排列（2，8，3） 当人们给一定外加条件时，如导体两端加一个电场（即按上电源），则导体内自由电子受到电场力的作用，正电场吸引电子，负电场排拆电子，所以导体内自由电子就向着正电场方向移动。 2、电场力： 带电导体的周围存在着电场，电场对处在场内的电荷有力的作用。在金属导体中，电子在外电场的作用下有规则的运动形成电流。 3、电流强度： 电流的大小取决于在一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少，在单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，表示通过该导体的电流越强，反之较弱，所以电流大小用电流强度来衡量。 为方便起见，人们把电流强度简称电流。
4、电流密度： 在实际工作中，经常需要选择导体（线）的粗细即截面积，这就需要用到电流密度这一概念。 当电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面的比值，就称为电流密度。
电流密度与导体横截面不呈线性关系。因为导体的截面积选用必须考虑诸多综合因素，如环境、敷设方式、敷设长度。耐热、散热要重点考虑。 一般电流密度选择：负载电流越大，电流密度相对越小。 如：横截面2.5mm2的BVR塑料多股线的电流密度可选为7A/mm2，一般情况下：2.5mm2BVR最大可通过17.5A电流，可配用3.8kW的单相用电设备。 又如：现需要安装一路供电线路，此线路计算总负荷电流为125A，选配电缆前应先根据实际情况确定电流密度，通常100A以上电路选用电缆的电流密度，每平方毫米不大于2A，即J=2A/mm2，那么，
（二）电流的方向 1、电流的方向——正电荷移动的方向为电流方向。 不同的导电物质中，形成电流的运动电荷，可以是正电荷，也可以是负电荷。甚至两者都有。为统一起见规定：正电荷定向移动的方向为电流方向。 按照这个规定，在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。
在金属导体中，电子运动的方向与电流方向相反。 2、电流方向的表示： 例：如图所示电路，求出Iao的大小和方向。
解：先设定Iao的方向，如图所示 根据基尔霍夫节点电流定律： Iao Ibo=Ioc Iao=Ioc-Ibo 将已知数代入 Iao=3-4=-1A 得数为负值，实际电流方向为Ioa。 （三）电流的单位 电流的国际单位为安培，简称为安，用A表示。 常用的电流单位：千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）。 kA、A、mA、μA依次为千进位，即： 1kA=103A=106mA=109μA （四）电流的种类 电流的种类即电流的性质，通常分直流电、交流电两种。
二、电阻 电阻是反映物体对电流起阻碍作用大小的一个物理量。 电阻这一物理量可衡量物体的导电能力，物体电阻小导电能力就强，反之就弱。 电阻用字母R、r表示。 电阻的单位：欧姆，简称欧，用字母Ω表示。 物体的电阻是客观存在的，不随电压的高低而变化。 实验证明： 物体的电阻跟物体长度成正比，跟物体截面积成反比，并与物体的材料（电阻率）和温度有关，可用以下公式表达
1、电阻率ρ： 是与物体材料性质有关的物理量，称为电阻系数或电阻率。它是指长度1米，横截面1平方毫米的某种材料的物体在2０℃时的电阻值。单位：Ω·m。 不同的材料其电阻率也不同，下表列出几种常用金属的电阻率。 表1-1 常用金属材料的电阻率及电阻温度系数 材料名称 2０℃时的电阻 率/ Ω·m 电阻温度系数/℃-1 银 1.6×10-8 0.00361 铜 1.72×10-8 0.0041 金 2.2×10-8 0.00365 铝 2.9×10-8 0.00423 钼 4.77×10-8 0.00478 钨 5.3×10-8 0.005 铁 9.78×10-8 0.00625 康铜（铜54%，镍46%） 50×10-8 0.00004 2、温度系数α： 表中温度系数α，说明电阻率与温度有关，实验证明，物体的温度变化，电阻也随之变化，一般导体温度升高后，导体的电阻值随之增大，相对导电能力下降。（注：导体碳相反） 我们把温度升高1℃时，电阻所产生的变动值与原电阻值的比值，称为电阻温度系数，用α表示，单位1/℃
一般金属材料电阻温度系数很小，但温度很高时，电阻变化显著，不可忽视。 在实际工作中，我们不但用电阻去衡量物体的导电能力，我们还将具有一定阻值物质制作成实体元件，称为电阻器。
电阻元件主要参数：电阻值、功率、允许偏差等。 电阻器的作用：在直流电路中，常用于分压、分流、阻抗匹配等；交流电路中，电阻器常用于限流。
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