了解电流的实质

一、电流

1、 要了解电流的实质，应从物质内部结构进行分析。物质由分子组成，分子由原子组成，原子由带正电的原子核和带负电的电子组成。在通常况下，原子核所带的正电荷数等于核外电子所带的负电荷数，所以原子是中性的，不显电性，物质也不显电性。当给予一定外加条件时(如接上电源)，就迫使金属或某些溶液中的电子发生有规则的运动。

2、 电荷有规则的定向运动称为电流。在金属导体中，电流是电子在外电场作用下有规则的运动形成的。在某些液体或气体中，电流则是正离子或负离子在外电场作用下有规则运动形成的。导体中的这种电流也称为传导电流。

3、 在不同的导电物质中，形成电流的运动可以是正电荷，也可以是负电荷，甚至两者都有。为统一起见，规定以正电荷移动的方向为电流的方向。在金属导体中电子运动而形成的电流方向与电子流方向相反。

4、 在分析或计算电路时，常常要求出电流的方向。但当电路比较复杂时，某段电路中电流的实际方向往往难以确定，此时可先假定电流的参考方向(也称正方向)，然后列方程求解，当解出的电流为正值时，就认为电流方向与参考方向一致，反之，当电流为负值时，就认为电流方向与参考方向相反。

5、 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多少。在相同的时间内通过导体横截面的电荷量越多，就表示流过该导体的电流越强，反之越弱。电流的大小用电流强度来衡量，通常规定：一秒钟内通过导体横截面的电量称做电流强度，以字母Ⅰ表示。若在t秒钟内通过导体横截面的电量是Q库仑，则电流强度Ⅰ就可用下式表示：

I=Q/t

电流强度的单位是安培。若在1秒钟内通过导体横截面的电量为1库仑，则电流强度就是1安培。

安培简称安，以字母A表示。除安培外，常用的电流强度单位还有千安(kA)、毫安(mA)、微安(μA)，它们之间的换算关系为：

1千安(kA)=10³安(A)

1安(A)=10³毫安(mA)

1毫安(m)=10³微安(μA)

为了方便，人们常把电流强度简称为电流。这样电流这一名词不但表示一种物理现象，而且也代表一个物理量。

6、 电流分交流电流和直流电流两大类。凡方向不随时间变化的电流都称直流电流，而大小和方向都不随时间变化的电流称稳恒电流；凡大小和方向都随时间变化的电流称交流电流或交变电流。

7、 交流电流的大小是随时间变化的，我们可以在一个很短的时间△t内研究它的大小。在△t时间内，若导体横截面的电量变化是△Q。则瞬时电流强度i为：

i=△Q/△t

8、 一个实际电路中的电流大小可以用电流表来测量。测量时必须把电流表串联在电路中，并使电流从表的正端流入，负端流出。同时要选择好电流表的量程(测量范围)。使其大于实际电流的数值，否则可能烧坏电流表。

二、电流密度

1、 在实际作工中，有时需要选择导线的截面，这就要用到电流密度这一概念。所谓电流密度就是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积的比值。这样电流密度J可用下式表示：

J=I/S

上式中当电流强度I用A作单位、面积S用mm²作单位时，电流密度的单位是A/mm²。

2、 导线允许的电流密度随导体截面不同而不同。例如，1mm²的铜导线允许通过6A的电流；2.5mm²的铜导线允许通过15A的电流(J=6)；120mm²的铜导线允许通过280A的电流(J=2.3)。当导线中通过的电流超过允许电流时，导线将发热、甚至冒火而出现事故。