物理

电

概念

1. 电势：电场中某一位置的能量值。用单位电荷从零势能处移动到该位置时克服电场力所需的能量来衡量。

   • 符号：$φ$
   • 单位：$V$（伏特）

   电子伏特：能量单位，表示 一个电子 经过 1V 电势损失或获取的能量。

   • 符号：$eV$

2. 电压：电场中两点之间的电势的差值。

   • 符号：$U$
   • 单位：$V$（伏特）

   电池的电压是电池在闭合电路中正极到负极之间的电势差。

3. 电流：电子在电场内的移动现象。

   • 符号：$I$
   • 单位：$A$（安培）（$1A=1000mA$）
   • 方向：定义为正电荷移动的方向。
   • 大小：以单位时间通过某个表面（导体的横截面）的电子数来衡量，定义 $1A$ 等于每秒$6.25×10^{18}$ 个电子。

4. 电阻：对电流的阻力。

   • 符号：$R$
   • 单位：$Ω$（欧姆）

5. 电功：电子做的功，电子在高电势拥有高于低电势的能量，从高电势移动到低电势会释放高出的能量。换算为能量单位（$J$）来衡量，定义 $1A$ 的电子数（$6.25×10^{18}$ ）在 $1V$ 的电势差中释放或吸收的能量为 $1J$。

   • 符号：$W$
   • 单位：$J$（焦耳），由于 焦耳 太小，一般以 千瓦时 为单位（$1KW.h=3.6×10^{6}J$）。

   $1J$ 的能量是一个固定的值，在热量中可以将 0.239克 水从 0℃ 升到 1℃，这里 $1J$ 又是 $6.25×10^{18}$ 个电子在 $1V$ 的电势差中 $1s$ 产生的能量，电子能量与上面热量效果一致吗？其实在定义 $1A$ 的电子数量是多少时，已经测量过了，根据能量换算统一推算的电子数量，所以不用疑惑 $1V×1A×1s=1J$ 的实际值问题。

6. 电功率：电流在单位时间内做的功。

   • 符号：$P$
   • 单位：$W$（瓦）（$1W=1J/s$）

直流电

有固定方向和大小的电流称为直流电，化学或光学等有稳定能量输出的可以产生。

交流电

没有固定方向和大小的电流称为直流电，线圈周期性的切割磁场可以产生。

变压

电路中经常有升压、降压的情况，这是如何做到的？

升压

1. 电流从电源出发，存储在处理容器中。
2. 处理容器积累电势，当达到目标值时，断开电源开关。
3. 处理容器作为电源输出。
4. 当处理容器输出不符合目标值时，打开电源开关。
5. 处理容器再次积累电势，如此循环。

降压：使用电阻可以达到目的。