OCR A-Level 物理/电子、波和光子 新规范/电流

电荷和电流

电流

电流是指带电粒子在电路中的流动。通常是电子在流动。金属是良好的导体，因为它们具有能够流动的自由电子。电流的 SI 单位是安培 (A)

横截面积

导线的横截面积是半径为 r 的圆的面积：A=πr2=π(d2)2，其中 d 是导线的直径。面积的 SI 单位是 m^2。

电子流动

在人们知道是电子作为载流子之前，人们认为电流从正极流向负极。这成为了惯例，即使在发现自由电子之后，仍然以常规电流的名称使用。我们现在知道电子带有负电荷。这意味着它们会被负极排斥，被正极吸引。

记住这一点 - 电子的流动方向总是与常规电流的方向相反。

基本电荷

带电粒子具有库仑的电荷。电子是带电粒子，电荷约为 $1.6\times 10^{-19}$。这被称为基本电荷，用e符号表示。质子也具有约为 e 的电荷。不同的是，电子带负电荷，所以严格来说，它们的电荷为-e，而质子的电荷为+e。

漂移速度

当电子在电路中流动时，它们具有速度。我们有一个方程将这种速度和电流联系在一起

 $I=Anev$

从这个方程中我们知道，电流受导线的横截面积 A以及电子数密度 n的影响。这仅仅是单位体积内的电子数量。电子的数量与原子的数量一样多。电流还取决于基本电荷 e和平均漂移速度 v如果我们重新排列上面的方程，我们可以看到这些值之间的关系。

 $v={\frac {I}{Ane}}$

然后我们可以推断出这三个关系。

 $v\propto I$
 

 $v\propto {\frac {1}{A}}$
 

 $v\propto {\frac {1}{n}}$

基本电荷 e 是常数。

基尔霍夫第一定律

基尔霍夫第一定律 - 流入任何点的电流之和等于流出该点的电流之和。

方程

$\Delta Q=I\Delta t$

电荷 - 经过某点的电流在给定时间内的变化量。

1 库仑 - 1 安培的电流在 1 秒的时间内经过某点。

$I=Anev$

电流 - 某一横截面积上的电流取决于载流子的平均漂移速度和材料中它们的数密度。