“学无涯”杯比赛辅导材料-电的知识

1、电
最早从“摩擦起电”现象中了解到实物的一种属性，也是能量的一种形式。电有正负两种。电的重要特性：同性相斥，异性相吸。
一般物体都由原子构成，而原子则由带正电的原子核和带负电的电子组成。正常情况下同一原子内部总是存在着等量的正负电，因而整个物体被认为是不带电的。由于相互摩擦、受热、化学变化等原因而得到或失去正负电，就变成带电状态。习惯上带电体简称电荷。电荷的周围存在电场，运动的电荷产生磁场。静止带电体简称静电。

2、电流
电荷的规则移动叫做电流。电流是有方向的，正电荷移动的方向规定为电流的正方向。
正如静止的河水不会推动水轮机转动一样，静电也无法让电器工作。就像流动的水流才能用来推动水轮机工作的道理一样，只有流动的电荷才能让电灯等用电器工作。电流的大小和方向不随时间变化的叫直流电。电流的大小和方向随时间变化的叫交流电。
在电路中，电流常用I表示。衡量电流大小的单位用“安培”表示，简称“安”、或者用A表示。有时候还要用到更小的单位“毫安”（mA）、“微安”（μA）。1A=1000mA、1mA=1000μA。电流可以用电流表串联在电路中测量。测量的时候，要注意选择大于实际电流的量程，否则，会损坏电流表。

3、电压
电位差对电荷始终保持一种作用力叫做电压。
要让河水流动，就要形成水位差；就像水位差提供水压让水流动一样，要让电荷流动就要有电位差。民用电压一般为220V，一节干电池的标称电压为1.5V，人体的安全电压为小于36V。
电压常用U表示，单位是“伏特”，常用V表示。还有“毫伏”（mV）、“微伏”（μV）。1V=1000mV、1mV=1000μV。电压可以用电压表并联在电路上测量。选择的量程要大于待测的电压，防止损坏电压表。

4、电源
使其他形式的能量转变为电能的装置叫做电源。例如，干电池是将化学能转化成电能、一般的发电机是将机械能转化成电能。还有把光能转化成电能的光电池、原子能转化成电能的原子能电池等。电源分直流电源和交流电源，还有将交流电转化成直流电的整流电源，常用单节干电池为1.5V直流电源，家用电源为220V交流电源。
在无线电电子领域，通常也将信号源看作一种电源。

5、负载
与电源相反，把电能转化成其他形式能量的装置叫做负载。例如几乎所有的家用电器都可以看作是负载。
无线电电子领域通常也将对前级信号源进行处理的装置看作前级的负载。

6、导体、绝缘体和电击穿现象
导体具有大量的能够在外电场作用下自由移动的电荷，因而容易导电。绝缘体可以移动的自由电荷极少或几乎没有，所以不会导电。绝缘体在强电场作用下突发性的产生大量可以移动的自由电荷而成为导体，这一现象称为电击穿。雷电是自然界中常见的电击穿现象。
自由电荷包括带负电的自由电子和负离子、带正电的正离子。一般依靠自由电子导电的物质导电前后不发生化学变化，而离子导电将伴随化学变化。
金属导体依靠自由电子导电，含杂质的水依靠离子导电。N型半导体依靠吸引电子的“空穴”来导电，为了理解方便可看作依靠自由正电荷来导电。

7、电路
电流通过的回路叫做电路。基本的电路由电源、负载和导线组成，称为电路“三要素”。
电路处处连通叫做通路或者回路，电路某处断开叫做断路或者开路，电路某一部分原来存在电压的两端直接连通，使这一部分的电压变成零，叫做短路。以上电路的三种情况，称为电路“三状态”。电路处于通路状态才能工作，断路则停止工作，而短路将可能损坏元件和电源装置。

8、电阻
电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量损耗的部分叫做电阻。电阻常用R表示，其单位是欧姆，简称欧（Ω），也用KΩ、MΩ表示。1KΩ=1000Ω，1MΩ=1000KΩ。电阻可以用万用表欧姆档测量。测量的时候，尽量选择表针接近中部的欧姆档量程。

9、欧姆定律
导体中的电流和导体两端的电压成正比，和导体的电阻成反比：
电流（I）=电压（U）/电阻（R）
这个规律叫做欧姆定律。

10、能量与能量形式
    能量是物质运动的一般量度。当物质的运动形式发生变化时，能量形式同时发生转变。机械运动、电磁运动、热运动、光运动和化学运动都是常见的物质运动形式其对应的能量形式就是机械能、电磁能、热能、光能和化学能等。

11、电功
能量的传递过程可以用作“功”来度量。电流的能量传递给负载转化成其它形式能量的数量关系可以用电功来表示：
电功=电量×电压
因为，电量等于电流和通电时间的乘积，所以，电功又可以表示为：
电功=电流×电压×通电时间
电功的单位是瓦特秒，也常用千瓦小时（度）来表示。家用电表就是一种衡量电功大小、记录用电量的仪表，以千瓦小时（度）作为基本单位。

12、电功率
电功率就是单位时间内电功的大小，用P表示：
电功率=电功/时间
因为，电功等于电流、电压和通电时间的乘积，所以，电功率又可以表示为：
电功率（P）=电流（I）×电压（U）
基本单位是瓦特，简称瓦，用字母W表示。还有用mW表示，1W=1000mW。
电功率可以衡量用电器做功快慢能力。例如，瓦数大的灯泡就比瓦数小的灯泡亮。