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电是如何工作的

由:马歇尔的大脑,威廉·哈里斯&罗伯特·兰姆

电压、电流和电阻

电阻和电压、电流一样,是电的三个基本单位之一。正如下面所探讨的,白炽灯泡中发光的灯丝让我们看到了作用中的电阻。"width=
电阻和电压、电流一样,是电的三个基本单位之一。正如下面所探讨的,白炽灯泡中发光的灯丝让我们看到了作用中的电阻。
PhotoLink Photodisc /盖蒂图片社

如前所述,电路中运动的电子数称为电流,以安培为单位。推动电子前进的“压力”称为电压,以伏特为单位。如果你住在美国,你房子或公寓墙上的电源插座每个能输出120伏电压。

如果你知道所涉及的安培和伏特,你就可以确定所消耗的电量,这是我们通常测量的瓦特时千瓦时.想象一下,你把一个热水器插到墙上的插座上。你测量从墙壁出口流向加热器的电流,它流出的电流是10安培。这意味着它是一个1200瓦的加热器。如果把伏特乘以安培,就得到瓦数。在这种情况下,120伏特乘以10安培等于1200瓦。这对任何电器都适用。如果你插入一盏灯,它消耗半安培,它是60瓦灯泡

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假设你打开了暖气,然后看了看外面的电能表。电表的目的是测量流入你家的电量,这样电力公司就可以向你收取电费。让我们假设——我们知道这是不可能的——房子里没有其他东西是开着的,所以电表只测量空间加热器使用的电。

您的空间加热器使用1.2千瓦(1200瓦)。如果你让空间加热器开着一个小时,你将使用1.2千瓦时的电力。如果你的电力公司向你收取每千瓦时10美分的费用,那么你的热水器每开一个小时,电力公司就会向你收取12美分。

现在让我们在电流和电压上再加一个因素:电阻,这是测量的欧姆.我们可以扩展也可以用类比来理解阻力。电压等于水压,电流等于流量,阻力等于管道尺寸。

一个被称为欧姆定律的基本电气工程方程解释了这三个术语之间的关系。电流等于电压除以电阻。它是这样写的:

I = V / R

在哪里表示电流(以安培为单位),V电压(以伏特计)和R代表电阻(以欧姆为单位)。

假设你有一罐压力水连接到你用来浇灌花园的软管上。如果你增加水箱的压力,更多的水会从软管中流出,对吧?电气系统也是如此:增加电压会导致更大的电流。

现在假设你增加了软管的直径和所有的油箱配件。这种调整也会使更多的水从软管中流出。这就像减少电气系统的电阻,增加了电流。

当你看一个普通的白炽灯泡时,你可以看到这个水的类比在起作用。灯泡的灯丝是一根极细的电线。这根细电线能阻挡电子流。你可以用电阻方程来计算导线的电阻。

假设你有一个120瓦的灯泡插在墙上的插座上。电压是120伏,一个120瓦的灯泡有1安培通过它。你可以通过重新排列公式来计算灯丝的电阻:

R = V / I

所以电阻是120欧姆。

除了这些核心电气概念之外,这两种电流之间还有一个实际的区别。有些电流是直流电,有些电流是交流电,这是一个非常重要的区别。