我们看下图: 图1:四种不同截面形状的导线图1中,我们看到了四种不同截面形状的导体,它们的截面积不尽相同,有大有小。我们知道,导线电阻的表达式是: ,这里的ρ是导线的电阻率,L是导线长度,S是导线截面积。题主的疑问是:在电压一定的情况下,直流电的电流大小与通过的载体横截面积有关吗? 我们来求图1中的电流I,如下: ,式1从图1中我们看到,四种不同截面形状的导线,它们的长度是相同的。我们假定它们的材质也相同,即电阻率ρ也相同。于是,导线的电流I的值与导线截面积S有关,S越大,电流就越小,反之,则越大。下面,我们通过计算来证实一下:我们设图1中的导线均为铜质的裸导线,也即导线的外部没有绝缘层,导线的长度都是100米,电源电动势E=24V,负载电阻R的阻值是10欧。我们导线的截面积S设定为1.5平方毫米、2.5平方毫米和4平方毫米,把数值代入到式1中,看看结果如何: 导线截面积为1.5平方毫米:导线截面积为2.5平方毫米:导线截面积为4平方毫米: 我们看到,随著导线加粗,电流会略微增大。如果我们把导线电阻设定为零,电流又等于多少呢?我们看到,对于1.5平方截面积的导线,电流增大了0.2443A,相当于增大了11.3%;对于2.5平方截面积的导线,电流增大了0.,1528A,相当于增大了6.8%;对于4平方导线,电流增大了0.0978A,相当于增大了4.2%。 我们看到,导线的截面越粗,导线截面对电流大小的影响就越小。现在,我们来看另外一个问题:我们知道,任何导线都有最大载流量,这里的最大载流量是怎么得出来的?它与导线截面有何关系?这个问题可以参考我的文章:原来如此14——导体截面形状与载流量有关系吗?(1) - Patrick Zhang的文章 - 知乎 Patrick Zhang:原来如此14——导体截面形状与载流量有关系吗?(1)?zhuanlan.zhihu.com可见,看似简单的问题,背后还是有一点知识的。 定义、定义、定义:定义很重要。。电流的大小称为电流强度(简称电流,符号为I),是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量。如果电压不变,在导体材料不变的情况下,电子的运动速度是不变的。那截面越大,就像高速路上车道数越多一样,单位时间内通过的电量肯定就越大啊。 初一学生就不要上知乎了,初二再来 文科人不谈理科事 载体横截面积(导线)只是决定最大可以承受多大的电流。电流的大小是由负载的需求来决定的,比如一个负载需要2a的电流才能工作,那么该电路的电流就是两a,如果是电池供电或者是有最大电流限定的电源,那么如果负载所需的电流大过该电路能提供的最大电流时就被可以说是功率不足了。 欧姆定律再清楚不过回答了您的问题。相同材质截面积越大,电阻越小,通过的电流也就越大。 还和载体的电阻有关,有一个公式:I=U/R,I是电流,U是电压,R是电阻。 推荐阅读:
我们看下图:
图1:四种不同截面形状的导线
图1中,我们看到了四种不同截面形状的导体,它们的截面积不尽相同,有大有小。
我们知道,导线电阻的表达式是: ,这里的ρ是导线的电阻率,L是导线长度,S是导线截面积。
题主的疑问是:在电压一定的情况下,直流电的电流大小与通过的载体横截面积有关吗?
我们来求图1中的电流I,如下:
,式1
从图1中我们看到,四种不同截面形状的导线,它们的长度是相同的。我们假定它们的材质也相同,即电阻率ρ也相同。于是,导线的电流I的值与导线截面积S有关,S越大,电流就越小,反之,则越大。
下面,我们通过计算来证实一下:
我们设图1中的导线均为铜质的裸导线,也即导线的外部没有绝缘层,导线的长度都是100米,电源电动势E=24V,负载电阻R的阻值是10欧。我们导线的截面积S设定为1.5平方毫米、2.5平方毫米和4平方毫米,把数值代入到式1中,看看结果如何:
导线截面积为1.5平方毫米:
导线截面积为2.5平方毫米:
导线截面积为4平方毫米:
我们看到,随著导线加粗,电流会略微增大。如果我们把导线电阻设定为零,电流又等于多少呢?
我们看到,对于1.5平方截面积的导线,电流增大了0.2443A,相当于增大了11.3%;对于2.5平方截面积的导线,电流增大了0.,1528A,相当于增大了6.8%;对于4平方导线,电流增大了0.0978A,相当于增大了4.2%。
我们看到,导线的截面越粗,导线截面对电流大小的影响就越小。
现在,我们来看另外一个问题:我们知道,任何导线都有最大载流量,这里的最大载流量是怎么得出来的?它与导线截面有何关系?
这个问题可以参考我的文章:
原来如此14——导体截面形状与载流量有关系吗?(1) - Patrick Zhang的文章 - 知乎
可见,看似简单的问题,背后还是有一点知识的。
定义、定义、定义:定义很重要。
。电流的大小称为电流强度(简称电流,符号为I),是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量。
如果电压不变,在导体材料不变的情况下,电子的运动速度是不变的。那截面越大,就像高速路上车道数越多一样,单位时间内通过的电量肯定就越大啊。
初一学生就不要上知乎了,初二再来
文科人不谈理科事
载体横截面积(导线)只是决定最大可以承受多大的电流。电流的大小是由负载的需求来决定的,比如一个负载需要2a的电流才能工作,那么该电路的电流就是两a,如果是电池供电或者是有最大电流限定的电源,那么如果负载所需的电流大过该电路能提供的最大电流时就被可以说是功率不足了。
欧姆定律再清楚不过回答了您的问题。相同材质截面积越大,电阻越小,通过的电流也就越大。
还和载体的电阻有关,有一个公式:I=U/R,
I是电流,U是电压,R是电阻。