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導體與電

通常，導體中的電荷隨機漂移。當電氣源連線到導體時，電力會對電荷施加壓力，迫使電荷沿直線運動，從而在導體內部產生電流。電氣源的壓力稱為電壓

電壓

電壓定義為電力對導體中電荷施加的壓力，迫使電荷沿直線運動，並透過電荷上所做的功與電荷量的比值來計算。電壓用 V 表示，單位是伏特 v。

$V={\frac {W}{Q}}$

$1v={\frac {1J}{1C}}$

電流

電流定義為一定時間內流過導體某一截面的電荷量。電流透過電荷量與時間的比值來計算。電流用 I 表示，單位是安培 A

$I={\frac {Q}{t}}$

$1A={\frac {1C}{1s}}$

能量

功率定義為功的能量與時間的比值。功率透過電壓與電流的乘積來計算。功率用 P 表示，單位是焦耳 J 或伏安 VA

$E={\frac {W}{Q}}{\frac {Q}{t}}={\frac {W}{t}}=VI$

1 J = 1v x 1A

電導

電導定義為電流與電壓的比值。電導用 Y 表示，單位是西門子 1 / Ω

$Y={\frac {I}{V}}$

$1S={\frac {1A}{1V}}$

電阻

電阻定義為電壓與電流的比值。電阻用 R 表示，單位是歐姆

$R={\frac {V}{I}}$

$1={\frac {1V}{1A}}$

電阻

電阻與溫度

觀察發現，導體的電阻會隨著溫度的變化而變化

對於導體，R = Ro + nT

對於半導體，R = Ro e^nT

電阻與電能損耗

此外，當電阻為 R 的導體通電時，導體會釋放熱能到周圍環境中，導致電能直接按比例損失到導體的電阻

$P_{R}=I^{2}R={\frac {V^{2}}{R}}$

能量供應、損耗和傳輸

導體的能量供應

$E_{V}=VI$

作為散熱而損失的能量

$E_{R}=I^{2}R={\frac {V^{2}}{R}}$

無損傳輸的能量

$E_{V}=E_{V}-E_{R}$

$E_{V}=VI-I^{2}R=I(V-IR)$

$E_{V}=VI-{\frac {V^{2}}{R}}=V(I-{\frac {V}{R}})$

能量傳輸效率

電力傳輸效率可以計算為實際功率與供應功率的百分比

$n={\frac {E_{o}}{E_{i}}}$

$n={\frac {E_{i}Cos\theta }{E_{i}}}=Cos\theta$

$n={\frac {V-IR}{V}}$

$n={\frac {I-{\frac {V}{R}}}{I}}$