OCR A-Level 物理/電子、波和光子 新規範/電流

電荷和電流

電流

電流是指帶電粒子在電路中的流動。通常是電子在流動。金屬是良好的導體，因為它們具有能夠流動的自由電子。電流的 SI 單位是安培 (A)

橫截面積

導線的橫截面積是半徑為 r 的圓的面積：A=πr2=π(d2)2，其中 d 是導線的直徑。面積的 SI 單位是 m^2。

電子流動

在人們知道是電子作為載流子之前，人們認為電流從正極流向負極。這成為了慣例，即使在發現自由電子之後，仍然以常規電流的名稱使用。我們現在知道電子帶有負電荷。這意味著它們會被負極排斥，被正極吸引。

記住這一點 - 電子的流動方向總是與常規電流的方向相反。

基本電荷

帶電粒子具有庫侖的電荷。電子是帶電粒子，電荷約為 $1.6\times 10^{-19}$。這被稱為基本電荷，用e符號表示。質子也具有約為 e 的電荷。不同的是，電子帶負電荷，所以嚴格來說，它們的電荷為-e，而質子的電荷為+e。

漂移速度

當電子在電路中流動時，它們具有速度。我們有一個方程將這種速度和電流聯絡在一起

 $I=Anev$

從這個方程中我們知道，電流受導線的橫截面積 A以及電子數密度 n的影響。這僅僅是單位體積內的電子數量。電子的數量與原子的數量一樣多。電流還取決於基本電荷 e和平均漂移速度 v如果我們重新排列上面的方程，我們可以看到這些值之間的關係。

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

然後我們可以推斷出這三個關係。

 $v\propto I$
 

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

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

基本電荷 e 是常數。

基爾霍夫第一定律

基爾霍夫第一定律 - 流入任何點的電流之和等於流出該點的電流之和。

方程

$\Delta Q=I\Delta t$

電荷 - 經過某點的電流在給定時間內的變化量。

1 庫侖 - 1 安培的電流在 1 秒的時間內經過某點。

$I=Anev$

電流 - 某一橫截面積上的電流取決於載流子的平均漂移速度和材料中它們的數密度。