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Circuits (part 1) : Introduction to electricity, circuits, current and resistance
相關課程
- 我們已經在很多影片中分析了
- 某個場合中的電場和電勢
- 以及電荷的勢能
- 大家看看有什麽發生 給定電勢
- 當允許電荷移動時會發生什麽呢？
- 這可能對大家來說更有趣
- 因爲大家將了解現代世界是如何運作的
- 假設我有個源電壓
- 想想我該怎麽畫它
- 我要像這樣畫它
- 這是我的源電壓
- 常稱爲電池
- 這是正極
- 這是負極
- 這是一個全新的話題 一個全新的影片
- 我要讓大家最終明白電池是怎麽工作的
- 但假設 不管電流
- 好的 實際上 我稍微解釋一下
- 不管從電池一端流向
- 另一端的電流是多少
- 電壓值都是常數
- 這是個抽象的事
- 因爲我們學過電容
- 並且在講解電流時會學到更多
- 關於電容的知識
- 我們已知的關於電容的知識是
- 如果電容一端的電荷減少
- 電容器總電壓將會減少
- 但電池是個神奇的東西
- 我想電池是由Volta發明的 這就是爲什麽稱
- 所有東西爲伏特和電壓什麽的
- 這是一件不可思議的東西 當一端的電荷流向
- 另一端時 兩端之間實際的電壓
- 或說電勢
- 是不變的
- 這是電池的奇妙之處
- 我們假設
- 我們有個這樣神奇的器件
- 或許大家的計算器或手機中有電池
- 看看當我們允許電荷從
- 一端流向另一端時會發生什麽
- 假設我有個很好的導體
- 假設這是個完美的導體
- 通常把它畫得
- 比我畫的圖更直
- 不 在做這個影片前
- 我沒有喝酒
- 我剛畫了什麽？
- 用某種方式連接了電池的
- 正極和負極
- 我給大家展示電氣工程師和電工等等一些人
- 使用的常見的示意圖符號
- 這是什麽 實際上這些線是電線
- 我在這裡畫成直角是沒什麽特別理由的
- 這麽畫僅僅爲了整潔 這些直角
- 假設這條電線是理想的導體
- 電荷可以沒有障礙地自由流動
- 這個東西 這段折線
- 這是個電阻
- 這實際上會障礙電荷移動
- 它會盡可能快得障礙電荷移動
- 然後 當然 這裡
- 這是個理想的導體
- 現在 電荷將沿哪個方向運動？
- 我想我已經提到過了 但在電路中
- 實際上是電子在流動
- 電子是真實運動的小粒子
- 在原子核周圍快速運動
- 實際上是電子具有這種流動性
- 是其在導體中移動
- 所以實際運動的對象
- 如果大家稱電子爲一種對象
- 有人可能會辯解說 那幾乎僅是觀念上的對象
- 但實際流動的是電子
- 從負極流向正極
- 最初創建線路圖的人
- 電氣工程師中的先鋒
- 和電工等等 不管是誰
- 我不知道是誰想出來的
- 他們規定 我想這讓大家
- 不好理解了 他們規定電流從
- 正極流向負極
- 電流的方向通常是這樣的
- 電流用I表示
- 什麽是電流？
- 電流 等等
- 實際上 在我告訴大家什麽是電流前
- 記住 盡管大家說電流
- 大多數課本這麽寫
- 如果大家成爲電氣工程師
- 大家常會說 電流
- 從正極流向負極
- 實際運動的物體
- 是從負極流向正極的
- 不是又大又重的質子和原子核
- 沿這個方向運動
- 一旦大家比較電子和質子的大小
- 大家會明白這是多麽瘋狂
- 這是電子 這些小的超高速粒子
- 它們從負極出發沿這條路
- 通過導體
- 所以大家可以把電流看成
- 缺乏電子的部分朝這個方向運動
- 我不想讓大家感到疑惑
- 總之 記住這是個規定
- 但事實或多或少
- 和規定相反
- 這個電阻是什麽？
- 當電流流動時 我想講解得
- 越貼近現實越好 這樣大家會
- 形象地理解正在發生的事
- 當電子流動時 有這些小的電子
- 它們在這根導體中流動
- 我們假設 因爲某些原因 這跟導體很神奇地
- 讓電子不會碰到導體中的任何原子
- 或其他任何東西
- 但當電子到達電阻時
- 這時電子撞擊障礙物
- 它們開始撞擊
- 材料中的其他電子
- 這是這個電阻
- 流動的電子開始撞擊材料中的其他電子
- 撞擊材料中的原子和分子
- 在這個過程中
- 電子在減速 對嗎？
- 電子撞擊障礙物
- 本質上 撞擊的障礙物越多
- 或給電子流動的空隙越少
- 電子在材料中
- 減速地更多
- 正如我們以後會看到的 材料越長
- 只是增加了電子撞擊障礙物的幾率
- 這稱爲電阻器 它提供電阻
- 決定電流流動的速度
- 所以電流 盡管規定是電流從
- 正極流向負極
- 電流實際上是每秒流過的電荷數
- 我們可以寫下
- 我知道我這樣說有點不好理解
- 但我想大家能理解我說的話
- 電荷是流動的電荷 所以每秒改變的電荷數
- 或單位時間內的改變量 對嗎？
- 大家思考的方式可以是 什麽是電壓？
- 電壓是電流想要流動的程度
- 如果這兩個極之間
- 有很高的電壓差
- 電子在這兒
- 這些電子非常想要到達這兒 對嗎？
- 如果電壓更高
- 這些電子將更想到達這兒
- 在大家明白電壓是
- 電位差前 它們實際上可以稱之爲
- 電子想要從這到達這的程度
- 電動勢
- 我們現在已知的是 這實際上不是一種力
- 這是電位差 它會-
- 我們可以將它看成電子壓力
- 這實際上是人們曾經對電壓的叫法
- 電子壓力
- 電子有多想從這裡移動到這呢？
- 一旦我們給電子穿過這個電路的路徑
- 電子將會運動
- 它們開始運動 我們假設
- 電線沒有阻力
- 它們想運動多快就有多快
- 但當它們到達這個電阻時
- 它們開始撞擊障礙物
- 這限制了電子運動的速度
- 大家可以假設 如果這個物體
- 是電子運動的速度決定因素
- 不管之後電子能運動得多快
- 這是個瓶頸
- 盡管電子在這裡可以運動得很快
- 它們必須在這兒減速
- 它們可以在這裡運動得非常快
- 這裡電子的運行速度不能
- 比電子通過這裡時快
- 爲什麽呢？
- 因爲如果電子運動慢了
- 這裡的電流就小了 電流實際上是
- 電荷運動的速度 對嗎？
- 如果這裡的電流小了 這裡的電流大
- 這就會造成當所有的電流
- 等著通過這裡時
- 在這有電荷的積累
- 我們知道 實際不是這樣一種情況
- 即所有電子以
- 確切的相同的速度通過電路
- 我講的和參考方向相反
- 因爲參考方向是說正電荷
- 沿這個方向運動
- 但我想讓大家能直觀地了解
- 電路中發生了什麽 因爲我想一旦大家
- 理解這個了 一旦問題變得更複雜
- 大家不會感到畏縮
- 我們知道的是 這稱爲歐姆定律
- 我們知道實際上電流
- 是與施加在電路上的電壓成比例的
- 我們知道電壓 我們可以換種方法看待它
- 電壓與電路中的電流
- 成比例
- 所以電壓等於電流乘以電阻
- 或者大家可以說 電壓除以
- 電阻等於電流
- 這稱爲歐姆定律
- 不管是不是處於常溫中 這都是正確的
- 我們再深入講解一下 我們將知道
- 如果電阻的溫度升高
- 那麽它內部的粒子和分子運動更劇烈
- 它們有更高的動能
- 那麽電子撞擊它們的可能性將更高
- 實際上 電阻隨溫度升高而變大
- 如果我們假設 給定的物體處於恒溫中
- 我們以後會知道不同的材料
- 有不同的電阻率
- 但對於給定的材料 處於恒溫中
- 構造給定了 電阻上的電壓
- 除以電阻等於
- 流過材料的電流
- 材料的電阻以歐姆來衡量
- 用希臘字母Ω給出
- 我們來做個簡單的例子
- 假設 這是個16V的電池
- 所以這裡的電位差是16V
- 在正極和負極之間
- 這是16V的電池
- 假設這個電阻是8Ω 通過的電流是多少？
- 我繼續與規定方向相反來思考
- 回到規定中來
- 電流中流過的電流是多少？
- 這很簡單
- 這是歐姆定律 V=IR
- 電壓是16V
- 等於電流乘以電阻 乘以8Ω
- 所以電流等於16V除以8Ω
- 也就是2 電流是2安培
- 有時它們稱爲安（amps）
- 這是電流的單位
- 如大家所知 電流是
- 單位時間通過的電荷量
- 所以安培等於2庫倫每秒 對嗎？
- 哦 我已經花了11又1/2分鍾了
- 就說到這吧
- 現在大家知道基本的歐姆定律了
- 或許對電路中發生了什麽有點直觀了解了
- 下次影片再見
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