_电源和电流
电源与电流关系
电源与电流关系电力是现代社会运转的重要基础，而电源和电流则是电力系统中的核心概念。
电源是提供电流的设备或装置，而电流是指由电源产生的电子流动。
电源与电流之间有着密切的关系，相互依存、相互影响。
本文将探讨电源与电流的关系以及它们在电力系统中的应用。
首先，我们来讨论电源与电流的定义和基本原理。
电源是产生、提供和稳定电流的装置。
常见的电源包括电池、发电机和电网。
电池通过化学反应将化学能转化为电能，发电机通过机械能转化为电能，而电网则通过将其他能源如燃煤、水力等转化为电能。
不同类型的电源具有不同的特点和应用场景。
电流是指电荷（通常是电子）在导体中的流动。
根据安培定律，电流的大小与单位时间内通过导体横截面的电荷量成正比。
电流的单位是安培（A），1安培等于每秒通过导体横截面的1库仑电荷。
接下来，我们来探讨电源与电流之间的关系。
电源提供电流源，给电流提供能量和动力。
电源的特性如输出电压、工作电流和功率等决定了其提供的电流特性。
例如，高压电源通常提供较大的电流，适用于大功率负载，而低压电源通常提供较小的电流，适用于小功率负载。
此外，电源还有开路电压和内阻等特性，这些特性会直接影响电流的大小和稳定性。
电流的大小和方向取决于电路的拓扑结构和负载特性。
电流在闭合电路中形成闭合回路，从正极流向负极。
当电源提供电压时，电荷在电路中被推动形成电流。
根据欧姆定律，电流与电压和电阻之间的关系为I = V/R，其中I是电流，V是电压，R是电阻。
这个公式揭示了电源、电流和阻抗之间的基本关系。
电源和电流的关系在电力系统中有着广泛应用。
电力系统是指将发电、输电和配电组成的系统，用于供电到各种终端用户。
在电力系统中，电源是发电机和电网，电流则是输电和配电过程中的重要参数。
在发电机中，机械能驱动转子旋转，产生磁场并导致电压差。
这个电压差在外部电路中形成电流。
发电机通过电磁感应原理将机械能转化为电能，并通过调整转子的转速和磁场强度来控制输出电流的大小。
关于电源适配器输出电压和电流的问题
关于电源适配器输出电压和电流的问题
请详细解释电源适配器的输出电压和电流(特别是电流)的概念,我手上有很多电源适配器,输出电压有5V、5.5V、6V，而输出电流从500mA到1000mA不等，电压不同(相差不大，比如5V-8V)的是否能互换使用？电流不同的是否能互换使用？
一个电源适配器器的输出电压和最大负载电流，是在设计的时候决定的，因此一般不能更改.
但是可以代用.代用原则,首先是接口极性应该一致或者带有转接插头.
如果输出电压和你的负载的要求完全相同那肯定是最好的了，如果不同，要根据负载的情况来判断.通常是可以稍微高一点,不要超过10%,低的话有的用电设备就不能正常工作了，太高又容易造成设备的损坏.
最大负载电流的代用要求，是适配器的输出电流可以大于负载的要求电流，但是不能小.大多少都没关系.
按照这些原则,如果你的用点设备要求一个5V 500mA的供电,你用5V 1000mA 的电源是没问题的，但是你用8V 500mA的,就有坏掉的危险.5V 200mA也不行. 至于输出电压和电流的概念,这个没什么可以解释的,就是输出的电压和最大电流.如果不是可调整电源，那么标称的输出电压，就是其输出电压,可能会有10%的误差;电流就是最大的输出电流,如果你的负载电流大于这个电流，则可能造成输出电压下降,就不能正常工作了.。
电压源和电流源的区别
电压源和电流源的区别
一、电压源
电路中的功能元件称为电源，，可以采纳两种模型表示，即电压源和电流源。
1 ．抱负电压源（恒压源）
（1 ）符号：
（2 ）特点：无论负载电阻如何变化，输出电压即电源端电压总保持为给定的U S 或u s (t) 不变，电源中的电流由外电路打算，输出功率可以无穷大，其内阻为0 。
例：如图: U S =10V
则当R 1 接入时：I =5A
当R 1 、R 2 同时接入时：I =10A
(3) 特性曲线
2 ．实际电压源
（1 ）符号：
（2 ）特点：由抱负电压源串联一个电阻组成，R S 称为电源的
内阻或输出电阻，负载的电压U = U S – IR S ，当R S = 0 时，电压源模型就变成恒压源模型。
（3 ）特性曲线
二、电流源
1 ．抱负电流源（恒流源）
(1) 符号:
(2) 特点：
无论负载电阻如何变化，总保持给定的Is 或i s (t) ，电流源的端电压由外电路打算，输出功率可以无穷大，其内阻无穷大。
例：如图: I S =1 A
则: 当R =1 W 时，U =1V ，R =10 W 时，U =10 V
（3 ）特性曲线
2 ．实际电流源
（1 ）符号：
（2 ）特点：由抱负电流源并联一个电阻组成，负载的电流为I =
I S – U ab / R S ，当内阻R S = 时，电流源模型就变成恒流源模型。
（3 ）特性曲线：
3 ．恒压源和恒流源的比较。
电路中的电源与电流方向
电路中的电源与电流方向一、电源的概念1.电源是提供电能的装置，可以使电荷发生定向移动，形成电流。
2.电源的种类：直流电源、交流电源。
3.电源的电压：电压是电源对单位正电荷做的功，单位是伏特（V）。
二、电流的形成与方向1.电流是电荷的定向移动形成的，可以是正电荷，也可以是负电荷。
2.物理学规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向。
3.在电源外部，电流从电源的正极经过用电器流向电源的负极。
4.在电源内部，电流从电源的负极流向电源的正极。
三、电源的电动势1.电动势是电源内部非静电力做功的能力，单位是伏特（V）。
2.电源的电动势与外电路无关，是电源本身的属性。
四、电源的内阻1.电源内阻是电源内部电阻，对电流有一定的阻碍作用。
2.电源内阻会导致电源两端的电压降低，影响输出功率。
五、电路中的电压、电流与电阻1.电压是电路中电荷定向移动的动力，单位是伏特（V）。
2.电流是电荷定向移动形成的流动，单位是安培（A）。
3.电阻是电路中对电流的阻碍作用，单位是欧姆（Ω）。
六、欧姆定律1.欧姆定律是描述电路中电压、电流、电阻之间关系的定律。
2.欧姆定律公式：I = U / R，其中I为电流，U为电压，R为电阻。
七、电路的串并联1.串联电路：电路中各元件依次连接，电流相同，电压分配。
2.并联电路：电路中各元件并行连接，电压相同，电流分配。
八、电路中的功率1.功率是电路中电压、电流的乘积，单位是瓦特（W）。
2.有功功率：电路中实际做功的功率，与电压和电流的相位有关。
3.无功功率：电路中不做功的功率，与电压和电流的相位差有关。
九、电路中的能量转换1.电路中的能量转换包括电能与其他形式能量的转换，如热能、光能、机械能等。
2.能量转换效率：输出能量与输入能量的比值，表示电路的能量利用效率。
十、电路中的保护与安全1.过载保护：防止电路中电流过大，造成设备损坏或火灾。
2.短路保护：防止电路中发生短路，造成设备损坏或火灾。
3.安全用电：遵守用电规定，不接触带电体，不使用破损的电器设备。
电流和电源
解；取时间t内通过导体某一横截面 自由电子数目：N=vtsn t时间内通过的横截面的电量：Q=vtsnq 由定义式：I=Q/t=nqvs
联系教材：例题1
2、三种速率
（1）自由电荷热运动的速率为105m/s
（2）自由电荷定向移动的速率为10-5m/s
（3）电流的传导速率为光速即3*108m/s
电源的作用:把电子从A搬运到B的装置 保持导体两端的电压(电势差), 使电路有持续的电流.
电源 内电路：电流从负极流向正极，静电力做负功，非 静电力做正功，电势能增加。其他形式的能转化成 电能。
4、非静电力的种类 电池中，非静电力是化学作用，化学能转化成电势能 （电能）。
发电机中，非静电力是电磁作用，机械能转化成电势 能（电能）。
5、电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电 能的装置。
E=W非/q 中，W表示电源内部非静电力做的功
W U 中，W表示电源外部静电力做的功 q
2、能量是如何转化的? 其它形式能转化为电势能 E=W非/q E反映电源的特性
W U q
电势能转化为其它形式能 U反映电场的特性
生活中的电池
太阳电池 干电池
铅蓄电池 锌汞电池
锂电池
（2）电势差
2、恒定电场的基本性质与静电场相同。
三、恒定电流
1、恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。 2、电流 （1）电荷的定向移动形成电流 （2）电流(强度)：通过导体横截面的电量跟通过这 些电量所用的时间的比值。 （3）定义式及单位： I=Q/t 安培（A） 1A=1C/S （5）标量 1 A =103mA = 106µA （4）方向：规定正电荷定向移动的方向
一、电源
1、瞬时电流
导线R中的自由电子在静电力作用下定向运 动。B失去电子，A得到电子，电场迅速减弱， 电势差消失，成等势体，达到静电平衡。导线R 中的电流是瞬时的。
电源和电流)
规定：电流方向:正电荷定向移动的方向。 在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相 反；在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离 子走向移动方向相反。
4、单位换算： 国际单位：安培（A） 1A 1C/s
1A 10 mA 10 μA
3 6
5、测量方法：电流表等。
探究电流的微观表达式？
设自由电荷定向移动的速率为v,
导体的横截面积为s，
导体每单位体积内的自由电荷数为n， 每个自由电荷量为q。
Q vtSnq I nqSv t t
B q q
vt qv
q
C
S
A组能力训练题
1．把 正电荷定向移动的方向 规定为电流的方 向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向 移动的方向 相反 。在电解质溶液中，电流的 方向与正离子定向移动的方向 相同 ，与负离 子定向移动的方向 相反 。
小结
I nqsv
n 为单位体积内自由电荷数目，S 为导体横截面积， v为电荷定向移动速率,q为每个自由电荷的电量
C．无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移 动的方向相反
D．在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流， 所以电流有两个方向
A组能力训练题
5．关于电流的说法正确的是 （ BD ）
A．根据I=q/t可知，I与q成正比
B．如果在任何相等时间内通过导体横截面积的 电量相等，则导体中的电流是恒定电流 C．电流强度的方向规定为正电荷定向移动的方 向 D．电流强度的单位“安培”是国际单位制中的 基本单位
m、kg、s、A、mol、T、cd
• • • • • • • • •
1、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（2）导体两端存在电压 2、电源的作用：提供持续的电压 3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行. (恒定电场) 4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流. 5、电流:表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的微观表达式
电源和电流
面的电荷量是
t时间通过横截
这个数据， 这个数据， 电子经过1m 电子经过1m 长的导线要3 长的导线要3 个多小时， 个多小时， 符合事实吗？ 符合事实吗？ 为什么？ 为什么？
ρ tS v Q= N = e NAe M
I= Q t
由
二、恒定电场
1、定义：由稳定分布的电 定义：
荷产生稳定的电场称为恒 定电场. 定电场.
二、恒定电场
2、特点： 恒定电场
电场强度大小不变
平均速率
自由电子在各个位置的定向运动速率也不变 自由电子在各个位置的定向运动速率也不变 速率 串一个电流表,读数不会变 串一个电流表,读数不会变 恒定电流) (恒定电流)
一、电源
2、持续电流的形成
倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从 倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从 A,B之间连接一个装置P, 搬运到B AB之间始终存在一定的电场 之间始终存在一定的电场， A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持 持续电流。 持续电流。
-
二.导线中的电场
假设在电源正、 假设在电源正、负极之间 连一根导线
Ft F Fn
N
M
E0Biblioteka + + + + A + + + + P
_ _ _ _ B _ _ _ _ -
二.导线中的电场
假设在电源正、 假设在电源正、负极之间 连一根导线
F
Ft
N
Fn
M N
E0
E0
+ + + + A + + + + P
1.电源和电流
(2)某电解槽的横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向
通过横截面的正、负离子的电荷量均为10 C，则电解液中的 电流I＝________ A.
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
解析： (1)金属导体中定向移动形成电流的电荷是自由 电子，在 10 s 内通过导体横截面的电荷量 q1＝10 C，故 I1 q1 ＝ t ＝1 A. (2)电解槽中定向移动形成电流的电荷是沿相反方向运 动的正、负离子，在 10 s 内通过横截面的电荷量 q2＝20 C， q2 故 I2＝ t ＝2 A.
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
(2)对电流的进一步理解 ①电流虽有方向，但不是矢量，是标量．遵循代数运算 法则． ②电流方向规定为正电荷定向移动方向， 金属导体中电 流方向与自由电子定向移动方向相反． q ③电流定义式 I＝ t 为单位时间通过某一横截面的电荷 量，q 只代入绝对值．电解液中正、负离子定向移动方向虽 然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向相同，q 应
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
1．电源和电流
工具
第二章
恒Байду номын сангаас电流
栏目导引
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
工具
第二章
恒定电流
栏目导引
一、电源
1．电源的定义
电源是不断把 负电荷 从正极搬运到负极从而维持正
负极之间一定电势差的装置．
2．电源的作用 (1)从电荷移动角度看 电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定 的 电势差 ，从而保持电路中有持续电流． 电子 从正极A搬运到负极B，
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I
－
高二物理组
恒定电流（选修）
－
－
－
－
－
析与解
M q Svt Ne I N Ae t Mt t
N
长度L vt 体积V LS Svt 质量m V Svt m Svt
M NA NA
I
－ － － － － － 恒定电流（选修）
IM v SN A e
电子定向移动的速率很小，一般为10－ 5m/s.自由电子在很大的无规则热运动上又 叠加上了一个很小的定向移动
恒定电流（选修）
等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处 以真空中光速c建立恒定电场，电路中各 处的自由电子几乎同时开始定向移动而形 成电流
高二物理组
特别提醒：
①电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流 方向． ②金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相 反． ③电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、 负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时I＝ 中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之 和． ④电流强度虽有大小和方向，但不是矢量． ⑤q＝It是求电荷量的重要公式，其变形公式I＝ 求出的 是电流在时间t内的平均值，对恒定电流来说，其瞬 时值与平均值相等．
q I t
－ －
单位：安培（A）
I
E
恒定电流（选修）
－
－
－
－
+
-
安培是基 本单位。
高二物理组
一、电源和电流
１、电流
（5）电流分类： ①直流电：电流方向不随时间变化的电流。
电流大小和方向都不随时间 ②交流电：大小、方向随时间作周期变化的电流。 变化的电流——恒定电流。
恒定电流（选修）
高二物理组
例与练
7.5 10 m / s
高二物理组
5
一、电源和电流
2、电源
I
－
A、B之间 有电势差
A、B电势 差为零
v
电源
－
+
正极
F
P
负极
P的作用:把电子从 A搬运到B，使A、 B之间始终保持一 定的电势差。
高二物理组
恒定电流（选修）
一、电源和电流
2、电源
非静电力
①发电机： 通过电磁作用把电子从正极搬运到负极。 ②干电池： 通过化学作用把电子从正极搬运到负极。
电源
－
+
正极
F
P
负极
电源的作用:就是把电 子从正极搬运到负极， 使电源两极间保持一 定的电势差。 电源相当于抽水机。
高二物理组
恒定电流（选修）
一、电源和电流
2、电源
①干电池： 在没有接入外电路时，两极间电压都是1.5V
②蓄电池： 在没有接入外电路时，两极间电压都是2.0V
蓄电池能够对外电 路提供持续电压的 本领比干电池大！
q 5 10 1.6 10
18
19
2 2C 3.2C
q I 0.32A t
恒定电流（选修）
高二物理组
例与练
3、原子中电子绕原子核的圆周运动可以等效为 环形电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r 的圆周轨道上运动，电子的电量为e，等效电 流有多大？
设电子圆周运动的周期为T：
电动势在数值上等于非静电力把 电量为1C的电子在电源内从正极 搬运到负极非静电力做的功
恒定电流（选修）
高二物理组
特别提醒
构成导体的电子在不停地做无规则热运动，由 电子热运 于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能 动的速率 形成电流，常温下电子热运动的速率数量级为 105m/s
电子定 向移动 速率 电流传 导速率
1、下列关于电流的说法中正确的是 （
导体中有自由电荷
）
A．导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的
电势差
电流的方向是正电 荷的定向运动方向
B．电流的方向就是电荷的定向运动方向 C．电流的方向不变的电流叫恒定电流
D．电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流
恒定电流（选修）
高二物理组
例与练
2、在稀CuSO4溶液中插入两碳棒极板，在 两极板上加一定的电压，在10s内有 5×1018个Cu离子通过某截面，则碳棒中 的电流强度为多大？
2r T v
恒定电流（选修）
e ev I T 2r
高二物理组
例与练 4、有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I，设单 位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，电子的 定向移动速度为v，在t时间内，通过导体横截面的自 由电子数目N可表示为（ ） q Ne A．nvSt B．nvt I t It t C．It/e D．It/Se
一、电源和电流
3、电源的电动势
①干电池：E=1.5V ②蓄电池：E=2.0V
电势能增加1.5J
电势能增加2.0J
电源
－
Байду номын сангаас
+
正极
F
P
负极
假设电源把电量为 1C的电子从正极 搬运到负极
高二物理组
恒定电流（选修）
一、电源和电流
3、电源的电动势
①干电池：E=1.5V ②蓄电池：E=2.0V
电势能增加1.5J
电势能增加2.0J
电源的电动势在数值上等于 非静电力把电量为1C的电子 在电源内从正极搬运到负极 电势能的增加量（或非静电 力所做的功）
恒定电流（选修）
W E q
高二物理组
例与练
6、下列关于电源的说法中正确的是 （
）
A．电源能够对外提供持续电势差
B．电源能够把其它形式的能转化为电能
C．电源通过电场力做功把其它形式的能转化 为电能 D．电源通过非静电力做功把其它形式的能转 化为电能
恒定电流（选修）
高二物理组
例与练 7、下列关于电源电动势的说法中正确的是 （ ） A．电源的电动势就等于电源两极间的电压 B．电源的电动势等于电源开路时两极间的电压 C．电源的电动势在数值上等于非静电力把1个电子 在电源内从正极搬运到负极非静电力做的功 D．电源的电动势在数值上等于非静电力把电量为 1C的电子在电源内从负极搬运到正极非静电力做 的功
恒定电流（选修）
高二物理组
高二物理
恒定电流（选修）
高二物理组
一、电源和电流
１、电流
（1）形成：电荷的定向运动形成电流。 （2）产生电流的条件： ① 自由电荷
内因
－ －
②保持电势差
外因
恒定电流（选修）
－
－
－
－
+
E
高二物理组
一、电源和电流
１、电流
（3）电流方向： 规定为正电荷定向运动的方向。
（4）电流强度： 单位时间内通过导体横截面的电荷量。
恒定电流（选修）
高二物理组
一、电源和电流
3、电源的电动势
在没有接入外电路时，电源两极间的电压叫电 源的电动势。 ①干电池：E=1.5V ②蓄电池：E=2.0V
电源在通过非静电力作用把电子从正极搬运到 负极的过程中电子的电势能也发生变化。
电子从高电势处到低 电势处,电势能变大
恒定电流（选修）
高二物理组
N
I
－ － － － － － 恒定电流（选修）
长度L vt
体积V LS Svt
e
N nV nSvt
高二物理组
例与练
5、有一横截面为S＝1mm2的铜导线，流经其中的电流 为I=1A，已知铜的密度为ρ=8.9×103Kg/m3，铜的 摩尔质量为M＝ 6.4×10－2Kg/mol，阿伏加得罗常 数NA＝ 6.0×1023/mol，电子电量为e= 1.6×10－ 19C 。在这个问题中可认为每个铜原子贡献一个电子， 求铜导线中自由电子定向移动速率v。