赫兹是什么单位啊 赫兹是什么单位名称( 四 )


在国际单位制中,1伏特定义为对每1库仑的电荷做了1焦耳的功 。具体实践来讲,我们在日常生活中会经常接触电压和伏特(简称伏)这个两个名词,可以说所有电器都离不开电压这个基本的单位量 。如7号电池上会注明1.5V,表示可以提供1.5V的电压输出;国内的手机、笔记本的充电器上一般都会有“输入AC100-240V”字样,它表示充电器需要插在100-240V的交流电源上;我们轿车上的电瓶电压一般是12V左右 。

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图13:从左往右依次:7号电池、笔记本充电器、手机充电器、汽车电瓶
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电阻(R)的单位:欧姆(符号Ω)
欧姆(Georg Simon Ohm,1787-1854),德国的物理学家,因发现欧姆定律而被世人所知 。欧姆定律的公式是R=U/I,或U=IR 。它表示在一段电路中,电流与电阻的乘积等于电压 。欧姆定律以清晰的概念、简明的形式,把握了电路现象的本质和规律;它不仅是直流路计算的基础,也是交流电路及电路微观过程定量关系的客观反映 。我们在初中时便都学会了这个简单的基本公式,可在当年人们连电压、电阻这些概念还不是十分清楚的时候,欧姆能够通过实验的 *** 得出这个定律,是相当的厉害!
欧姆在1813年博士毕业后一直在中学当老师,由于他一直喜欢研究电学和动手 *** 实验装置,因此他一边教学一边钻研刚刚兴起的电学 。当时已经有人开始研究金属电导率,人们发现不同金属、不同长度、不同横截面的金属导体在电路中对电流不同的影响 。于是在前人的基础上,欧姆利用库仑在1785年发明扭称实验,伏特1800年发明电池,安培1820年引入电流强度的概念等等,*** 了巧妙的测量装置,并经过了大量的了实验、推理、计算,最终于1826年确定了欧姆定律 。1881年国际电学大会将电阻的单位定为欧姆(Ω) 。
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图14:欧姆
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图15:欧姆1826年论文中的实验装置图
我们现在知道,导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻 。它在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小 。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大 。电阻也是导体本身的一种特性,与它是否在电路中无关 。它的大小与导体的材料、长度、横截面和温度都有关系,其公式为R=ρL/S,其中ρ为导体的电阻率,电阻率与导体的材料和温度有关 。随着科学的发展,科学家发现某些物质在很低的温度时,如铝在-271.76℃以下,铅在-265.95℃以下,其电阻竟然变成了零,这就是超导现象 。如果把超导现象应用于实际,制成超导材料,将给人类带来很大的好处 。比如在电厂发电、运输电力、储存电力等方面采用超导材料,可以大大降低由于电阻引起的电能消耗 。再比如,用超导材料制造电子元件,由于没有电阻,不必考虑散热的问题,元件尺寸可以大大的缩小,进一步实现电子设备的微型化 。超导材料研究是当今材料科学领域的前沿,必将在未来大放异彩 。
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图16:西南交通大学搭建的超导磁悬浮列车实验线平台
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电容(C)的单位:法拉(符号F)
电容是指容纳电荷的能力,也叫电容量,它是一种容纳电荷的器件,单位用法拉(F)表示 。它的数值越大,表示它能装下的电荷越多;数值越小,能装下的电荷就越少 。
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图17:电容结构示意图
电容器的组成也比较简单,两个相互靠近的导体极板,中间夹一层不导电的绝缘介质,就构成了电容器 。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷 。电容器的电容在数值上等于一个导电极板上的电荷量(Q)与两个极板之间的电压(U)之比,用公式表达为C=Q/U 。如果一个电容器带1库仑电量时,两极板间电压是1伏特,这个电容器的电容就是1法拉 。
前面我们讲电量时提过,1库仑是相当大的电量,由此,1法拉也是相当大的电容 。我们实际的电子电路中很少用到法拉(F)这个单位,用到更多的是微法(μF)、皮法(pF) 。他们之间的换算关系是:
1法拉(F) = 1X106微法(μF)
1微法(μF)= 1X106皮法(pF)
既然法拉单位这么大,为什么我们法拉定义成电容的单位呢?这要从电磁学的一位大神级人物——法拉第说起 。

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