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國中理化_電 磁, 電能 (電與生活, 電能消耗, 化學能, 磁, 帶電荷Q的電荷通過電壓V的電源,所獲得的能量E), 電磁感應, 電流的磁效應,…
國中理化_電 磁
基本電學
靜電
起電
接觸起電
磨擦起電
感應起電
靜電感應
因帶電體靠近而使導體正負電荷分離
庫侖定律
F=kQq/R²
電荷在物體表面不平衡分佈,呈現靜止狀態
摩擦、接觸導致電荷轉移,造成正負電荷不平均
電荷在物體表面累積,不流動
電荷
電量(Q)
物體所帶電荷量多寡
基本電荷
1.6 × 10⁻¹⁹ C
單位
庫倫(C)
e通過/阻力
絕緣體
導體
電荷守恆定律
電流(I)
電荷的流動
電路
串聯/並聯
電源、電器、導線連接成簡單的迴路。
通路/斷路/短路
流動方向
電流
+電荷流動方向
電子流
– 電荷流動方向
單位
安培(A)/毫安培(mA)
1安培=1庫倫/秒
測量
安培計
紅接正,黑接負
串聯
範圍:大⭢小
大小:單位時間經過導線截面的電量
I=Q/t
電荷在導體中定向流動的現象
電壓差的存在,推動電荷在電路中流動。
電荷在導體中流動,形成電流
電壓(V)
單位
伏特(Volt,V)
焦耳/庫倫(J/C)
測量
伏特計
並聯
紅接正、黑接負
範圍:大⭢小
電位差
電位的高低差
電能E=電量Q x 電壓V
電池:(+)高電位;(-)低電位
電流從高電位➡️低電位
電阻(R)
電荷在物體中傳導時所受的阻礙
單位
歐姆(Ω)
R=V/I
影響因素
材質
導體電阻小
截面積
截面積大電阻小
長度
越短電阻小
定義
通過單位電流所需要的電壓
會消耗電能轉成熱能
石墨烯﹤銀﹤銅
歐姆定律
V=I.R
定溫下
金屬導體兩端電壓V與通過電流I成正比
大部分金屬及石墨
歐姆式導體
不符合歐姆定律
LED二極體
非歐姆式導體
電流的熱效應與化學效應
電能
電與生活
電費計算
電費
季節電價
累進費率
用電量
單位
度
千瓦小時
瓦時計(電表)
安全用電
電路保險裝置
保險絲
限制總電流量
﹤
電路能承受最大值
安全負載電流
材料
金屬合金線
電阻比銅大
熔點比銅低
串聯
正常電器電流
≤
保險絲規格
≤
安全負載電流
無熔絲
電流過大時,自動跳形成斷路
短路
直流/交流電
電源
交流電(AC)
電流大小方向呈週期變換
電力輸送
TW:f=1/60Hz
直流電(DC)
電流方向維持固定不變
電力使用
家庭配電
插座
電器並聯
電器標示
電壓V/功率W/頻率Hz
電力輸送
電能消耗
轉換熱能或光能
電功率(P)
電器在單位時間內所消耗的電能
P=E/t
1瓦特(W)=1焦耳/1秒
=QV/t=ItV/t=IV
電流的熱效應
電阻將部分電能轉換為熱能
電鍋、電暖爐、吹風機...
電器
導線電阻
化學能
電池
發明
伏打電池
以兩種活性不同的金屬及液體製成的電池
Cu/Ag-Zn(食鹽水)電池
Zn-Cu電池
鹽橋
KNO3/NaNO3
檢流計
指針指向電子流流入方向
Zn
+
Cu²⁺
還原(得e)
1 more item...
➡️
Zn²⁺
+
1 more item...
氧化(失e)
充電
不可
乾電池
C-Zn
1.5V
Mn-Zn
鹼性
可
Ni-MH
Li
3.6V
鉛蓄
PbO2(+)/Pb(-)
2V
電流的化學效應
電鍍
利用電解原理,使金屬附在負極材料表面
電鍍液
含欲鍍金屬離子的鹽類水溶液
正極
欲鍍金屬
負極
被鍍物
電解
直流電通入電解質中,使物質分解的反應
電能➡️化學能
水
硫酸銅溶液
電極
銅片
石墨棒
磁
帶電荷Q的電荷通過電壓V的電源,所獲得的能量E
電能=電量X電壓
E電能=Q*V=It V
E位能=mgh
電磁感應
發電機
法拉第定律
電流與螺線管內磁場變化的速率成正比
螺線管圈數
螺線管與磁鐵相對運動速率
法拉第
無電流的封閉線圈因磁場變化產生電流的現象
產生的電流稱為感應電流
電流的磁效應
安培定律
電流大小成正比
距離成反比
方向
安培右手定則
載流螺線形線圈磁場
通電直導線
與電流方向垂直
應用
電動機
構造
電樞
集電環
電刷
場磁鐵(永久磁鐵)
原理
電流的磁效應
電能轉換成力學能
利用磁場中使通電流的線圈產生轉動的機器
電磁鐵
增加磁力
增大電流
增加線圈數目
通電的導線周圍產生磁場
能量單位
卡
1 cal = 4.18 J
焦耳
1 J = 0.24 cal
度
磁鐵
磁極
N極(指北極)/S極(指南極)
成對出現
磁力
超距力
同極相斥,異極相吸
磁化
保有磁性長短
暫時磁鐵
鐵釘
永久磁鐵
鋼釘
發電機
相同
電樞
場磁鐵
集電環
電刷
電磁感應
力學能➡️電能
電動機
電流磁效應
電能➡️力學能
Galvani
🐸蛙腿實驗
生物電
Volta
金屬電
Zn Cu
磁場方向
N極➡️S極
地球磁場
地磁軸≠自轉軸(10度)
電流與磁場的交互作用
右手開掌定則
冷次定律
螺線管感應電流所產生的磁場,為抗拒原磁場變化
檢流計
指針指向電流流入方向
磁力線
K>Na>Ca>Mg>Al>C>Zn>Cr>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
能量守恆
能量守恆