電力趣事|趣味電學原理系列(三)什麼是“電路”?

車有車道,水有水路,那你知道“電”是透過什麼路移動的嗎?前兩期我們介紹了電的一些基本知識,今天我們繼續深入,解讀一下電的運動通道——電路

電力趣事|趣味電學原理系列(三)什麼是“電路”?

為了便於理解“電路”這個抽象的概念,我們以日常生活中的手電筒為例,它雖然簡單,但其實是具備最基本電路的電器哦!

所謂電

路,指的是電流所流經的路徑,也可稱為“電子迴路”

首先,我們來看看手電筒的內部構造,

它是由乾電池、電燈泡和開關等元器件所組成

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其中,乾電池是能量源,是送出電的元器件,作用類似於水廠汲取下游水源的水泵。就像水泵抽水使水流轉,乾電池也是讓電運轉。因此,

乾電池在電路中被稱為“電源”

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而電燈泡,就相當於上圖中因水流的流動而轉動的水車。

電燈泡是因為電流流動而發光的零件

手電筒上的開關按鈕是控制電流動及停止的零件

透過讓金屬相互接觸從而使得電流流通。

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開啟開關後,電流會由乾電池的正極流出,透過電燈泡及開關後,再回到負極。這一過程中,

電流流過的迴路叫做電路

現在我們再回顧一下電路的構成要素:電源所具備的電壓稱為“電源電壓”(啟動力);電燈泡便是負載,負載的功能是把電能轉化為光能或熱能等其他形式的能,也可稱為用電器。這裡順便插入一個小故事,負載具有妨礙電流流通的性質,

是由來自於18世紀的德國物理學家歐姆發現的,他研究了電壓和電流的關係,提出負載本身還具有“電阻”或“阻抗”

總結來說,

電路就是由電壓、電流、電阻等要素構成的

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電源除了乾電池以外,你還能馬上想到什麼呢?家庭日常生活中常見的還有插座。不過,它倆在電的某些特性方面還有區別。以乾電池為電源的電路,其電流方向和流量大小都是固定的。

這種

流向和流量大小都固定的電流稱為“直流”,直流電流所流通的迴路就稱為“直流回路”

因此,乾電池是送出直流電的,這類電源被稱為“直流電源”。

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與之相反地,插座的

電流方向時常在改變,因此被稱為“交流”

不僅流動方向在改變,其流量大小也以平穩的曲線變化。圖中我們可以得知,1秒內電流曲線重複的波數稱為“頻率”,符號為f,單位為“Hz(赫茲)”。

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由於環境、用電習慣的差異,世界上不同地區、國家的交流電波動頻率有所不同

我國的工頻市電每秒變化50次,而有的明明是一個國家,卻會使用不同頻率。以日本為例,東日本的交流電是50Hz,而西日本是60Hz。這其中的歷史原因是日本在建立第一座交流發電廠時,西日本採用的是美式制式。而東日本採用的是德式制式,因而演變成現在的情況。

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順道提一個冷知識,

直流電和交流電觸電給人的感覺也是不同的

若電源為交流電,則會讓人感到麻痺,這是由於電流的大小和方向的改變所造成的。若為直流電的話,人會感到如針扎般的疼痛。

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