电的基础知识：电流与电阻

一、电流

（一）电流的形成

1、电流：

电荷有规则的定向运动形成电流。用I、i表示。

了解电流的实质，就要从物质内部结构进行分折：

任何物质都是由分子组成，分子是由原子组成，而原子又是由带正电原子核和带负电的电子组成。

在常态下，原子核所带的正电荷数等于电子所带的负电荷数，物质呈中性。

在金属导体中存在较多脱离原子核吸引力的自由电子，它们相互碰撞，处于无定向无规则运动，所以也不显电性。

例如，13号元素铝的原子结构。电子分层排列（2，8，3）

当人们给一定外加条件时，如导体两端加一个电场（即按上电源），则导体内自由电子受到电场力的作用，正电场吸引电子，负电场排拆电子，所以导体内自由电子就向着正电场方向移动。

2、电场力：

带电导体的周围存在着电场，电场对处在场内的电荷有力的作用。在金属导体中，电子在外电场的作用下有规则的运动形成电流。

3、电流强度：

电流的大小取决于在一定时间内通过导体横截面的电荷量的多少，在单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，表示通过该导体的电流越强，反之较弱，所以电流大小用电流强度来衡量。

为方便起见，人们把电流强度简称电流。

4、电流密度：

在实际工作中，经常需要选择导体（线）的粗细即截面积，这就需要用到电流密度这一概念。

当电流在导体的横截面上均匀分布时，该电流与导体横截面的比值，就称为电流密度。

电流密度与导体横截面不呈线性关系。因为导体的截面积选用必须考虑诸多综合因素，如环境、敷设方式、敷设长度。耐热、散热要重点考虑。

一般电流密度选择：负载电流越大，电流密度相对越小。

如：横截面2.5mm2的BVR塑料多股线的电流密度可选为7A/mm2，一般情况下：2.5mm2BVR最大可通过17.5A电流，可配用3.8kW的单相用电设备。

又如：现需要安装一路供电线路，此线路计算总负荷电流为125A，选配电缆前应先根据实际情况确定电流密度，通常100A以上电路选用电缆的电流密度，每平方毫米不大于2A，即J=2A/mm2，那么，

（二）电流的方向

1、电流的方向——正电荷移动的方向为电流方向。

不同的导电物质中，形成电流的运动电荷，可以是正电荷，也可以是负电荷。甚至两者都有。为统一起见规定：正电荷定向移动的方向为电流方向。

按照这个规定，在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。

在金属导体中，电子运动的方向与电流方向相反。

2、电流方向的表示：

例：如图所示电路，求出Iao的大小和方向。

解：先设定Iao的方向，如图所示

根据基尔霍夫节点电流定律：

Iao Ibo=Ioc

Iao=Ioc-Ibo 将已知数代入

Iao=3-4=-1A

得数为负值，实际电流方向为Ioa。

（三）电流的单位

电流的国际单位为安培，简称为安，用A表示。

常用的电流单位：千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）。

kA、A、mA、μA依次为千进位，即：

1kA=103A=106mA=109μA

（四）电流的种类

电流的种类即电流的性质，通常分直流电、交流电两种。