1.1.2　电流与电阻

1. 电流

电流说明图如图1-2所示。

图1-2　电流说明图

将开关闭合，灯泡会发光，为什么会这样呢？

原来当开关闭合时，带负电荷的电子源源不断地从电源负极经导线、灯泡、开关流向电源正极。这些电子在流经灯泡内的钨丝时，钨丝会发热，温度急剧上升而发光。

大量的电荷朝一个方向移动（也称定向移动）就形成了电流，这就像公路上有大量的汽车朝一个方向移动就形成“车流”一样。实际上，我们把电子运动的反方向作为电流方向，即把正电荷在电路中的移动方向规定为电流的方向。图1-2所示电路的电流方向是：电源正极→开关→灯泡→电源的负极。

电流用字母“I”表示，单位为安培（简称安），用“A”表示，比安培小的单位有毫安（mA）、微安（μA），它们之间的关系为

1A=103mA=106μA

2. 电阻

在图1-3（a）所示电路中，增加一个元器件后——电阻器后，灯泡会变暗，该电路的电路图如图1-3（b）所示。为什么在电路中增加了电阻器后灯泡会变暗呢？原来电阻器对电流有一定的阻碍作用，从而使流过灯泡的电流减小，于是灯泡变暗。

图1-3　电阻说明图

导体对电流的阻碍称为该导体的电阻，电阻用字母“R”表示，电阻的单位为欧姆（简称欧），用“Ω”表示，比欧姆大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），它们之间关系为

1MΩ=103kΩ=106Ω

导体的电阻计算公式为

在上式中，L为导体的长度（单位：m）；S为导体的横截面积（单位：m2）；ρ为导体的电阻率（单位：Ω·m）。不同的导体，ρ值一般不同。表1-1列出了一些常见导体的电阻率（20℃时）。

表1-1　一些常见导体的电阻率（20℃时）

在长度L和横截面积S相同的情况下，电阻率越大的导体其电阻越大，例如，L、S相同的铁导线和铜导线，铁导线的电阻约是铜导线的5.9倍。由于铁导线的电阻率比电铜导线大很多，所以为了减小电能在导线上的损耗，让负载得到较大电流，供电线路通常采用铜导线。

导体的电阻除与材料有关外，还受温度影响。在一般情况下，导体温度越高电阻越大。例如，常温下灯泡（白炽灯）内部钨丝的电阻很小，通电后钨丝的温度上升到1000℃以上，其电阻急剧增大。导体温度下降电阻通常减小，某些导电材料在温度下降到某一值时（如-109℃），电阻会突然变为零，这种现象称为超导现象，具有这种性质的材料称为超导材料。