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物质的微观构成

所有物质都由原子组成，原子分三部分：

• 质子：带正电荷，在原子核内
• 中子：不带电，在原子核内
• 电子：带负电荷，绕原子核外层高速转动，性质活跃，容易转移

电荷（diàn hè（第四声））是物质的一种基本物理属性。简单来说，电荷就是物体带电的状态。

电荷不是被创造出来的，只是发生了转移，从一个物体转移到另一个物体。

摩擦起电本质：电子的转移，不是创造电荷

电荷基本规律

1. 电荷只有两种：正电荷、负电荷
2. 核心作用规律：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引
3. 正常物体：质子数 = 电子数，正负电荷抵消，整体不带电（呈电中性）

物体带电的原因

• 物体得到电子→ 负电荷多于正电荷 → 带负电
• 物体失去电子→ 正电荷多于负电荷 → 带正电
• 电荷不能凭空产生、也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体 ——电荷守恒定律

电荷量

• 定义：物体带电荷的多少，叫电荷量
• 符号：Q
• 单位：库仑，符号 C

单个电子携带的电量是自然界最小电荷量，不可分割。

安培小时（A·h 或 Ah）这个单位，不是国际单位制（SI）中电荷量的标准单位，但它是在工程和日常生活中被广泛接受和使用的实用单位。

闪电的形成（生活案例，帮你理解电荷）

1.云层怎么带电

高空云层在运动过程中，云层之间互相摩擦，发生摩擦起电。

• 一部分云层失去电子 → 带正电
• 一部分云层得到电子 → 带负电

带电的云层周围会产生很强的电场，正负电荷的云层之间、或者云层和地面之间，电场强度越来越大。

2.闪电本质

闪电本质是正负电荷大量聚集后击穿空气放电，分两种形式：

• 云间闪电：一块云层带正电荷，另一块带负电荷；电荷积累量大、云层距离近，中间空气被击穿，云层间放电发光形成闪电。
• 云地闪电（最危险，易造成雷击触电）：云层带一种电荷，大地带相反电荷；两者距离足够近时击穿空气，雷电直击地面物体、人体。

正负电荷通过被击穿的空气大规模定向移动，瞬间形成超大电流，这就是闪电。

3.闪电产生时伴随现象-雷声

电流超大 → 空气瞬间急剧发热膨胀 → 爆炸式震动 → 产生雷声。

4.空气从绝缘体变成导体

正常空气是绝缘体，不导电；

但云层间 / 云层与地面电压极高、电场极强，会把空气击穿，空气瞬间变成可以导电的通路。

电场 核心概念

1.电场是什么

电荷周围客观存在的一种特殊物质，看不见、摸不着，但真实存在。只要有电荷，周围就一定有电场。

2.电场的作用

电场对放入其中的其他电荷会产生电场力的作用。电荷之间不用接触就能互相吸引 / 排斥，就是靠电场传递作用力。

3.电场方向规定

人为规定：正电荷在电场中某一点所受电场力的方向，就是该点电场的方向；负电荷受力方向和电场方向相反。

4.电场强度

5. 空气击穿临界值（安全必考重点）

空气能绝缘，但电场强度过高会被击穿导电：空气击穿场强：25～30 kV/cm（千伏每厘米）

6. 高压触电原理（结合击穿值通俗解释）

高压电线电压极高，人体靠近到一定距离，电线和人体之间空气间隙的场强超过 30kV/cm，空气被击穿，不需要人体直接碰到电线，电弧就能导电伤人，这就是跨步电压、电弧触电。

安全结论：高压设备必须保持足够安全距离，严禁近距离靠近。

电流 零基础必懂

1.电流的形成

电荷的定向移动形成电流。

• 电荷杂乱无章自由移动 → 不形成电流
• 电荷朝一个方向定向移动 → 形成电流
• 电流的形成条件：①有自由电荷 ②有电压 / 电场力 ③闭合回路

2.电流方向

人为规定：正电荷定向移动的方向为电流方向

实际金属导体里只有自由电子（负电荷）在移动；电子移动方向与电流方向相反

3.直流电流 定义

方向不随时间发生变化的电流，简称直流电（DC）

特点：电流大小可以不变或缓慢变，但方向永远不变

常见：干电池、蓄电池、手机电池供电都是直流电。

4.电流单位

• 符号：I
• 单位：安培（安），符号 A；mA：毫安；μA：微安
• 常用换算：1 mA=0.001 A,1 μA=0.000001 A

电路 基础组成（直流电路核心）

1.什么是电路

电流所经过的闭合路径，叫电路。

2.电路四大基本组成（缺一不可）

1. 电源：提供电能、推动电荷移动（干电池、电瓶、直流电源）
2. 负载（用电器）：消耗电能，把电能转成其他能（灯泡、电机、电阻）
3. 导线：传输电流，连通电路（铜芯线、铝芯线）
4. 控制和保护器件：开关、熔断器、断路器，控制通断、保护电路

3.电路两大核心作用

1. 电能的转换、传输、分配（低压电工主要学习内容，配电、供电都属于这类）
2. 电信号传递、存储、处理（弱电、电子设备等）

4.电路三种工作状态

1. 通路（闭合电路）开关闭合、线路完好 → 电流正常流通 → 用电器正常工作
2. 断路（开路）开关断开、导线断线、接头脱落 → 电路断开 →无电流，电器不工作。断路的可能原因：开关断开、导线断线、接触不良。
3. 短路电源两极不经过任何负载（用电器），直接用导线连通。短路的危害：电流极大，会烧坏电源、引发起火、爆炸，电工作业严禁短路！

电压 核心概念（电流的动力）

1. 电压作用

类比：水流靠水压流动 → 电流靠电压推动流动

电压是驱使电荷定向移动形成电流的原因。

2. 电压单位

• 符号：U
• 单位：伏特（伏），符号 V；kV：千伏；mV：毫伏。
• 常用换算：1 kV=1000 V,1 mV=0.001 V

3. 直流电压

大小、方向都不随时间变化的电压，就是直流电压，配合负载(用电器)构成直流电路。

导体、绝缘体、半导体

• 导体：内部有大量自由电荷，容易导电，例：铜、铝、铁、人体、大地、水溶液
• 绝缘体：几乎无自由电荷，不容易导电，例：橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、干木头
• 半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间，例：硅、锗，是后续电子电路基础

• 超导现象：各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在。20 世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，如铝在−271.76 °C以下，铅在−265.95 °C以下，电阻就变成了0，这就是超导现象。

电阻 基础概念

1. 电阻定义

导体对电流的阻碍作用，叫电阻。任何导体都有电阻，只是大小不同。

2. 电阻单位

• 符号：R
• 单位：欧姆，符号 Ω
• 常用：千欧kΩ、兆欧MΩ

3. 影响电阻大小的因素

1. 材料：铜 < 铝 < 铁（各种金属导体中，银的导电性能是最好的、电阻最小）
2. 长度：导线越长，电阻越大
3. 横截面积：导线越粗，电阻越小
4. 温度：大部分金属温度越高，电阻越大
5. 电阻是导体本身属性，跟电压、电流无关