闭合连接电源的电灯开关，电流通过灯丝使灯泡发光，在这一过程中，电流是怎样产生和流动的呢？

一、电流

1.电流的形成 电荷在电场力的作用下发生定向移动，才能形成电流。那么要形成电流就必须满足两个条件，首先，要有能够自由移动的电荷——自由电荷，金属导体中的自由电子，电解质溶液（酸、碱、盐的水溶液）中的正、负离子，都是自由电荷；其次，材料两端有一定的电势差，综合以上两点，形成电流的条件归纳为：导体两端有一定的电势差（电压）。

当导体两端没有电压时，导体中大量的自由电荷都在不停地做无规则的热运动。自由电子向各个方向运动的机会相等，因而对导体的任一横截面，在一段时间内从两侧穿过这个截面的自由电荷大致相等，如图6-1所示。从宏观上看，导体中的自由电荷没有定向移动，所以没有电流。

如果把导体的两端分别接到电源的两极上，导体两端有了电压，导体里就产生了电场，导体中的自由电荷在电场力的推动下发生定向移动，这样就形成了电流，如图6-2所示。

图6-1 电荷自由移动

图6-2 电荷定向移动

2.电流的方向 在导体中的电流可以是正电荷的定向移动，也可以是负电荷的定向移动，还可以是正、负电荷沿相反方向的定向移动。习惯上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反；在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。

3.电流强度（电流） 电流的强弱用电流强度这一物理量来表示，通过导体横截面积的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值叫做电流强度。用I表示，则

在SI中，电流强度的单位为安培，简称安，符号是A，它是国际单位制中的基本单位。电流强度常用的单位还有毫安（mA）和微安（μA），它们的换算关系如下：

在电路中，方向不随时间改变的电流叫做直流电，强弱和方向都不随时间改变的电流叫做恒定电流。通常所说的直流一般是指恒定电流，强弱和方向都随时变化的电流叫交流电，我们这章研究的就是恒定电流。

注意：电流是标量，有大小，没有方向，说电流的方向指的是电路中正电荷移动的方向。

二、部分电路欧姆定律

在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？

德国物理学家欧姆（1787—1854）通过实验研究得出结论：导体中的电流I跟导体两端电压U成正比，跟导体的电阻R成反比，这就是部分电路欧姆定律。其数学表达式为

在SI中，电阻的单位为欧姆，简称欧，符号是Ω，1Ω=1V/A，常用的电阻单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），它们的换算关系如下：

例题1 如图6-3所示，图（a）是汽车的前照灯，它的额定工作电压是12V，电阻是1.44Ω；图（b）是家用电饭锅，它的额定工作电压是220V，电阻是69Ω。求它们正常工作时哪个的电流大些？

图6-3 汽车前照灯和电饭锅的电流

解 已知：U1=12V，R1=1.44Ω；U2=220V，R2=69Ω。

求：I1、I2。

根据部分电路欧姆定律得(www.daowen.com)

答：通过汽车前灯的电流大些。

显然，通过汽车前照灯的电流大些。也就是说，通过导体的电流是由该导体两端的电压和导体的电阻共同决定的。

例题2 如图6-4所示为家用手电筒的实验电路，其工作原理图如图6-5所示。两节一号干电池给小灯泡供电，小灯泡正常工作时两端电压为2.5V，工作电流为0.3A。问：这个小灯泡的电阻是多少？

图6-4 手电筒实验电路

图6-5 手电筒原理电路

解 已知：U=2.5V，I=0.3A。

求：R

根据部分电路欧姆定律I=，得

答：小灯泡的电阻为3Ω。

从以上例题知道，测量导体的电阻时，可以测量它两端的电压和通过它的电流，然后利用欧姆定律求出它的电阻。因此，欧姆定律给我们提供了一种常用的测量电阻的方法。这种用电压表、电流表测电阻的方法叫做伏安法，我们将在后面详细讨论。

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安全电压

人体是有电阻的，一般情况下，当皮肤干燥的时候，人体的电阻大约是2kΩ～20MΩ，在皮肤出汉时，人体的电阻可以降到1kΩ以下。皮肤有伤口时，约为800Ω左右。

实验表明，通过人体的电流超过8mA时，人体有强烈的麻痛感，超过30mA时，感到剧痛，甚至神经麻痹、呼吸困难，有生命危险。

大量的实验表明，不高于36V的电压一般对人体是安全的。我国有关标准规定，12V、24V和36V三个电压等级为安全电压级别，不同场所选用安全电压等级不同。

生活中常见到的手提照明器具的电压、电动理发剪的电压、车床照明的电压都低于36V。而家庭电路的电压是220V，工厂和工地的动力电路电压是380V，高压输电线路的电压可达105V，这些电压都远远高于安全电压。如下表6-1所示，是一些国家的民用电电压值。

表6-1 一些国家的民用电电压值

习题6-1

1.产生电流的条件是什么？

2.某电流表可测量的最大电流是10mA。已知一个电阻两端的电压是8V时，通过电流是2mA。如果给这个电阻加上50V的电压，能否用该电流表测量通过这个电阻的电流？

3.如果人体的最低电阻是800Ω，通过人体的电流只有不超过50mA时，就没有生命危险，求人体的最高安全电压为多少？（国家规定的照明用电的安全电压为36V）

4.给一只白炽灯两端加上220V的电压，通过灯丝的电流为2A，白炽灯的电阻是多少？