何謂電流?電壓與電流的差別?直流電和交流電是什麼?

2022/11/23

概述

我們每天都會使用電。您可能有一些想知道的『電』領域的資訊。本頁介紹了電流的基本概念,並通俗易懂地介紹了電流和電壓之間的差異、不同類型的電流以及測量電流的方法等主題。閱讀後,您將對電流有一個基本的了解。

什麼是電流?

電流是指電線中電的流動,即流過電線的電量。它以安培 (A) 為單位。安培值越大,電線中流動的電流就越多。

如果您將電想像成河流中的水流,則電很容易形象化。稱為電子的粒子聚集在一起,每秒流動的電子數就是電流。

電壓和電流有什麼差異?

電壓以伏特 (V) 為單位。與電流一樣,電壓也與電線中電子的流動有關。電流是指電子的流動,而電壓是指推動電子流動的『力』的大小。

電壓越高,流過的電流就越大;在相同電路中,較低的電壓通常也會出現較小的電流。

另外,『電阻』是增加電流的另一個特性。將電阻視為電子流動的寬度。電阻越大,電子能流過的寬度越窄,因此電流越低。相較之下,較低的電阻會增加電子流動的寬度,從而允許更多的電流同時流動。

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如果您希望在『固定電阻』的情況下有更大的電流,則需提高電壓才行。

直流電和交流電有什麼不同?

我們使用的電大致上可區分為『直流電』和『交流電』。直流電(DC)是指方向固定的電流和電壓。

一個典型的例子是『乾電池』和汽車中使用的『鉛酸電池或鋰離子電池』。一般而言,直流電的正負極的電壓正端固定為正,負端固定為負,並且電流始終沿相同方向流動。因此,如果電池的極性裝反了,設備會無法正常運行。

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相比之下,交流電 (AC) 是指方向和大小隨時間規律變化的電流和電壓。下圖黃色線為交流正弦波。

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家裡插座及工廠通常使用交流電為主。然而,大多數的電子設備會經由內部電路將交流電轉換為直流電之後,讓設備使用。那麼,問題來了,為什麼台電的電網要使用交流電來供電呢?

原因與降低電能量的損失有關。電力線的電阻會在傳輸電流時造成損耗,數十年前電力專家發現增加電壓可減少這種損耗。然而,要產生高壓的直流電難度較高,成本較貴;產生交流電的難度低,設備也相對便宜許多,所以世界各國主要電力都以交流電的形式傳輸,然後經由變壓器降壓到較低的電壓,之後,再供電給民生用戶或工廠使用。

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電流測量方法

要測量電流,常見的方法有三用電表或電流勾表。一般情況下,電流勾表適合量測較大的電流或無法拆線的場合;三用電表用於量測較小的電流;功能因產品而異,但通常都可以進行多種參數的測量,除了電流,還包括電壓和電阻的測量,功能較多者,還可以量測電容、導通、溫度…等參數。


使用三用電表測量電流時,必須在測量前將儀器切換到電流檔位。該儀器將有多個顯示單位,例如 μA、mA 和 A,因此您需要選擇最適合您正在測量的電流的測量範圍。

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測量電流時,將負極接COM插座,正極接儀器的A插座,使三用電表與測待電路串聯。

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需特別留意的是在電流檔位,不能量測電壓。這樣做會導致過大的電流流過儀器,進而損壞儀器。大部份情況下,儀器的電流檔位會使用保險絲來保護,但最好還是要謹慎行事,因為過電流還是有可能會損壞到儀器的內部電路,造成較大的損失。

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