基本物理電學概念

基本物理電學概念

(1) <電流>

   Q＝I × t → I＝Q/t

   電量(庫侖)＝電流（安培） × 時間（秒）→ 電流（安培）＝電量(庫侖)/ 時間（秒）

1 C＝1 A × 1 s → 1 A＝1 C / 1 s

1電子所帶電荷量為：1 e^－＝1.6 ×10^－19  C（庫侖）

                    1 C（庫侖）＝6.25×10¹⁸個電子

（2）<庫侖>

庫侖（Coulomb）是電量的單位，符號為C。

若導線中載有1安培的穩定電流，則在1秒內通過導線橫截面積的電量為1庫侖。

庫侖不是國際單位制基本單位，而是國際單位制導出單位。

1庫侖=1安培·秒。

一個電子所帶負電荷量e^－＝1.6021892×10^-19庫侖，也就是說1庫侖相當於6.24146×10¹⁸個電子所帶的電荷總量。

此單位是為紀念物理學家查爾斯·奧古斯丁·庫侖而命名的。

（3）<電壓>

V=E/Q＝E/It

國際單位是伏特（V）

1伏特＝對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功，即1 V = 1 J/C（1伏特＝1焦耳/庫侖）

電位差＝電路上所做的功÷流經電路的電荷

電子伏（1eV）為電荷e^－＝1.6021892×10^-19庫侖（一個電子所帶負電荷量）流經1伏特的電位差時所需的能量。

1 eV＝（1.6 × 10^－19 C）×1V＝ 1.6 × 10^－19焦耳(J)

1 keV＝10³eV＝10³×（1.6 × 10^－19J）＝ 1.6 × 10^－16焦耳(J)

1 MeV＝10⁶×（1.6 × 10^－19J）＝ 1.6 × 10^－13焦耳(J)

（4）＜力、功與功率＞

【力】牛頓第二定律，:F=m×a     

 1牛頓(Nt)＝1kg×1m/s²＝1kg.m/s²；1達因(dyn)=10-5牛頓(N)

【功】

W=△Ek=Ek-Ek₀=1/2 m(v²-v₀²)

機械功就是力與位移的內積：F=F × d^[3]    1焦耳（J）＝1牛頓米＝1Nm＝1kg.m²/s²

電能＝電量×電位差

E＝QV＝ItV＝Pt → J＝C V ；焦耳＝庫侖×伏特

【功率】

P＝IV＝E/t＝Et^－1 → 1瓦特＝1焦耳.秒^－1＝1watt＝1 J/s＝1Js^－1

例1-8            某熱中子能量0.025eV速度為多少（中子質量：1.67×10^－27 kg）

Ek＝1/2 mv²

0.025 eV × （1.6×10^－19C）＝0.04×10^－19焦耳

0.04×10^－19 J＝1/2×1.67×10^－27 kg × v²

V²＝4.79×10⁶

V＝2189 m/s

 (5)＜ 能量單位大小比較＞

   1卡（Calorie）＝1g水升高1℃

   1eV＝   1    個電子以1V電場加速1m後,該電子所獲得的動能

   1 J＝6.25×10¹⁸個電子以1V電場加速1m後,電子所獲得的動能

 1卡=4.18675焦耳(J)≒ 4.2焦耳(J)；  1大卡=4186.75焦耳(J)

1 eV＝1.6 × 10^－19焦耳(J)

1 keV＝1.6 × 10^－16焦耳(J)

1 MeV＝1.6 × 10^－13焦耳(J)

1爾格（erg）=0.0000001焦耳（J）＝10^-7 焦耳（J）

1卡＞1焦耳＞1爾格（erg）＞1MeV＞1 keV＞1 eV

1庫侖 經 1伏特 ＝ 1焦耳        ； 1 Q V＝ 1 J

1 e^－經 1伏特 ＝ 1.6 × 10^－19焦耳  ；1 eV ＝ 1.6 × 10^－19 J

1 e^－（電子）＝1.6 ×10^－19  C（庫侖）

  1 C（庫侖）＝6.25×10¹⁸個電子

（6）＜爾格（英文：Erg）＞

爾格（英文：Erg）是熱量和做功的單位。定義為1達因的力使物體在力的方向上移動一厘米所作的功。

1爾格=0.0000001焦耳＝10^-7 J

1爾格 = 6.2415 ×10² GeV = 6.2415 ×10¹¹ eV

1 達因 厘米 = 1 爾格.（1達因(dyn)=10^-5牛頓(N)）