如何让小灯泡亮起来

作者:张子轩朱子尧

物理是我们在初二中接触的一门新学科。在过去我们认识并学习掌握了力学、热学。现在,在初三的生活,我们要认识一个新的知识领域--电

初三物理电学是一个重要知识点，在北师大版的教材中分为三章：简单电路、欧姆定律和电功与电功率。在学习它们的前提，我们需要认识什么是电？

电是一种自然现象，指静止或移动的电荷所产生的物理现象，是像电子和质子这样的亚原于粒子之间产生的排斥力和吸引力的一种属性。电是我们生活中随处可见的，也是生活必不可少的。几千年来,近代人们只是观察了雷电等自然现象，并不了解电的本质。直到年,英国科学家威廉·吉尔伯特才开始对于电与磁的现象出现进行了系统性研究。二十世纪时，已有三极管,长途电话等设备。到如今,大量晶体管、二极管、电阻器。电容器都可以被装配在单独的集成电路里。

认识了什么是电,我们再来了解的更深入一点，在日常生活中,我们要用的电灯,收音机,电视,洗衣机等电器这些用电器工作时,它们内部和外部组成了电流的通路,下面来介绍一下电路。电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成,值得注意的是:它们之中缺少或不完整都会影响电路的正常工作，

（如图）这就是一个简单电路那么这些装置都有什么用，就依次来说！

电源:能够向用电器提供电能的装置。比如生活中常见的电池，发电机等，电源分为直流和交流两种电。直流电的两极有正负之分,通常正极标有"+"号，负极标有“-”号。如果正负极和电器连接不正确，那么用电器将不会工作,有时还会损坏用电器。交流电一般像家中,教室里用的便为交流电。用电器:消耗电能工作的器件,工作时将电能转为其它形式的能。如把电能转为内能等。又如电灯、电铃、电动机便是用电器。注意,这里有个家伙有两幅面孔——蓄电池当蓄电池充电时,电能转为化学能,此时的蓄电池就是用电器；当蓄电池放电时,化学能转化为电能,这时的蓄电池就是电源。什么是蓄电池？举个例子:手机中的电池就是蓄电池,当手机充电时,它是个用电器。当手机工作时,它为手机提供电能，它就是个电源。

开关:在电路中控制电路通断的装置。通常每个用电器都由相应的开关控制，如:电视的电源开关,每个房间灯的开关,还有电闸的总开关.开关是安全用电的重要保障!实验室中常用:单刀单掷开关和单刀双掷开关导线:输送电能。用来连接电路元件,组成电流路径。导线的种类繁多:内蕊一般由铜，铝，钢,铝合金不同的导线,都有绝缘外皮保护。

在此,我们要想弄清如何点亮小灯泡,当然需要进一步了解小灯泡发光的条件。

首先,我们应了解灯泡的组成，灯泡主要由灯丝、玻璃壳体、灯头等几部分组成。其中,金属材料都是导体,而玻璃壳体,灯头的塑料部分是绝缘体。灯泡是根据电流的热效应原理制成的。它工作时,将其电能转化为内能和光能。（如图）

把以上装置依次连接组合使形成了电路。但有时连接好电路，闭合开关,灯泡(用电器)并不工作,为什么?我们再来讲解电路的三种状态。

通路:这种处处连通的电路。叫作通路又称闭合电路这时用电器开始工作,用电器中有电流通过。（如图）

断路:电路在某处断开,处在这种状态的为断路，又叫开路.这种情况可能是没有闭合开关或导线没有接好，这时用电器中没有电流通过。（如图）

短路：①电源短路:不经过用电器而直接将电源两极用导线连接.这时电流很大,电源和导线因发热而被烧坏。（如图）

②用电器被短路：是指此时电路为通路,但是某个用电器两端被导线直线连接,该用电器被短接不工作。而这时电路中有电流，不工作,也没有损坏。（如图）

我们再看电路的组装,电路基本连接方式有两种,我们一一来看。

串联:把电路中的各种元件依次直接起来,电流经过第一个元件后又依次进入第二个元件。这种连接便称为串联。这种连接方式联起便是串联电路，串联电路中只有一条电流路径.而且各用电器不能独立工作,是相互影响的,当有一个用电器损坏或断开,其它的用电器也是不能工作的,但是串联它只需要一个开关控制,且与开关位置无关。（如图）

并联:把电路中的元件并列的连接在电路中的两点之间,电路中的电流分为几个分支,分别流经几个元件,这种连接叫并联,按这种连接方式接起来的电路叫作并联电路。在并联电路中,电流有两条成两条以上的路径。且每个用电器各自独立工作互相并不影响。开关的位置不同,对用电器有一定影响。再来看看并联开关有什么特点。（如二图）

并联开关：有干路和支路之分。电流有分支点,汇合点,干路上的开关控制整个电路。而支路上的开关只控制自己所在支路。举个例子:干路开关相当于家中的总电闸,支路开关相当每个房间的灯的开关,当总电闸闭合,灯开关闭合,灯才会亮。当总电闸跳闸,也就是不闭合。灯的开关怎公开都没有用,灯也不会亮。认识了并联和串联,我们怎么判断这个电路是并还是串呢?定义法:串联中电路的元件"首尾相连",依次接入电路,并联电路中的元件“首首相连,尾尾相连”并列地接在电路两点之间。路径法:是我们常用方法，串联中从电源的正极出发依次流经各用电器回到负极,电流终是一条路径，而并联中从电源正极分别经过各用电器回到负极，电流路径不止一条！节点法:用于不规范电路,不论导线多长,只要其间没有电源、用电器等,导线两端均可看成同一个点,从而找出各用电器的公共点,再结合上述的路径法分析。

问个小问题:家中的电路是串联还是并联？可想而知,一定是并联。因为如果家中为串联,那么我在看电视时，灯、洗衣机等一切用电器都必须工作,如果不工作,那么电视也不可能工作。路灯是串还是并?有人说路灯同时亮,同时灭所以灯是串的。那就大错特错了,如果路灯为串联，那么有一个路灯坏,所有灯都将不工作。但事实上并非如此,因为有一个灯坏其它灯还在工作,所以是并联。但为什么是同时亮同时灭呢?因为它有一个干路开关控制。单单认识电路是不行的,我们还需要学习电路图以及它的画法。我们常见的电路图题型大约分为:看实物画出电路图看图连元件作图根据要求设计电路识别错误电路,并画出正确的图会看还要会解,有关电路图的解题方法总结有如下几点:分析电路图的连接方式,判断出哪些元件组成串联。观察电流的走向,判断电流从正极出发后,在何处分流?在何处汇合?辨别出干路、支路值得注意的是：需先在草稿纸上画出一个草图,经过整理后,规范电路图。电路图要呈方形,元件应均匀分布,不得出现在拐角上,导线也要横平竖直。画图时应先画干路,干路上的所有元件都是串联的,所有无件可以用一条导线串联画出。然后画支路,每条支路上的元件都是串联的,每条支路上的元件可以用一条导线连接起来。

以上就是初入电学我们需要学习的基础内容,下面我们就该回归正题,小灯泡到底如何发亮?我们通常见到的小灯泡,是由两个金属片电极和灯丝组成。当电流通过导线流过灯丝时,灯丝将会发热并发光。当然,灯泡的类型远不止我们所见的这一种。拿生活中另一种常见灯泡(LED灯泡)为例。LED灯炮使用发光二极管作为它的灯丝。与我们所见的普通小灯泡不同,LED灯炮中没有灯丝,而是单纯由两个电极之间的半导体材料发光。当电流通过导线流过LED时半导体材料会发出光线,从而点亮小灯泡。在这里,我们提到了半导体,那么什么是半导体呢?半导体与导体和绝缘体不同。它是一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。我们今日所用的大部分电子产品,如计算机、移动电话等都和半导体有着极为密切的关联。我们知道的硅材料,其实就是一种半导体材料。而它是各种导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。

总而言之,我们的小灯泡是通过电流通过导线，通过灯泡中的灯丝、金属架和电池的另一极之间的闭合回路,形成一个完整的电路,从而实现小灯炮亮了起来!

在此,我们在学习电学时,还需要认识一个元件,它也可以代替电池,使得我们的小灯泡发亮。没错,那就是发电机。它的工作原理:汽缸定顺序做功,作用在活塞上的推力连杆变成了推动曲动的力量,从而带动曲轴旋转。若将无刷同步交流发电机与动力机同轴安装,就可以利用动力机的旋转带动发电机的转子,利用“电磁感应”原理,发电机就会输出感应电动势,经闭合的负载回路就能产生电流,从而使得小灯泡能够发光发亮。

这就是有关电的基础知识,它在生活中的运用随处可见。例如:在电影《驭风男孩》中,为应对非洲土地干旱问题,一位出身于贫困家庭的非洲男孩刻苦钻研电学知识,不断请教老师,最终利用风能发电,抽取地下水解决了当地多年土地干旱、粮食不足的问题,他凭借着对电学的好奇与对发明的热爱,拯救了数万家庭的温饱问题。当然,在生活中,利用电学发明和创造的事例有很多。进入21世纪随着工业的发展和能源利用,大气污染问题也随之而来！于是,电能的利用便在全世界广泛推行。如：现在的出租车、家用汽车,大多都已实现以电为主。将电能代替燃料燃烧,可以减少二氧化碳的排放。为建设我们绿色的家园,从现在起我们应有环保、节约能源的意识。利用好电能,试着去改变我们的世界。

最后想说:没有谁的学习和生活一直完美,但无论何时都要看向前方,满怀希望就会所向披靡!各位，这是最好的时代吗?不是,但我们仍可以与之共舞去抗衡,面对!冲破!呐喊!永远不要停止,不负相传,不负盛世,无愧自我,无愧时代！

每个人心目中的小灯泡终将会点亮!