新闻中心
米乐m6官网登录入口电流是由电子运动形成的为什么发电机的电子一直用不完?
时间:2024-05-13 21:37点击量:


  米乐m6官网登录入口在人类文明的发展历程中,电的发现和应用是一个重要的里程碑,时至今日,电已经深深融入了我们日常生活的方方面面,成为了不可或缺的一部分。

  据我们所知,电流是由电子运动形成的,所以我们似乎可以认为米乐m6官网登录入口,在一台发电机向电器设备供电的时候,应该是在源源不断地向电器设备发送电子,然而我们从未见过发电机把电子用完的情况,这就有点令人疑惑,为什么发电机的电子一直用不完呢?

  物理老师告诉我们,导体中的自由电子只有在有规则地定向运动时,才会形成电流,那如何让这个电路中的电子做有规则地定向运动呢?答案当然是,将这个电路中的开关闭合起来。实际上,这其实就是电流形成的一个必要条件——闭合的通路。

  我们将这张电路图中的电源视为发电机,就可以得出,在发电机正常供电的过程中,电路中的电子其实并不会被消耗掉米乐m6官网登录入口,而是处于一种“循环使用”的状态。

  我们可以将其简单地理解为,电子源源不断地从发电机的负极“出发”,而与此同时,电路中的电子又在不停地“回到”发电机的正极。

  这其实是因为在人们最初提出电流这个概念的时候,并不知道电子的存在,而只是根据当时实验观察的现象定义了电流方向,尽管后来人们发现电子的运动方向与之前定义的电流方向是相反的,但由于这个概念用得太久了,就一直没有改过来。

  需要指出的是,在发电机给电器设备正常供电的过程中,其实并不是从发电机负极“出发”的电子在独自做定向运动,实际上,在此过程中,发电机在电路中的作用,其实是为整个电路提供了电动势,进而对其中所有能参与导电的电子施加了电场力,并驱使它们几乎同时开始做定向运动米乐m6官网登录入口。

米乐m6官网登录入口电流是由电子运动形成的为什么发电机的电子一直用不完?(图4)

  (如上图所示,电路中其实充满了自由电子,在我们把开关闭合的一瞬间,电路中所有的自由电子会几乎同时开始做定向运动)

  为什么要说“几乎同时”呢?因为电场的建立和传播速度是有限的,不过这个“有限的速度”非常快,大约为每秒30万公里。

  是不是觉得有点眼熟?是的,这个速度其实就是光速,也正因为如此,我们通常都会说:电的传播速度是光速。

  但需要注意的是,电的传播速度并不是电子定向运动的速度,实际上,在形成电流的时候,电路中的自由电子在电场力作用下的定向运动速度其实是非常慢的,具体有多慢呢?

  这样说吧,在理想情况下,当强度为1安培的电流通过一根直径为1毫米的标准铜导线时,这根导线内的自由电子的定向运动速度大概只有每秒钟0.1毫米,可以看到,这样的速度可以说是低得令人发指。

  综上所述可知,在发电机给电器设备正常供电的过程中,虽然电流是由电子运动形成的,但电子本身却并不是“消耗品”,在形成电流的时候,它们在电路中始终会处于一种“循环使用”的状态。

  我们可以将其简单地理解为:对于发电机来讲,它的负极会持续地发送出电子,与此同时,它的正极又会源源不断地“回收”电路中的电子,在这样的情况下,发电机的电子当然就一直用不完了。

米乐m6官网登录入口电流是由电子运动形成的为什么发电机的电子一直用不完?(图6)

  其实道理都差不多,简单来讲,交流电其实就是电流方向随着时间作周期性变化的电流,而要形成这样的电流,同样也需要闭合的通路,不同的只是,在这种闭合通路中自由电子的定向运动方向一会儿向前,一会儿向后,但在整体上,这些电子仍然处于一种“循环使用”的状态米乐m6官网登录入口,并不会被消耗掉。

  简单来讲就是米乐m6官网登录入口,我们消耗的其实是电子定向运动时所携带的能量,这些能量会通过各种效应(如电磁效应、热效应、化学效应等等),转化为各种形式的能量(如机械能、光能、热能等等),进而驱动电器设备的正常运转。