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電流是怎樣形成的

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電流是怎樣形成的

  電是像電子和質(zhì)子這樣的亞原子粒子之間產(chǎn)生的排斥力和吸引力的一種屬性。那么你知道電流是怎樣形成的嗎?學(xué)習(xí)啦小編在此整理了電流形成的原因,供大家參閱,希望大家在閱讀過(guò)程中有所收獲!

  電流形成的原因

  (1)電荷的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流,不論是正電荷(陽(yáng)離子,半導(dǎo)體中的空穴)還是負(fù)電荷(陰離子,電子)。導(dǎo)電的是金屬或者半導(dǎo)體器件的話原子是不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化的,因?yàn)槭チ说碾娮舆€會(huì)從別的地方補(bǔ)回來(lái)。 但是如果導(dǎo)電的是離子,那么離子在電極處是會(huì)電離成原子而附著在電極上的,發(fā)生化學(xué)變化。

  電荷(electric charge ),即帶正負(fù)電的基本粒子,是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)。帶正電的粒子叫正電荷(表示符號(hào)為“+”),帶負(fù)電的粒子叫負(fù)電荷(表示符號(hào)為“﹣”)。也是某些基本粒子(如電子和質(zhì)子)的屬性,它使基本粒子互相吸引或排斥。電荷是許多次原子粒子所擁有的一種基本守恒性質(zhì),它決定了帶電粒子在電磁方面的物理行為。

  (2)正電荷也會(huì)移動(dòng)的,最容易想象的就是陽(yáng)離子,在導(dǎo)電溶液中移動(dòng)。規(guī)定正電荷移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较蚴且驗(yàn)榉奖悖缬?jì)算的時(shí)候你把負(fù)電荷代入計(jì)算就得到負(fù)值,可知電流方向是與負(fù)電荷移動(dòng)方向是反向的。

  自然界中的電荷只有兩種,即正電荷和負(fù)電荷。由絲綢摩擦的玻璃棒所帶的電荷叫做正電荷,由毛皮摩擦的橡膠棒所帶的電荷叫負(fù)電荷。 電荷的最基本的性質(zhì)是:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。物質(zhì)的固有屬性之一。琥珀經(jīng)摩擦后能夠吸引輕小物體的現(xiàn)象是物體帶電的最早發(fā)現(xiàn)。繼而發(fā)現(xiàn)雷擊、感應(yīng)、加熱、照射等等都能使物體帶電。電分正、負(fù),同號(hào)排斥,異號(hào)吸引,正負(fù)結(jié)合,彼此中和,電可以轉(zhuǎn)移,此增彼減,而總量不變。

  (3)電池提供電壓,這點(diǎn)沒(méi)有疑問(wèn)。在電源電壓之下,導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng),電荷在電場(chǎng)的作用下移動(dòng),形成電流。但是電流要持續(xù),那么電池必須提供電子,否則導(dǎo)線內(nèi)的電子都跑光了!但是導(dǎo)線中的電子又跑到哪里去了呢?毫無(wú)疑問(wèn)跑到電源去了。所以電子從電源跑出來(lái)又跑回到電源去,電路斷開(kāi)后導(dǎo)線不帶電,可見(jiàn)導(dǎo)線的電子沒(méi)加沒(méi)減,那么電池的電子也必然沒(méi)多沒(méi)少。所以電池不提供電子不消耗電子。電池只提供電壓。

  電流的磁效應(yīng)簡(jiǎn)介

  電流的磁效應(yīng)(通電會(huì)產(chǎn)生磁):奧斯特發(fā)現(xiàn),任何通有電流的導(dǎo)線,都可以在其周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象,稱為電流的磁效應(yīng)。

  非磁性金屬通以電流,卻可產(chǎn)生磁場(chǎng),其效果與磁鐵建立的磁場(chǎng)相同。

  通有電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng):

  在通電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線周?chē)?,?huì)有磁場(chǎng)產(chǎn)生,其磁感線的形狀為以導(dǎo)線為圓心一封閉的同心圓,且磁場(chǎng)的方向與電流的方向互相垂直.。

  丹麥物理學(xué)家漢斯·奧斯特(H.C.Oersted,1777-1851)是康德哲學(xué)思想的信奉者,深受康德等人關(guān)于各種自然力相互轉(zhuǎn)化的哲學(xué)思想的影響,奧斯特堅(jiān)信客觀世界的各種力具有統(tǒng)一性,并開(kāi)始對(duì)電、磁的統(tǒng)一性的研究。

  1751年富蘭克林用萊頓瓶放電的辦法使鋼針磁化的發(fā)現(xiàn)對(duì)奧斯特啟發(fā)很大,他認(rèn)識(shí)到電向磁轉(zhuǎn)化不是可能不可能的問(wèn)題,而是如何實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題,電與磁轉(zhuǎn)化的條件才是問(wèn)題的關(guān)鍵。開(kāi)始奧斯特根據(jù)電流通過(guò)直徑較小的導(dǎo)線會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象推測(cè):如果通電導(dǎo)線的直徑進(jìn)一步縮小那么導(dǎo)線就會(huì)發(fā)光如果直徑進(jìn)一步縮小到一定程度,就會(huì)產(chǎn)生磁效應(yīng)。但奧斯特沿著這條路子并未能發(fā)現(xiàn)電向磁的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。

  奧斯特沒(méi)有因此灰心,仍在不斷實(shí)驗(yàn),不斷思索,他分析了以往實(shí)驗(yàn)都是在電流方向上尋找電流的磁效應(yīng),結(jié)果都失效了,莫非電流對(duì)磁體的作用根本不是縱向的,而是一種橫向力,于是奧斯特繼續(xù)進(jìn)行新的探索。

  1820年4月的一天晚上,奧斯特在為精通哲學(xué)及具備相當(dāng)物理知識(shí)的學(xué)者講課時(shí),突然來(lái)了“靈感”,在講課結(jié)束時(shí)說(shuō):“讓我把通電導(dǎo)線與磁針平行放置來(lái)試試看!”于是,他在一個(gè)小伽伐尼電池的兩極之間接上一根很細(xì)的鉑絲,在鉑絲正下方放置一枚磁針,然后接通電源,小磁針微微地跳動(dòng),轉(zhuǎn)到與鉑絲垂直的方向。小磁針的擺動(dòng),對(duì)聽(tīng)課的聽(tīng)眾來(lái)說(shuō)并沒(méi)什么,但對(duì)奧斯特來(lái)說(shuō)實(shí)在太重要了,多年來(lái)盼望出現(xiàn)的現(xiàn)象,終于看到了,當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)直使他愣住,他又改變電流方向,發(fā)現(xiàn)小磁針向相反方向偏轉(zhuǎn),說(shuō)明電流方向與磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)之間有某種聯(lián)系。

  奧斯特為了進(jìn)一步弄清楚電流對(duì)磁針的作用,于1820年4月到7月,費(fèi)了三個(gè)月的時(shí)間,做了六十多個(gè)實(shí)驗(yàn),他把磁針?lè)旁趯?dǎo)線的上方、下方,考察了電流對(duì)磁針作用的方向;把磁針?lè)旁诰鄬?dǎo)線不同距離,考察電流對(duì)磁針作用的強(qiáng)弱;把玻璃、金屬、木頭、石頭、瓦片、松脂,水等放在磁針與導(dǎo)線之間,考察電流對(duì)磁針的影響……。并于1820年7月21日發(fā)表了題為《關(guān)于磁針上電流碰撞的實(shí)驗(yàn)》的論文,這篇論文僅用四頁(yè)紙,十分簡(jiǎn)潔地報(bào)告了他的實(shí)驗(yàn),向科學(xué)界宣布了電流的磁效應(yīng)。1820年7月21日作為一個(gè)劃時(shí)代的日子載入史冊(cè),它揭開(kāi)了電磁學(xué)的序幕,標(biāo)志著電磁學(xué)時(shí)代的到來(lái)。

  奧斯特當(dāng)時(shí)把電流對(duì)磁體的作用稱為“電流碰撞”,他總結(jié)出了兩個(gè)特點(diǎn):一是電流碰撞存在于載流導(dǎo)線的周?chē)?二是電流碰撞“沿著螺紋方向垂直于導(dǎo)線的螺紋線傳播”。奧斯特實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電流所產(chǎn)生的磁力的橫向作用,他在二十年前建立的信念,終于靠自己的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了。

  有人說(shuō)奧斯特的電流磁效應(yīng)是“偶然地發(fā)現(xiàn)了磁針轉(zhuǎn)動(dòng)”,當(dāng)然也不無(wú)道理,但是法國(guó)的巴斯德 說(shuō)得好:“在觀察的領(lǐng)域中,機(jī)遇只偏愛(ài)那種有準(zhǔn)備的頭腦。”

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