電流形成的條件

　　一般規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯恼较?，那么你知道電流形成的條件是什么嗎?學(xué)習(xí)啦小編在此整理了電流形成的條件介紹，供大家參閱，希望大家在閱讀過程中有所收獲!

　　電流形成的條件介紹

　　電荷的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流，不論是正電荷(陽離子，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。 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。

　　正電荷也會(huì)移動(dòng)的，最容易想象的就是陽離子，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?，如?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。

　　在電磁學(xué)里， 稱帶有電荷的物質(zhì)為“帶電物質(zhì)”。兩個(gè)帶電物質(zhì)之間會(huì)互相施加作用力于對(duì)方，也會(huì)感受到對(duì)方施加的作用力，所涉及的作用力遵守庫侖定律。電荷分為兩種，“正電荷”與“負(fù)電荷”。帶有正電荷的物質(zhì)稱為“帶正電”;帶有負(fù)電荷的物質(zhì)稱為“帶負(fù)電”。假若兩個(gè)物質(zhì)都帶有正電或都帶有負(fù)電，則稱這兩個(gè)物質(zhì)“同電性”，否則稱這兩個(gè)物質(zhì)“異電性”。兩個(gè)同電性物質(zhì)會(huì)相互感受到對(duì)方施加的排斥力;兩個(gè)異電性物質(zhì)會(huì)相互感受到對(duì)方施加的吸引力。

　　電荷是許多次原子粒子所擁有的一種基本守恒性質(zhì)。稱帶有電荷的粒子為“帶電粒子”。靜止的帶電粒子會(huì)產(chǎn)生電場，移動(dòng)中的帶電粒子會(huì)產(chǎn)生電磁場，帶電粒子也會(huì)被電磁場所影響。一個(gè)帶電粒子與電磁場之間的相互作用稱為電磁力或電磁相互作用。這是四種基本相互作用中的一種。

　　電池提供電壓，這點(diǎn)沒有疑問。在電源電壓之下，導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電場，電荷在電場的作用下移動(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?毫無疑問跑到電源去了。所以電子從電源跑出來又跑回到電源去，電路斷開后導(dǎo)線不帶電，可見導(dǎo)線的電子沒加沒減，那么電池的電子也必然沒多沒少。所以電池不提供電子不消耗電子。電池只提供電壓。

　　兩點(diǎn)間電場強(qiáng)度的線積分。電壓代表電場力對(duì)單位正電荷由場中一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)所做的功。在國際單位制中其主單位為伏[特](V)。電壓的定義式為Uab=∫(b,a)Edl。式中Uab代表a點(diǎn)與b點(diǎn)之間的電壓，E 為電場強(qiáng)度，dl為積分路徑上的線元。如果上式為正值，則Uab為自a到b的電壓降落(簡稱壓降);若上式為負(fù)值，則Uab為電壓升高(簡稱壓升)。

　　在一靜電場中，每一點(diǎn)對(duì)指定的參考點(diǎn)有一定的電位，兩點(diǎn)之間的電壓就是它們的電位差。即Uab=φa-φb。式中φa、φb分別為a點(diǎn)和b點(diǎn)的電位。兩點(diǎn)間的電壓或電位差與電位參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。

　　在時(shí)變電磁場中，電場不僅有庫侖定律所描述的庫侖電場，還有由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電場。感應(yīng)電場的路積分值因路徑而異，即兩點(diǎn)間沿不同路徑可以有不同電壓。電工設(shè)備中一種絕緣結(jié)構(gòu)通常只能承受小于某規(guī)定數(shù)值的電壓，否則將導(dǎo)致絕緣擊穿而損壞。在導(dǎo)體中的電流密度隨著電場強(qiáng)度的增加而變大。若電壓過高將使溫度急劇升高亦可能造成損壞。反之，電壓不足又使設(shè)備不能正常運(yùn)行甚至造成事故。

　　電流的焦耳定律

　　焦耳定律是定量說明傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。內(nèi)容是：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比。焦耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式：Q=I^2R*t(適用于所有電路);對(duì)于純電阻電路可推導(dǎo)出：Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U^2/R)t

　　焦耳定律規(guī)定：電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量和導(dǎo)體的電阻成正比，和通過導(dǎo)體的電流的平方成正比，和通電時(shí)間成正比。該定律是英國科學(xué)家焦耳于1841年發(fā)現(xiàn)的。焦耳定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，它可以對(duì)任何導(dǎo)體來適用，范圍很廣，所有的電路都能使用。遇到電流熱效應(yīng)的問題時(shí)，例如要計(jì)算電流通過某一電路時(shí)放出熱量;比較某段電路或?qū)w放出熱量的多少，即從電流熱效應(yīng)角度考慮對(duì)電路的要求時(shí)，都可以使用焦耳定律。

　　從焦耳定律公式可知，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流強(qiáng)度的平方成正比、跟導(dǎo)體的電阻成正比、跟通電時(shí)間成正比。若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量。即W=UIt。根據(jù)歐姆定律，有W=I²Rt。

　　需要說明的是W=(U^2/R)t是從歐姆定律推導(dǎo)出來的，只能在電流所做功將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的條件下才成立(純電阻電路)。例如對(duì)電爐、電烙鐵這類用電器，這兩公式和焦耳定律才是等效的。

　　使用焦耳定律公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，公式中的各物理量要對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體或同一段電路，與歐姆定律使用時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系相同。當(dāng)題目中出現(xiàn)幾個(gè)物理量時(shí)，應(yīng)將它們加上角碼，以示區(qū)別。

　　注意：W=I²Rt=Pt適用于所有電路，而W=UIt=(U^2/R)t只用于純電阻電路(全部用于發(fā)熱)。