电流形成的原因和电流强弱,电流和电压的产生原理

        我们都知道物质是由原子组成,而原子由带正电的原子核和带负电的电子组成,电子围绕着原子核高速运动。从电路分析的角度来看,我们将其分为正电荷和负电荷,对应于原子核和电子。生活中绝大多数的物体是中性的,是因为这些物体当中的正电荷数量等于负电荷数量。

        科学家研究发现电子可以脱离原子核的束缚,逃离这个原子,而使得该原子带1.6*10^-19库仑的正电,而逃脱的这个电子就带着1.6*10^-19库仑的负电。当物体中大量的电子往一个方向运动时,就形成了电流,电流的方向与电子运动的方向相反。不同物体的电子逃离原子核的难易程度不一样,所以就有了导体、半导体和绝缘体之分。那什么样的力量可以使得电子逃离原子核的束缚呢,这就是电场。

        电场可以理解为正电荷和负电荷之间的相互吸引,类似于重力场。两个相隔一段距离的正电荷和负电荷的空间中就形成了电场,这种电场会使得周围的负电荷往正电荷方向移动,正电荷往负电荷方向移动,这就是著名的同性相斥,异性相吸。那电场从哪里来?这得感谢法拉第的电磁感应定律,就是说用导线垂直切割磁场时,导线中会产生电场,使得电子发生运动,发电机就是根据这个原理来发电的。后来麦克斯韦进一步发展了这个理论,才有了麦克斯韦方程,总结来说就是变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。

        上面讲了电流的由来,接下来简单讲讲电压。首先讲电势,电势是描述一个电场中某一点对电子影响大小的一个物理量,可以理解为趋势的意思,就是电场对电子的作用趋势。电场总是试图把一个电子从电势较低的地方拉向电势较高的地方,两点之间的电势差就叫电压。我们通常讲电路中两点之间的电压是多少伏,是先以一个点作为零电势点,也叫零电位点,即为电路中的地,然后从测量点到地的电位差,即电压。
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