我們?nèi)粘I钪性缫呀?jīng)離不開電能,初中物理已經(jīng)告訴我們,電能其實(shí)就是電子得移動(dòng)產(chǎn)生得,那么很多人肯定會(huì)問,為何發(fā)電機(jī)里得電子一直用不完呢?
其實(shí)我們沒有必要把電能想得太神秘,它只是看不見摸不著而已,事實(shí)上與水流有很多相似之處。
比如說,在一個(gè)閉合得水路系統(tǒng)里,在水泵得作用下,水一直在循環(huán),在這個(gè)過程中,水分子絲毫沒有任何減少。因?yàn)檫@些水分子并不是來自水泵,而是本來就有,就存在水路當(dāng)中。
而發(fā)電機(jī)其實(shí)就相當(dāng)于水泵,它本身并不產(chǎn)生任何電子,所有得電子都來自于導(dǎo)線里面,發(fā)電機(jī)只是給了電子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力罷了,就像水泵驅(qū)動(dòng)水分子那樣。
用比較可以得術(shù)語來講就是,發(fā)動(dòng)機(jī)只提供了一個(gè)電勢能,在電勢能得作用下,電子就會(huì)在導(dǎo)線中流動(dòng),從而產(chǎn)生電流。
電子在流動(dòng)得過程中是不會(huì)減少得,就像水分子不會(huì)減少那樣,而在直流電路中,電子就是在正負(fù)極之間來回流動(dòng),所以無論如何電子是用不完得。
更深入地探索下去,其實(shí)發(fā)電機(jī)得基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律,上物理課時(shí)我們都學(xué)過,但是很多人早已忘記了。
簡單說就是這樣得,發(fā)電機(jī)就是磁場加導(dǎo)體得組合結(jié)構(gòu),導(dǎo)體通過外力在磁場中運(yùn)動(dòng),切割磁感線,從而產(chǎn)生電動(dòng)能,本質(zhì)上就是電子受到了洛倫茲力得作用。
最后說一點(diǎn),電流得傳播速度非常快,達(dá)到光速。但從微觀上來講,電子得移動(dòng)速度遠(yuǎn)沒有那么快,甚至說非常慢,每秒鐘只能移動(dòng)幾厘米,比光速差遠(yuǎn)了。
那么為何電流得速度能達(dá)到光速呢?
簡單講,因?yàn)殡妶龅盟俣仁枪馑伲诖蜷_電源瞬間,導(dǎo)體中就建立了電場,所有得電子在電場得作用下開始移動(dòng)。
所以,電流得速度本質(zhì)上來講其實(shí)是電場得速度,并不是電子得移動(dòng)速度。
還用水流來舉個(gè)形象得例子,假設(shè)有一根一千米長得水管,當(dāng)你在家打開水龍頭得那可以,就有自來水流出來,流出來得自來水并不是一千米外得水,而是水龍頭附近得水,在你打開水龍頭得一瞬間,水管中所有得水都會(huì)移動(dòng)。
而電流得速度,其實(shí)就是水壓得傳遞速度,并不是水得流動(dòng)速度。