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電在我們生活和生產(chǎn)中是非常重要的，如果沒有電是很難想象的，如果那樣的話我們又回到了蒸汽時(shí)代了。電的一個(gè)重要的特點(diǎn)是傳輸方便，它在很多物質(zhì)中都可以傳導(dǎo)，比如在電解液中就是以離子的移動(dòng)形成的電流，那么電在金屬導(dǎo)線中又是如何傳輸?shù)哪?？下面我們來聊一聊這個(gè)問題。
線路中電流的形成
要形成電流必須在所傳輸?shù)奈镔|(zhì)中由有大量的自由電子的存在，這是它產(chǎn)生電流的前提。我們見到有些物質(zhì)是無法形成電流的，比如玻璃、陶瓷、橡膠等，這是由于這些物質(zhì)中的電子不是自由的，它被原子核緊緊地吸住了，不給電子任何自由。對于金屬導(dǎo)體中的電子就不一樣了，這些電子有點(diǎn) 水性楊花 的感覺，平時(shí)金屬中的原子核對電子的管束較少，這些電子很活躍，只要外部稍微施加些影響，它們就會(huì)有規(guī)律地動(dòng)起來。
這個(gè)外部所加的影響就是我們所說的電壓。說到這里我們很容易聯(lián)想到電流就像水流一樣，水的流動(dòng)要由水壓差，而電流要想流動(dòng)就必須要有電壓差。因此電流的形成必須要滿足兩個(gè)條件，一是所用的物體內(nèi)部必須有自由的電子、二是要給這些電子施加一定的電壓。因此我記得我們在中學(xué)物理中就學(xué)過這樣一句話" 電流是由于電荷的定向移動(dòng)形成的。 在金屬導(dǎo)體中這個(gè)這個(gè)電流就是由于自由電子的定向移動(dòng)才能夠形成，這個(gè)定向的移動(dòng)要在電場力的作用下才可以，這個(gè)電場力也就是我們所說的電壓。如果在導(dǎo)線中沒有電壓的話，導(dǎo)體中的這些自由電子就會(huì)雜亂無章地運(yùn)動(dòng)就形成不了電流?？偟膩碚f我們可以用水壓的概念來理解電壓，用水流的概念來理解電流就可以了。
電在導(dǎo)線中的傳輸過程
電在線路中傳輸?shù)倪^程其實(shí)就是在電壓的作用下導(dǎo)線中的電荷定向移動(dòng)的過程，從傳導(dǎo)的速度來看，電好像傳輸?shù)姆浅？?，它和光速一樣可達(dá)到每秒三十萬千米。我們從微觀的角度看，其實(shí)電荷的運(yùn)動(dòng)速度是非常慢的，一般的范圍也就是幾厘米每秒到幾米每秒的速度。我們在外觀看只所以看到電的速度非常快就是因?yàn)殡妷壕哂?一動(dòng)觸全身 的特點(diǎn)。只要在線路中有電壓差存在，并且這個(gè)線路是通路，那么線路中就會(huì)有電流流動(dòng)。我們知道水流的方向是從高處流向低處，電流的方向與水流方向類似，它在線路中是從高電壓的位置流向電壓低的地方。
前面我們說過，這個(gè)電流是由于在電壓的推動(dòng)下，無數(shù)的電子就像得到了命令一樣都向一個(gè)方向去了，在沒有電壓時(shí)，這些線路中的電子就像大街上來來往往的人流一樣，所運(yùn)動(dòng)的方向是不一樣的。一旦這些電子在電壓的施壓下，它們就像軍隊(duì)得到了命令一樣整體劃一地在線路中向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。我們知道線路要有電流必須要有源頭，在電路中電的源頭就是類似電池、發(fā)電廠等一些產(chǎn)生電能的地方。我們以常見的電池為例，由于連接電池的線路中大量的電子所攜帶的都是負(fù)電荷，因此這些電子會(huì)向電池的正極跑去，而我們規(guī)定電流的方向是從正極流出，從這點(diǎn)來看，電子跑的方向與我們規(guī)定的電流方向是相反的，這個(gè)電流的規(guī)定是電工界的鼻祖?zhèn)円?guī)定的，但是它絲毫不會(huì)影響我們對通電線路的分析。
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