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電流形成的原因是什么

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  電流所流經(jīng)的路徑即電路,那么你知道電流形成的原因是什么嗎?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。

  (2)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。

  (3)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。

  電流的磁效應(yīng)簡介

  長期以來,磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象是被分別進(jìn)行研究的,特別是吉爾伯特對(duì)磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象進(jìn)行深入分析對(duì)比后斷言電與磁是兩種截然不同的現(xiàn)象,沒有什么一致性。之后,許多科學(xué)家都認(rèn)為電與磁沒有什么聯(lián)系,連庫侖也曾斷言,電與磁是兩種完全不同的實(shí)體,它們不可能相互作用或轉(zhuǎn)化。但是電與磁是否有一定的聯(lián)系的疑問一直縈繞在一些有志探索的科學(xué)家的心頭。

  奧斯特的發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了整個(gè)歐洲,對(duì)法國學(xué)術(shù)界的震動(dòng)尤大,法國物理學(xué)家阿拉果在瑞士聽到了奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的消息,十分敏銳地感到這一成果的重要性,隨即于1820年9月初從瑞士趕回法國。9月11日即向法國科學(xué)院報(bào)告了奧斯特的這一最新發(fā)現(xiàn),他詳細(xì)地向科學(xué)院的同事們描述了電流磁效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。阿拉果的報(bào)告,在法國科學(xué)家中引起了很大反響。當(dāng)時(shí),以科學(xué)上極為敏感、最能接受他人成果而著稱的安培(A.M.Ampere,1775-1836)對(duì)此作出了異乎尋常的反應(yīng),他于第二天就重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn),并加以發(fā)展,在一周內(nèi)于9月18日向法國科學(xué)院報(bào)告了第一篇論文,闡述了他重復(fù)做的電流對(duì)磁針的實(shí)驗(yàn),并提出了圓形電流產(chǎn)生磁性的可能性。安培在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與電流方向的關(guān)系服從右手定則,即是后人稱它為“安培右手定則”。

  電流的熱效應(yīng)簡介

  電流通過導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,這叫做電流的熱效應(yīng),而電熱器是利用電流的熱效應(yīng)來加熱的設(shè)備,電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等都是常見電熱器。電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體,發(fā)熱體是由電阻率大,熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成。

  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。

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