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电流的概念是什么物理性质

时间:2018-01-06 中考备考 我要投稿

  大自然有很多种承载电荷的载子,例如,导电体内可移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的电子和离子、强子内的夸克。这些载子的移动,形成了电流。下面是满分网小编给大家整理的电流的概念简介,希望能帮到大家!

  电流的概念

  科学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流。通常用字母 I表示,它的单位是安培(安德烈·玛丽·安培),1775年—1836年,法国物理学家、化学家,在电磁作用方面的研究成就卓著,对数学和物理也有贡献。电流的国际单位安培即以其姓氏命名),简称“安”,符号 “A”,也是指电荷在导体中的定向移动。

  导体中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了 电流。

  电源的电动势形成了电压,继而产生了电场力,在电场力的作用下,处于电微安(μA)1A=1 000mA=1 000 000μA,电学上规定:正电荷定向流动的方向为电流方向。金属导体中电流微观表达式I=nesv,n为单位体积内自由电子数,e为电子的电荷量,s为导体横截面积,v为电荷速度。

  大自然有很多种承载电荷的载子,例如,导电体内可移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的电子和离子、强子内的夸克。这些载子的移动,形成了电流。

  电流的物理性质

  在各种介质内的电流的物理性质

  金属

  在固态金属导体内,有很多可移动的自由电子。虽然这些电子并不束缚于任何特定原子,但都束缚于金属的晶格内。甚至于在没有外电场作用下,因为热能(thermal energy) ,这些电子仍旧会随机地移动。但是,在导体内,平均净电流是零。挑选导线内部任意截面,在任意时间间隔内,从截面一边移到另一边的电子数目,等于反方向移过截面的数目。如同乔治·伽莫夫在他发表于 1947 年的科学畅销书《One, Two,Three…Infinity》谈到:

  “金属物质与其它物质不同的地方,在于其最外层的电子很松弛地束缚于原子,电子能够很容易地逃离原子。因此,满布于金属的内部,有很多未被束缚的电子,毫无目标地游动,就好像一群无家可归的醉汉。当施加电压于一根金属导线的两端,这些自由电子会朝着电势高的一端奔去,这样,形成了电流。”

  其它介质

  在固态金属内,电荷流动的载子是电子,从低电势流到高电势。在其它种介质内,任何电荷载子的载子流都可以形成电流。

  在真空内,可以制作一个离子束(ion beam) 或电子束。这也是一种电流。在有些传导性物质内,电流是由正电荷载子和负电荷载子共同形成的。在像质子导体(proton conductor) 一类的物质内,电流可能完全是由正电荷载子形成。例如,在水溶液内,电解质会导电,电流内的正价氢离子(质子)朝着某方向流动,负价的硫酸根离子朝着反方向流动。在电花(spark) 或等离子体内的电流内有电子、正离子、负离子。在半导体内,可以视电流为正值空穴(一个呈电中性的原子,由于少了一个负电的电子,所以那里就会呈现出一个正电性的空位)的流动。这种半导体称为p型半导体。

  电流的三大效应

  热效应

  导体通电时会发热,把这种现象叫做电流热效应。例如:比较熟悉的焦耳定律:是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。(焦耳定律)

  磁效应

  电流的磁效应(动电会产生磁):奥斯特发现:任何通有电流的导线,都可以在其周围产生磁场的现象,称为电流的磁效应。(毕奥-萨法尔定律)

  化学效应

  电的化学效应主要是电流中的带电粒子(电子或离子)参与而使得物质发生了化学变化。化学中的电解水或电镀等都是电流的化学效应。(法拉第电解定律)

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