電流的形成條件是什么
閉合電路中產(chǎn)生電流,電流通過導(dǎo)體時在導(dǎo)體(即電流)周圍產(chǎn)生一定范圍大小的磁場,那么你知道電流的形成條件是什么嗎?學(xué)習(xí)啦小編在此整理了電流的形成條件,供大家參閱,希望大家在閱讀過程中有所收獲!
電流的形成條件
在電磁學(xué)里, 稱帶有電荷的物質(zhì)為“帶電物質(zhì)”。兩個帶電物質(zhì)之間會互相施加作用力于對方,也會感受到對方施加的作用力,所涉及的作用力遵守庫侖定律。電荷分為兩種,“正電荷”與“負(fù)電荷”。帶有正電荷的物質(zhì)稱為“帶正電”;帶有負(fù)電荷的物質(zhì)稱為“帶負(fù)電”。假若兩個物質(zhì)都帶有正電或都帶有負(fù)電,則稱這兩個物質(zhì)“同電性”,否則稱這兩個物質(zhì)“異電性”。兩個同電性物質(zhì)會相互感受到對方施加的排斥力;兩個異電性物質(zhì)會相互感受到對方施加的吸引力。
電荷的定向移動產(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發(fā)生化學(xué)變化的,因為失去了的電子還會從別的地方補回來。 但是如果導(dǎo)電的是離子,那么離子在電極處是會電離成原子而附著在電極上的,發(fā)生化學(xué)變化。
正電荷也會移動的,最容易想象的就是陽離子,在導(dǎo)電溶液中移動。規(guī)定正電荷移動方向為電流方向是因為方便,如計算的時候你把負(fù)電荷代入計算就得到負(fù)值,可知電流方向是與負(fù)電荷移動方向是反向的。
電壓,也稱作電勢差或電位差,是衡量單位電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。此概念與水位高低所造成的“水壓”相似。需要指出的是,“電壓”一詞一般只用于電路當(dāng)中,“電勢差”和“電位差”則普遍應(yīng)用于一切電現(xiàn)象當(dāng)中。電壓的國際單位是伏特(V)。1伏特等于對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功,即1 V = 1 J/C。電壓的國際單位制為伏特(V),常用的單位還有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。
電池提供電壓,這點沒有疑問。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,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。
在電源的非靜電力作用下,同種帶電微粒會發(fā)生定向移動,正電荷向電源負(fù)極移動、負(fù)電荷向電源正極移動。帶電微粒的定向移動就是電流,一般規(guī)定正電荷移動的方向為電流的正方向。電流方向不隨時間變化的電流叫直流電,電流方向隨時間變化的電流叫交流電。區(qū)分直流和交流,僅僅是其方向而已,與其它的量無關(guān)。電流雖然有方向,但是是一個標(biāo)量。電流的大小稱為電流強(qiáng)度,電流強(qiáng)度簡稱為電流,等于每秒通過電路的電荷量。電流的常用單位是 安培(A)或毫安培(mA),即1000mA=1A。
電流表和電壓表簡介
電流表是測量電流的儀表。主要類型有轉(zhuǎn)動線圈式電流表、轉(zhuǎn)動鐵片式電流表、熱偶式電流表以及熱線式電流表。電流表內(nèi)部有一永磁體,在極間產(chǎn)生磁場,在磁場中有一個線圈,線圈兩端各有一個游絲彈簧,彈簧各連接電流表的一個接線柱,在彈簧與線圈間由一個轉(zhuǎn)軸連接,在轉(zhuǎn)軸相對于電流表的前端,有一個指針。當(dāng)有電流通過時,電流沿彈簧、轉(zhuǎn)軸通過磁場,電流切磁感線,所以受磁場力的作用,使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動轉(zhuǎn)軸、指針偏轉(zhuǎn)。
電壓表是個大的電阻器,理想的認(rèn)為是斷路。在并聯(lián)電路中并聯(lián)了電壓表(跟別的用電器并聯(lián))和用電器,如果在干路中沒有其他的用電器,可以認(rèn)為測量電源電壓(因為并聯(lián)電路上的用電器全部享用了電源的電壓);如果干路中還連接其他的用電器,那這個用電器就分享了部分電源電壓,那電壓表測的只能是部分電壓(連接在哪個用電器就是哪個用電器的電壓)。
要知道在電壓表內(nèi),有一個磁鐵和一個導(dǎo)線線圈,通過電流后,會使線圈產(chǎn)生磁場,這樣線圈通電后在磁鐵的作用下會旋轉(zhuǎn),這就是電流表、電壓表的表頭部分。
這個表頭所能通過的電流很小,兩端所能承受的電壓也很小(肯定遠(yuǎn)小于1V,可能只有零點零幾伏甚至更小),為了能測量實際電路中的電壓,需要給這個電壓表串聯(lián)一個比較大的電阻,做成電壓表。這樣,即使兩端加上比較大的電壓,可是大部分電壓都作用在加的那個大電阻上了,表頭上的電壓就會很小了。電壓表是一種內(nèi)部電阻很大的儀器,一般應(yīng)該大于幾千歐。表頭是跟據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受磁場力的作用而制成的。表內(nèi)部有一永磁體,在極間產(chǎn)生磁場,在磁場中有一個線圈,線圈兩端各有一個游絲彈簧,彈簧各連接表的一個接線柱,在彈簧與線圈間由一個轉(zhuǎn)軸連接,在轉(zhuǎn)軸相對于電流表的前端,有一個指針。當(dāng)有電流通過時,電流沿彈簧、轉(zhuǎn)軸通過磁場,電流切磁感線,所以受磁場力的作用,使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn),帶動轉(zhuǎn)軸、指針偏轉(zhuǎn)。由于磁場力的大小隨電流增大而增大,所以就可以通過指針的偏轉(zhuǎn)程度來觀察電流的大小。