電流是由什么形成的
電是我們日常生活必不可少的東西,那么你知道電流是由什么形成的嗎?學習啦小編在此整理了電流的形成介紹,供大家參閱,希望大家在閱讀過程中有所收獲!
電流的形成介紹
導體中的自由電荷在電場力的作用下做有規(guī)則的定向運動就形成了 電流。
電源的電動勢形成了電壓,繼而產(chǎn)生了電場力,在電場力的作用下,處于電微安(μA)1A=1 000mA=1 000 000μA,電學上規(guī)定:正電荷定向流動的方向為電流方向。金屬導體中電流微觀表達式I=nesv,n為單位體積內自由電子數(shù),e為電子的電荷量,s為導體橫截面積,v為電荷速度。
大自然有很多種承載電荷的載子,例如,導電體內可移動的電子、電解液內的離子、等離子體內的電子和離子、強子內的夸克。這些載子的移動,形成了電流。
物理上規(guī)定電流的方向,是正電荷定向移動的方向。電流運動方向與電子運動方向相反。
電荷指的是自由電荷,在金屬導體中的自由電荷是自由電子,在酸,堿,鹽的水溶液中是正離子和負離子。
在電源外部電流由正極流向負極。在電源內部由負極流回正極。
電流的物理性質
金屬
在固態(tài)金屬導體內,有很多可移動的自由電子。雖然這些電子并不束縛于任何特定原子,但都束縛于金屬的晶格內。甚至于在沒有外電場作用下,因為熱能(thermal energy) ,這些電子仍舊會隨機地移動。但是,在導體內,平均凈電流是零。挑選導線內部任意截面,在任意時間間隔內,從截面一邊移到另一邊的電子數(shù)目,等于反方向移過截面的數(shù)目。如同喬治·伽莫夫在他發(fā)表于 1947 年的科學暢銷書《One, Two,Three…Infinity》談到:
“金屬物質與其它物質不同的地方,在于其最外層的電子很松弛地束縛于原子,電子能夠很容易地逃離原子。因此,滿布于金屬的內部,有很多未被束縛的電子,毫無目標地游動,就好像一群無家可歸的醉漢。當施加電壓于一根金屬導線的兩端,這些自由電子會朝著電勢高的一端奔去,這樣,形成了電流。”
其它介質
在固態(tài)金屬內,電荷流動的載子是電子,從低電勢流到高電勢。在其它種介質內,任何電荷載子的載子流都可以形成電流。
在真空內,可以制作一個離子束(ion beam) 或電子束。這也是一種電流。在有些傳導性物質內,電流是由正電荷載子和負電荷載子共同形成的。在像質子導體(proton conductor) 一類的物質內,電流可能完全是由正電荷載子形成。例如,在水溶液內,電解質會導電,電流內的正價氫離子(質子)朝著某方向流動,負價的硫酸根離子朝著反方向流動。在電花(spark) 或等離子體內的電流內有電子、正離子、負離子。在半導體內,可以視電流為正值空穴(一個呈電中性的原子,由于少了一個負電的電子,所以那里就會呈現(xiàn)出一個正電性的空位)的流動。這種半導體稱為p型半導體。