Mengenai pengaliran konduktor logam, teori pengaliran klasik percaya bahawa terdapat sejumlah besar elektron bebas yang boleh bergerak dengan bebas di dalam konduktor logam. Elektron bebas ini bergerak secara beransur -ansur di bawah tindakan kuasa medan elektrik untuk membentuk arus elektrik.
1 elektron ekstranuklear atom logam
Semua atom terdiri daripada nukleus dan elektron extranuklear yang bergerak di sekitar nukleus. Daya sentripetal yang diperlukan untuk pergerakan elektron di luar nukleus disediakan oleh daya medan elektrik Coulomb antara nukleus dan elektron. Banyak elektron extranuclear berada pada jarak yang berbeza dari nukleus di luar nukleus. Elektron yang paling dekat dengan nukleus mempunyai daya terbesar dan jumlah tenaga elektron adalah yang paling rendah. Elektron paling jauh dari nukleus mempunyai daya yang paling tidak mengikat oleh nukleus, tenaga potensi elektron adalah yang terbesar, dan jumlah tenaga adalah yang terbesar . . kerana elektron paling luar adalah yang paling terikat, ia sering diganggu oleh atom -atom jiran dan bergerak di sekitar nukleus jiran. Atom logam digabungkan ke dalam badan logam berdasarkan daya yang dibentuk oleh gerakan penggulungan bersama selepas gangguan lapisan luar elektron. Oleh kerana daya mengikat yang sangat kecil, logam mempunyai ciri -ciri kelembutan dan ubah bentuk mudah apabila dipanaskan.
2 konduktor logam di bawah tindakan daya Lorentz (atau daya medan elektrik yang disebabkan)
Jika konduktor logam memotong garis magnet induksi dalam medan magnet, elektron di luar teras di dalam konduktor akan dikenakan daya Lorentz, dan atom -atom akan terpolarisasi di bawah tindakan ini, mengakibatkan daya elektromotif polarisasi atom. Tetapi tidak kira betapa hebatnya daya Lorentz, ia tidak boleh berfungsi pada elektron, meningkatkan tenaga kinetik elektron, dan menjadikannya bebas dari ikatan nukleus. Selepas elektron bebas dari ikatan nukleus, ia akan terus berfungsi di atasnya, dan ia akan mempercepatkan ke arah daya untuk membentuk arus elektrik.
3 konduktor logam di bawah pengedaran voltan dan daya medan elektrik
Sekiranya voltan digunakan untuk kedua -dua hujung konduktor logam untuk membentuk medan elektrik pengedaran voltan di dalam konduktor, elektron di lapisan nuklear luar di dalam konduktor harus tertakluk kepada daya medan elektrik pengedaran voltan apabila mereka bergerak di sekitar nukleus, dan daya medan elektrik melakukan kerja positif pada elektron. , Untuk meningkatkan tenaga kinetik elektron, dan mempunyai tenaga yang cukup untuk mengatasi perhambaan nukleus, dan menjadi elektron bebas di luar nukleus. Kerana hanya elektron paling luar di dalam nukleus luar mempunyai tenaga terbesar, untuk membentuk elektron bebas, adalah perlu untuk mengatasi graviti nuklear dan melakukan kerja yang paling sedikit, jadi di bawah keadaan biasa, apabila voltan digunakan untuk kedua -dua hujung konduktor, hanya elektron paling luar boleh meninggalkan nukleus dan menjadi elektron bebas. Elektron paling luar perlu melakukan kerja paling sedikit untuk melepaskan diri dari perhambaan nukleus. Elektron bebas selepas membentuk arus sebenarnya tidak percuma. Di satu pihak, mereka dipengaruhi oleh daya medan elektrik pengagihan voltan dan pergerakan ke arah daya medan elektrik. Sebaliknya, mereka tidak terkejut semasa pergerakan itu. Untuk elektron yang sangat kecil, ruang di dalam dan di luar atom boleh dikatakan agak luas. Nukleus seperti bintang di ruang kosmik, sementara elektron bebas seperti meteor kecil yang terbang di ruang kosmik. Analogi ini tidak begitu sesuai, kerana meteor yang terbang di ruang angkasa tidak boleh menyebabkan rintangan dari objek lain, tetapi elektron bebas tertakluk kepada rintangan. Ini kerana ruang di luar nukleus bukan tanpa apa -apa tetapi juga mengorbit elektron dalaman, dan logam -logam ini bilangan elektron dalaman lebih banyak daripada elektron paling luar yang membentuk elektron bebas. Kita mungkin juga memanggil halangan yang dibentuk oleh elektron dalaman atom -atom ini sebagai gas awan elektron. Gas awan elektron dikenakan secara negatif, dan elektron bebas juga dikenakan secara negatif. Oleh itu, jika elektron bebas ulang -alik dalam gas awan elektron membentuk arus elektrik, ia pasti akan ditentang oleh gas awan elektron. Selepas arus stabil terbentuk, jika voltan di kedua -dua hujung konduktor tiba -tiba dikeluarkan, medan elektrik di dalam konduktor hilang, dan elektron bebas kehilangan kesan daya medan elektrik. Hanya rintangan yang bertindak, jadi elektron turun dan kelajuan dengan cepat berkurangan kepada sifar . . kemudian, di bawah tindakan daya graviti nukleus, ia kembali ke orbit yang sama lapisan luar nukleus untuk bergerak di sekitar nukleus.
Undang -undang Undang -undang dan Perlawanan OHM 4 OHM
Dalam proses aliran semasa, disebabkan oleh rintangan gas awan elektron untuk bebas elektron, ia membentuk halangan tertentu kepada aliran arus, yang juga menghasilkan rintangan konduktor. Harus diingat bahawa rintangan elektron bebas semasa pergerakan tidak sama dengan rintangan konduktor. Rintangan elektron bebas tidak bermakna bahawa rintangan konduktor adalah besar. Sebaliknya, rintangan konduktor adalah besar, yang tidak bermakna bahawa rintangan konduktor adalah besar. Apabila bergerak ke arah arah, rintangan adalah hebat.
5 Penukaran Tenaga dan Undang -undang Joule
Apabila voltan hanya digunakan untuk kedua -dua hujung konduktor, daya medan elektrik melakukan kerja positif pada elektron paling luar nukleus untuk mengatasi daya mengikat nukleus, tetapi kerja yang dilakukan oleh daya medan elektrik yang mengatasi daya pengikat yang jauh lebih rendah daripada kerja yang panjang {}}. Oleh itu, kerja yang dilakukan untuk mengatasi perhambaan nukleus sangat kecil dan boleh diabaikan.
Semasa percepatan elektron bebas, daya medan elektrik juga melakukan kerja positif kepadanya, tetapi kerana elektron mempunyai masa pecutan yang sangat singkat dan perpindahan pergerakan sangat kecil (tidak dibincangkan di sini), daya medan elektrik juga sangat kecil dan boleh diabaikan. Oleh itu, selepas elektron bebas membentuk arus, kehilangan tenaga utama medan elektrik adalah untuk mengatasi awan elektron untuk melakukan kerja.
6 konduktor bertenaga bergerak dalam medan magnet
Dalam analisis di atas, apabila semasa melewati konduktor, ia hanya mengatasi gas awan elektron untuk melakukan kerja. Halangan gas awan elektron untuk bebas elektron ditunjukkan sebagai rintangan, jadi konduktor sedemikian dipanggil konduktor rintangan tulen, dan litar dengan hanya konduktor rintangan tulen dalam litar dipanggil litar rintangan tulen. Ia dapat dilihat dari formula di atas bahawa litar rintangan tulen menukarkan kerja elektrik menjadi tenaga haba.
Walau bagaimanapun, konduktor bertenaga akan tertakluk kepada kekuatan medan magnet (daya ampere) dalam medan magnet. Di bawah daya ini, konduktor mula bergerak lebih cepat, memotong garis magnet induksi, polarisasi atom dalam konduktor, dan menghasilkan daya elektromotif terpolarisasi. Pembentukan daya elektromotif yang disebabkan oleh terminal akan menghasilkan medan elektrik di bahagian lain konduktor luar, dan menghasilkan rintangan kepada elektron bebas yang mengalir. Untuk mengatasi rintangan, arus menghasilkan medan elektrik pengedaran voltan ke arah yang sama seperti arus dalam konduktor, menjadikan medan elektrik dan induksi medan elektrik yang dihasilkan oleh daya elektromotif membatalkan, dengan itu mengekalkan kestabilan arus, dan juga menghasilkan voltan di kedua -dua hujung konduktor. Besarnya voltan adalah sama dengan daya elektromotif yang disebabkan dan arahnya bertentangan.
Dengan cara ini, daya medan elektrik pengedaran voltan mesti mengatasi rintangan yang dihasilkan oleh daya elektromotif yang disebabkan untuk melakukan kerja dan menggunakan tenaga elektrik. Tenaga ini diubah menjadi daya ampere untuk melakukan kerja di dunia luar, yang muncul dalam bentuk tenaga mekanikal.
Jika konduktor yang diletakkan di dalam medan magnet bukan konduktor yang ideal, maka daya medan elektrik bukan sahaja harus mengatasi daya elektromotif yang diinduksi untuk melakukan kerja tetapi juga mengatasi rintangan awan elektron untuk melakukan kerja. Oleh itu, sebahagian daripada tenaga elektrik ditukar kepada bentuk tenaga mekanikal, dan sebahagian daripadanya ditukar menjadi tenaga haba.
7 Bekalan Kuasa Selepas Aliran Semasa
Apa yang berlaku di dalam bekalan kuasa selepas aliran semasa? Oleh kerana daya elektrostatik bukan - hanya dapat polarisasi atom dan menjana daya elektromotif dalam bekalan kuasa, kuasa elektrostatik yang tidak dapat dilakukan pada elektron, dan tidak dapat membentuk elektron. Oleh itu, bagaimanakah arus di dalam bekalan kuasa terbentuk?
Untuk membentuk arus dalam bekalan kuasa, selain membuat elektron luar mengatasi perhambaan nukleus, ia juga perlu untuk mengatasi rintangan awan elektron untuk melakukan kerja. Non - Electrostatics tidak mempunyai fungsi sedemikian. Oleh itu, pengedaran voltan dari tiang negatif bekalan kuasa ke tiang positif mesti dihasilkan dalam bekalan kuasa. Di medan elektrik, lapisan luar elektron membentuk arus di bawah tindakan kuasa medan elektrik ini dan menghasilkan penurunan voltan di dalam bekalan kuasa. Penurunan voltan lebih tinggi daripada potensi elektrod positif, iaitu, arahnya adalah dari elektrod negatif ke elektrod positif, dan arah daya elektromotif bekalan kuasa adalah bertentangan.
