自由电子的定向移动与电压有什么关系?
在电磁学中,电压实际上是叫电势差(电位差)。
电势差是描述电场的物理量,电场是一种可以使电荷受力而是它定向移动的物理量,而现在可以认为电压和电场一样,所以他们是使电荷受到力的作用而发生定向移动.
可以打一个比方:电池(电源)好比水塔,导线好比水管,而水塔和水管中的水,则好比自由电荷。
因为水塔的位置很高,存在很高的水压。当我们拧开家中的水龙头,水管中的水就会在水压的作用下,不断地(向外)流动,形成水流。
当水塔中的水压越高时,水流就越大。当电源中的电压越高时,电流就越大。
设铜导线单位体积内的自由电子数为n,电子定向移动为v,每个电子带电量为e,导线横截面积为S。则时间t内通过导线横截面的自由电子数N=nVtS,其总电量Q=Ne=nVtSe。根据I=Q/t得V=I/neS,代入数字可得V=7.4×10^(-5)米/秒,即0.74毫米/秒。 从以上数据可知,自由电子在导体中定向移动速率(约10^(-4)米/秒),只约为自由电子热运动的平均速率(约10^5米/秒)的1/10^9。 这说明电流是导体中所有自由电子以很小的速度运动所形成的。这是为什么呢?金属导体中自由电子定向移动速度虽然很小,但是它的“传导速度”是很大的,好像一队学生从前校门列队到后操场,没有行进命令时,都是站着不动的(相当于导线中无电流),一声令下,虽然后操场最后的那位同学可能要走很久才能到达前校门,但只要整个队列一动,马上就有学生出了前校门!(相当于整个导线中各处都有了电流)。这里前校门开始有学生走出的反应速度决定于口令声波的传播速度,同样,导线中即使很远的地方开始有电流的反应速度,只决定于“口令”电磁场在导线中的传播速度(等于光速)。
两点间的电压即是这两点的电势差,其使得自由电子受到定向的力而可以定向移动,势差越大,则自由电子所受到的定向力也就越大,则其定向移动速度也就更快,产生电流越强。你可以借助于水的势差来理解。水的高度差即影响着其重力势,等距两点,其高度差越大,则两点间水流速度越快……而高度差正是产生水的定向移动的原因……
答:不是电压使电荷定向移动,是电场对导体中的自由电荷有力的作用使其运动,电压是电场产生的。电源的电压是非静电力产生的,如化学电池中活泼电极上的带正电的金属离子受水分子的吸引脱离金属表面,电极因此带负电,正离子优惠在另一不活泼电极上沉积,因此两电极带相异电荷,产生电场E,电场E产生电压U,在...
答:电压和电流都是 描述 物质性质和状态的物理量。物质只有受力才能产生定向移动,电压不会产生力,让自由电子移动的力应该是电场力。自由电子移动形成电流,电压随之产生,并不是因为有电压才让自由电子移动的
答:个人认同电流的本质就是电子(离子)的定向移动。这个与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。实际上是一致的。电压增大,电阻不变(这个实际是不可能的),电流变大是参与定向移动的自由电子移动速率变快导致的。类似于一条封闭水管里面的水,只要水压(电压)不变,管径/...
答:有水位差,就会有“水压”。与之类似,电源提供电压,使电源两端有电位差,形成“电压”,从而促使自由电荷定向移动形成电流。四、电压的本质:有效的电源能在正极不断聚集正电荷,负极不断聚集负电荷,使连接电源的电路两端形成电势差,自由电荷在电场力的作用下做定向移动形成电流。自由电子定向移动 ...
答:不一定的,这要看物体中是否有“自由电子”,即物体是否是导电体。例如金属,有自由电子,是导体。两端有电压差,自由电子就会移动。如果是干木材、塑料,是绝缘体,两端有电压,电子不会移动的。
答:这是为什么呢?金属导体中自由电子定向移动速度虽然很小,但是它的“传导速度”是很大的,好像一队学生从前校门列队到后操场,没有行进命令时,都是站着不动的(相当于导线中无电流),一声令下,虽然后操场最后的那位同学可能要走很久才能到达前校门,但只要整个队列一动,马上就有学生出了前校门!(相当...
答:一个带负载(用电器)的电路没有电源时,负载两端没有电位差(电压),就没有电流流过负载。电位差是产生电流的原因。就是说,电位差导致了电子的定向移动,从而形成电流。并且,在电路中,电流正方向是从高电位指向低电位的,而电子的移动方向是从低电位流向高电位,也就是说,电流正方向与电子移动方向...
答:第一点是电子质量很小,且自由电子不受束缚。再者就是电子带电,这就是自由电子通电移动的原因。当加外电场后,如果电场的极性和电子相同,则自由电子会往原理电场的方向移动。这就是同性相斥,异性相吸。
答:而有电流就有电压这句话明显也是不准确的,只要有电荷的定向移动就会有电流,而这种移动不一定是由于电场引起的,但是有移动之后必然会造成电场的改变,但是不能说改变或者产生了电压,因为有些情况下电压这个量是毫无意义的。比如,知乎网友举出的一个例子:显像管的原理就是电子束通过初期加速,打在屏幕上形成图像,而电子...
答:电压是电路中自由电荷定向移动形成的。电流之所以能够在导线中流动,也是因为在电流中有着高电势和低电势之间的差别。这种差别叫电势差,也叫电压。换句话说。在电路中,任意两点之间的电位差称为这两点的电压。通常用字母V代表电压。电源是给用电器两端提供电压的装置。电压的大小可以用电压表(符号:V)...