電線通電以後,再關閉電源,裡面的電去哪裡了?
當我們說到電的時候,其實有多種概念,所有的這些概念在日常生活裡面都往往和我們的直觀感覺是有關係的。
一個燈泡接到電路里,有多亮、能夠照耀多大的面積這是由發光的能量決定的。電燈發出來的能量,又和電壓與電流有關。
準確的描述電,要從電壓、電流和能量三個方面來講。
要產生電,必須要有電壓差,民用電的220伏電有火線有零線,如果兩根電線同時接到火線的話,這根電線裡面沒有電流會流過。
只有電器的電源插頭,一端正確的插在零線上,一端是接到火線上,才會有電流流過。
這是因為只有在火線和零線之間才會產生電壓,而這些電壓才能讓導體中產生電流,這就是我們通常意義上的電。
電壓表示每單位電荷的勢能。如果將一個電荷單位放置在某個位置,則電壓指單位電荷對於另一點具備的勢能差。
換句話說,它是在給定點處包含在電場或電路中的能量的度量。等於將電荷從一個點移到另一個點時,對每單位電荷做的功。
電壓 的單位是伏特,1伏特= 1焦耳/庫侖。伏特以發明化學電池的義大利物理學家亞歷山德羅·伏特(Alessandro Volta)的名字命名。
這個計算公式的具體含義是:當一個庫侖電荷在電位差為1伏的兩個位置之間移動時,將獲得一焦耳的勢能。
電壓的宏觀原理和水箱中的水放出來是一樣的,水箱中的水代表儲存的電荷。將水箱注滿水需要做功,水箱中的水越多,壓力就越大。
但是這個壓力是相對的,就好像一個水箱的出水管放在水箱的上部,還是放在水箱的最底下,出水的情況是不一樣的。
所以電壓要正確的形成迴路,才會有電流流出來。
人之所以會在電線上被電死,是因為發電機在發電廠的時候,有一頭是接在大地上的,相當於大地是0電壓。
電流從身體透過腳底流入大地的時候,人才會觸電。如果腳上踩的鞋絕緣性良好,就相當於把出水管的水堵住一樣,沒有電流,人也不會觸電。
從更準確的物理概念上講,電壓起源於電場強度。
電壓是每單位電荷具備的勢能,由電場強度變化的空間區域構成。電荷之所以具備勢能,是因為電場給電荷施加了力。
兩點之間的電壓差等於電場強度乘以兩點之間的距離。
這是電壓的微觀本質。
現在我們可以解釋,一段電線接通電源和關閉電源以後,裡面到底發生了什麼。
接通電源以後,電場以光速在導體內傳播,形成電子的同步運動,就是電流。
如果我們關閉電源以後,電場消失了,在導體中的電子的同步運動立刻停止,所以電流就消失了。
電流的大小和進行同步運動的電子數量有關係。
電子是電量的最小自然單位,6。24×10的18次方個電子相當於一庫侖物理單位電荷。如果一個電線每秒鐘透過一庫侖的電荷,就相當於通過了一安培的電流。
電流乘以電壓等於電源的電場一秒鐘輸出的能量,也就是功率。
一根導體電阻是固定的時候,它裡面的電流的大小和兩端的電壓差有關係。
把它形象的理解為在電壓比較高的情況下,導體內的電子同步移動的速度要快一點,所以單位時間透過電線截面積的電子數量就多,因此電流就大。
人被電死光靠電壓和電流都不行,需要足夠的能量。
火機上的點火器可以輸出幾萬伏的電壓,但是電流很小,所以人碰一下會被電一下,但是不會出事。
這裡又
和水箱裡的水是不一樣的,水箱裡面的水是可以放空的,但是導體裡面的電子是永遠放不空的。
所以
關閉電源的時候,實際上是關閉了電場,但是電流的載體電子仍然在導體裡面。
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