电势,为什么可以在金属导体中,传递?
在导线中,原子核是无法定向运动的,原子核始终在原子的中心。导电的只能是游离于原子(离子)之外的自由电子。自由电子通常是做无规则热运动的,在产生电流时,自由电子在热运动的同时附加一个定向运动,这个定向运动的方向与电流的方向正好相反。至于金属导线为什么会产生电流,关键是在导体的两端有一定的电势差(电压),这样在导体内建立了一个电场,这个电场将推动自由电子做定向运动而产生电流。
关于金属导体导电,经典导电理论认为,是由于金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子,这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流。1 金属原子的核外电子所有的原子均由原子核与绕核运动的核外电子构成,原子核外电子绕核运动所需的向心力由原子核与电子之间的库仑电场力提供,众多的核外电子在原子核外距核不同距离的轨道上运动,距核最近的电子,受原子核的作用力最大,电子的总能量最低,而距核最远的最外层电子,受原子核的束缚力最小,电子的势能最大,总能量最大。这最外层电子由于受束缚最小,所以它经常受邻近原子的干扰,而绕邻近原子核运动。金属原子之间就是依据这种外层电子干扰后的互绕运动形成的作用力而结合成金属体的。由于这种结合力非常小,所以金属有柔软、加热易产生形变等特点。2 洛仑兹力(或感应电场力)作用下的金属导体如果金属导体在磁场中作切割磁感线运动,则导体内部核外电子受到洛仑兹力的作用,并在这种作用下原子发生极化,产生了原子极化电动势。但不管洛仑兹力多大,它也不能对电子做功,增加电子动能,使它脱离原子核束缚,并使电子在脱离原子核束缚后,继续对它做功,在力的方向上发生加速运动形成电流。3 电压分配电场力作用下的金属导体如果金属导体两端加上一个电压,使导体内部形成一个电压分配电场,则导体内部的核外层电子在绕核运动时该受电压分配电场力的作用,该电场力对电子做了正功,使电子动能增加,有了足够的能量克服核的束缚,到了核外,变为自由电子因为原子核外电子中只有最外层电子的能量最大,要形成自由电子需克服核引力做功最小,所以,一般情况下,在导体两端加上电压,也只有最外层电子能够脱离原子核,变成自由电子。最外层电子脱离原子核的束缚需对其做功最小。形成电流后的自由电子实际也是不自由的,一方面它受到了电压分配电场力的作用,并在电场力的方向上运动,另一方面在运动过程中,并非通行无阻。原子内外空间,对于一个非常微小的电子而言,可以说是相当广阔的,原子核就好像宇宙空间的恒星,而自由电子就像在宇宙空间飞行一颗小流星,这个比喻也不是很恰当,因为流星在太空中飞行可能不会使到其他物体的阻力,但自由电子却会受阻力,这是因为原子核外的空间并不是什么也没有,而是还绕行着内层电子,而且这些金属的内层电子的数量要远比形成自由电子的最外层电子多得多,我们不妨把这些原子的内层电子形成的屏障称为电子云气。电子云气带有负电,自由电子也带负电,所以,自由电子要在电子云气中穿梭形成电流,必然受到电子云气的阻力作用。在稳定电流形成后,如果把导体两端的电压突然撤去,导体内部电场消失,自由电子失去了电场力的作用,作用在它上的只有阻力,于是电子作减速运动,速度很快减小为零。而后在原子核的引力的作用下,重新回到原子核外层相应的轨道上作绕核运动。4 欧姆定律与电阻定律在电流流动过程中,由于电子云气对自由电子的阻力,对电流的流动形成了一定的阻碍,也就产生了导体的电阻。必须说明的是,自由电子在运动过程中受到的阻力并不等于导体的电阻,自由电子受到阻力大,并不意味着导体的电阻大,反之,导体的电阻大,也同样不等于说自由电子定向移动时受的阻力就大。5 能量转化与焦耳定律当导体两端刚加上电压,电场力对原子核最外层电子做正功,以克服原子核的束缚力,但由于电场力克服原子核的束缚力做功远远小于电流长期流动克服电子云气阻力做的功,所以,克服原子核束缚所做的功是十分微小,可以忽略的。自由电子在加速过程中,电场力也对其做了正功,但也因为电子加速时间非常短,运动位移非常小(这里不作论述),所以,电场力做也非常小,也可以忽略。所以自由电子形成电流后,电场主要能量损耗在于克服电子云气做功。6 通电导体在磁场中运动上面分析中电流通过导体时只克服电子云气做功,电子云气对自由电子的阻碍表现为电阻,所以这样导体称为纯电阻导体,电路中只有纯电阻导体的电路称为纯电阻电路。由以上各式可知,纯电阻电路把电功转化为热能。但是,通电导体在磁场中会受到磁场力(安培力)的作用, ,在此力作用下,导体开始加速运动,切割磁感线,使导体内原子发生极化,产生极化电动势,导体两端感应电动势形成,会在其他外部导体部分产生一个电场,对流过的自由电子产生阻力,为了克服该阻力,电流遂在导体内部产生了一个与电流方向相同的电压分配电场,使该电场与感应电动势产生的电场相抵消,因此保持了电流的稳定,也在导体两端产生了电压,该电压大小正好与感应电动势相等,方向相反。这样电压分配电场力要克服感应电动势产生的阻力做功,消耗电能,这些能量转化为安培力对外界做功,以机械能形式出现。如果放入磁场中的导体不是理想导体,那么,电场力不但要克服感应电动势而做功,而且克服电子云气的阻力而做功,所以,电能有一部分转化为机械能形式,也有一部分转化为热能。7电流流通后的电源在电源内要形成电流,除了要使外层电子克服原子核的束缚外,同样需要克服电子云气阻力做功,非静电没有这样的功能,所以,必须在电源内产生一个由电源负极指向正极的电压分配电场,外层电子就是在这个电场力的作用形成电流,并在电源内部产生电压降,该电压降电源负极电位高于正极电位,即方向从负极指正极,与电源电动势方向相反。
电势为什么可以在金属导体中传递,因为金属元素的原子核对核外电子的束缚作用小,电子容易摆脱原子核的束缚成为自由电子,即金属导体中可以传递电动势。这是因为金属导体首先传导的是电场,电场以光速传播,在金属的两端就会产生电势,电势(能)则是电子运动的能量来源。
自由电子通常是做无规则热运动的,在产生电流时,自由电子在热运动的同时附加一个定向运动,这个定向运动的方向与电流的方向正好相反。
这说明金属导体对于电势来说,金属导体对他的阻力小,金属导体中的也存在一定的自由电子,可以在电势的作用下形成电流。
金属元素的原子核对核外电子的束缚作用小,电子容易摆脱原子核的束缚成为自由电子,即金属导体中的载流子是带负荷电子.所以在电动势的作用下,金属导体中定向流动的是负电荷.
为什么在国际局势紧张或着国家动荡的时候,金银可以取代纸币?
事实上,如果把当时的欧洲看作是相对孤立的整体的话,也就是说,假如掠夺来的黄金主要只在欧洲内部使用,那么这些黄金对于欧洲来说,谈不上什么原始资本积累,而只是相当于货币扩张而已。简单地说,欧洲黄金的增多,就跟今天的多印钞票一样,轻度的黄金扩张可以刺激经济,而过分的黄金扩张只会让经济发疯。
股票跌黄金涨为什么
这主要是因为投资者一直将黄金视为相对安全的避险资产。在股市的下跌趋势中,许多投资者将资金转移到黄金市场,为其价格的上涨提供了支持。除此之外,在全球经济不稳定的背景下,投资者对于黄金的需求也逐渐增加,因为他们认为它是一种能够在市场动荡中保值的稳健资产。2. 股票跌势暴露出的市场不确定性 ...
陈情令:金光瑶几乎杀完了自己的亲人,为何独独留下了金凌?
第一个原因就是为了堵住天下悠悠之口,金光瑶为人非常有心计,处世更是八面玲珑,他甚至自己登上宗主之位后金氏子弟死伤太多,若是自己还对金凌这个幼小的孩童下手的话,难免会招来天下人的非议,虽然自己不见得怕这些争议,但是却还是尽量能少些麻烦更好。再加上尚在襁褓中的金凌对自己尚构不成威胁,...
为什么黄金会上涨
黄金价格上涨的原因主要源于其作为避险资产的特性,以及全球经济形势、货币政策和市场需求等多方面因素的影响。首先,黄金通常被视为一种避险资产。在全球经济不稳定或金融市场波动加剧时,投资者往往会转向黄金等相对稳定的资产以保值增值。例如,在经济衰退或股市下跌时,黄金价格往往会上涨,因为投资者在寻求...
在和平盛世,该选择黄金还是地产作为投资呢?
黄金在投资中是非常稳定的一种货币,其实我们如果投资黄金的话,那么每年都会有稳定的增长,如果你把最近十几年黄金增长的价值估算一下的话,明显要比地产强的很多,而且黄金不会贬值,基本上会一直稳定下去,这对于一个人来说是非常好的事情。黄金在和平年代会一直价格稳定上升,这才是最大的优势。
为什么各国把黄金储备在美国
二战后美国建立了布雷顿森林体系,规定美元是和黄金直接挂钩的,所有国家都可以以规定的比率兑换黄金。为了兑换方便,减少长距离运输风险,同时也为了避免国际金市实时波动带来的风险,很多国家都直接在美国的黄金中心进行交易。随着之后这个体系已经此外,黄金摆放在美国还有一个好处是:安全。将一部分黄金囤积在...
为什么有60多个国家把黄金储备存放在美国曼哈顿的金库里(包括中国...
至于中国黄金送到美国的原因则极为特殊,上世纪80年代末,美国为首的西方世界扬言联合制裁中国,也就是经济封锁。中国一旦遭受经济封锁,面向出口的经济将会迅速崩溃,整个经济体系将会彻底垮台,这是国家政府所无法承受的。就只能跟美国进行谈判,以尽可能地免除经济封锁。具体的谈判内容无人可知,但结果就是...
“金兵过万,势不可挡”究竟指的是金国哪支军队,铁浮屠,拐子马?
金兵过万,势不可挡,这句可以说是金国的军队只要超过万人,就没有人能够挡住他们的进攻!所以说金国的队伍实力是非常强大的,让人闻风丧胆!但是这两句话真正指的并不是英勇无比的战士,其实这两句话指的女真,早期的一种政策:猛安谋克!有了这种政策能抵过战场上,上万的精兵!铁浮屠是一种重装...
黄金投资的优势
风险的大小不在于投资项目本身的风险大小,而在于风险控制能力的大小。黄金及投资是属于一般来讲风险比较大的投资,就是所谓的高利润伴随着高风险,但是这个行业的投资风险是完全可以控制的,我们会用严格的资金管理方式来控制风险。利润预测及计算:国际黄金保证金投资,以投资标准金额1000美金,实际操作放大60...
为什么黄金是避险资产
1、避险货币也叫保值货币,指不易受政治、战争、市场波动等因素影响,最大限度地避开上述风险。比较稳定,不易贬值的货币。2、自古以来,黄金就是一种稀缺且珍贵资源,可以换其他物品和财富的一般等价物,并且黄金的价值一直比较稳定,所以黄金是避险资产。3、而二战以后,美元开始成为国际支付货币,成为...
龙竖奇迪: 你们老师说反了...是Zn的电势比Cu低,所以电子才会从Zn流向Cu. 当把金属浸入其盐溶液时,则会出现二种倾向:一种是金属表面的原子因热运动和受极性水分子的作用以离子形式进入溶液(金属越活泼或溶液中金属离子的浓度越小,这种倾向...
罗湖区18551951866: 电磁波可以沿金属导线传播么?传播方式是什么? - ?
龙竖奇迪: 电磁波可以沿金属导线传播,电流就是电磁波在金属导线传播的现象,速度同光速.对传播方式的解释: 高中物理书介绍,电荷的定向移动形成电流.要形成电流,首先要有自由移动的电荷——自由电荷.金属中的自由电子,酸、碱、盐的水...
罗湖区18551951866: 电是如何传输的? - ?
龙竖奇迪: “电”的传播过程大致是这样的:电路接通以前,金属导线中虽然各处都有自由电子,但导线内并无电场,整个导线处于静电平衡状态,自由电子只做无规则的热运动而没有定向运动,当然导线中也没有电流. 当电路一接通,电场就会把场源变...
罗湖区18551951866: 电流通过导线时电势为什么不变 - ?
龙竖奇迪: 一般导线的电阻是不计的,所以导线2端不存在电势差,因此我们说电势不变.电路中的电场和3-1第一章的静电场是有区别的. 电荷在电场力的作用下定向移动,沿着电场线电势是降低,这是针对空间电场而言的,但是恒定电流所产生的电场在金属导线中,金属导线是实体,电荷是可以持续流动的,而且还有电源的作用. 在电源的作用下,正电荷不停的被运到正极,负电荷被运到负极. 如果导线有电阻的话,根据欧姆定律,会有电压降,所以电势会越来越低
罗湖区18551951866: 为什么串联电路电流处处相等,并联电压相等.从微观角度解释一下? - ?
龙竖奇迪: 电流是电荷流,不一致会出现电容那样的情况,这只会在电容里出现,其它不会出现;如果并联电压有一点不等,会自动更多流向低电压,也就相等了.
罗湖区18551951866: 电流是什么在移动 - ?
龙竖奇迪: 电流不是电子的移动 方悟 2005.2.14 电流是电荷的定向运动,在电场力作用下能作定向运动的带电粒子称载流子,电流就是载流子在电场力作用下的定向运动.金属导体中的载流子是自由电子,金属导体中的电流就是自由电子的流动,以上是物...
罗湖区18551951866: 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 - ?
龙竖奇迪: 所谓的高低电势就是电位差或者电压差,一个电池的正负极就存在电压差.
罗湖区18551951866: 金属导体插入电解质溶液中是如何产生电势的? - ?
龙竖奇迪: 以锌铜板在硫酸溶液中为例,锌失电子,进入溶液,带正电荷,这个反应不停的进行,锌离子在金属导体周围,金属导体上有电子,形成一对对电偶极子,这个反应会一直进行到电场大到锌不再进入溶液,这样就形成了一个类似电容器的东西,电势也就会有
罗湖区18551951866: 导体导电原理 - ?
龙竖奇迪: 那么我想问你你所谓的正电到底是什么呢?是正离子吗?在电路中,参与导电的是电子,所谓导电,实际上是电子的定向移动,根本不存在正离子的移动,你说导正电、负电,本身理解上就有错误,导电无所谓导正电还是导负电,最多只是因为...
罗湖区18551951866: 处在电场内的导体内部为什么有电势 - ?
龙竖奇迪: 导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态叫做静电平衡状态 均匀导体达到静电平衡的条件是导体内部的合场强处处为零. 导体的特点是它具有可以自由移动的电荷,这些自由电荷在电场中受力后会做定向运动,而“静电平衡”指的是导体中的自由电荷所受的力达到平衡而不再做定向运动的状态. 静电平衡内部电场的特点:处于静电平衡状态得导体其合场强为零. 处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面.地球是一个极大的导体,可以认为处于静电平衡状态,所以它是一个等势体.