发电机里面的电子为何一直用不完?为何会一直发出电子?

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我们日常生活中早已经离不开电能 , 初中物理已经告诉我们 , 电能其实就是电子的移动产生的 , 那么很多人肯定会问 , 为何发电机里的电子一直用不完呢?
其实我们没有必要把电能想得太神秘 , 它只是看不见摸不着而已 , 事实上与水流有很多相似之处 。
比如说 , 在一个闭合的水路系统里 , 在水泵的作用下 , 水一直在循环 , 在这个过程中 , 水分子丝毫没有任何减少 。 因为这些水分子并不是来自水泵 , 而是本来就有 , 就存在水路当中 。
而发电机其实就相当于水泵 , 它本身并不产生任何电子 , 所有的电子都来自于导线里面 , 发电机只是给了电子一个驱动力罢了 , 就像水泵驱动水分子那样 。
用比较专业的术语来讲就是 , 发动机只提供了一个电势能 , 在电势能的作用下 , 电子就会在导线中流动 , 从而产生电流 。
电子在流动的过程中是不会减少的 , 就像水分子不会减少那样 , 而在直流电路中 , 电子就是在正负极之间来回流动 , 所以无论如何电子是用不完的 。
更深入地探索下去 , 其实发电机的基本原理是法拉第电磁感应定律 , 上物理课时我们都学过 , 但是很多人早已忘记了 。
简单说就是这样的 , 发电机就是磁场加导体的组合结构 , 导体通过外力在磁场中运动 , 切割磁感线 , 从而产生电动能 , 本质上就是电子受到了洛伦兹力的作用 。
最后说一点 , 电流的传播速度非常快 , 达到光速 。 但从微观上来讲 , 电子的移动速度远没有那么快 , 甚至说非常慢 , 每秒钟只能移动几厘米 , 比光速差远了 。
那么为何电流的速度能达到光速呢?
简单讲 , 因为电场的速度是光速 , 在打开电源瞬间 , 导体中就建立了电场 , 所有的电子在电场的作用下开始移动 。
所以 , 电流的速度本质上来讲其实是电场的速度 , 并不是电子的移动速度 。
还用水流来举个形象的例子 , 假设有一根一千米长的水管 , 当你在家打开水龙头的那可以 , 就有自来水流出来 , 流出来的自来水并不是一千米外的水 , 而是水龙头附近的水 , 在你打开水龙头的一瞬间 , 水管中所有的水都会移动 。
【发电机里面的电子为何一直用不完?为何会一直发出电子?】而电流的速度 , 其实就是水压的传递速度 , 并不是水的流动速度 。
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