神奇的電學 青年大學習：電流的原理。

發明人的天才真是個電流 你是否想過 自己對於電流的認知都是錯誤的 什麼是電流 它是怎麼被發現的 其實這一切都源於1820年安培發現的電磁學 此前人們對電的瞭解非常有限 他們知道閃電是電 通過摩擦玻璃棒 可以吸收稻草和紙片是電 兩種金屬在導電液體中也能產生電 直到意大利人福特發明了電池 人們纔開始接觸和應用電 在這個時期磁鐵的運用就比較成熟了 當時的歐洲已經比照中國四南做出了指南針 但是他們並沒有將電和磁鐵聯繫在一起 1819年丹麥物理學家奧斯特將連接福特電池的導線靠近指南針 因爲發現指南針發生了偏轉 一開電線則指針復原 隨後在1820年9月11日的巴黎 物理學家安培看到了這個實驗 僅僅用了兩週半 他就提出了磁鐵中存在電流的基本假設 並當衆宣佈在忽略地球磁性的情況下 指南針將垂直於導線 他用實驗描述了導體之間的電動力 並且發現磁針偏離的程度與電路中導線的距離無關 這個特性作爲一種量 就是我們現在所說的電流 利用這個理論 安培隨後發明了電報機 並根據電磁原理製作出發電機的雛形 時間來到1881年 世界電工協會將電流的國際單位命名爲安培 以此向他致敬 那到底什麼是電流呢 通俗地講 電流就是電荷在導體中有序運動的流量 我們把眼前這根塑料管比作導線 鋼珠則是導體中的電子 在沒有外力的情況下 導線內的電子是不會流動的 此時我們藉助外力塞入一顆鋼珠 其產生的推力就會迫使管道內的鋼珠向前移動一步 從而產生了電流 用一個最簡單的電路做例子 它僅由電池、開關、燈泡以及導線四部分組成 電池爲電路提供電流 通過導線和開關連接燈泡 使其發光發熱 在這個過程中 導線內部傳輸電能的小球球叫做電子 它會從電池的負極出發 通過燈泡和開關最終回到正極 沒錯 電子流動的方向就是負極到正極 那爲什麼小時候老師告訴我們 電流的方向是從正極流向負極呢 這源於很多年前 本傑明·富蘭克林起出的理論 電是一種看不見的流體 在一次試驗中 他用布對玻璃棒進行瘋狂的摩擦練習 沒成想卻被玻璃棒跌了手 富蘭克林認爲 布在摩擦的過程中 將大量的正電荷射入了玻璃棒 使其帶正電 而左手因爲正電荷少就變成了負電 當兩者接觸時 過剩的正電荷鑽入他的手中 狠狠地將它電了一下 從此以後 富蘭克林就提出了電的運動方向 是從正極流向負極的說法 而且這個理論被一直沿用至今 也被稱作常規電流 其實早在1897年 英國物理學家約瑟夫·湯姆遜 就通過真空管陰極射線實驗 推翻了這個理論 他在真空管中安裝了兩塊金屬板電極 通電後會出現一道軌跡非常奇怪的射線 因爲這條射線的方向 是從負極出發傳入正極 這與富蘭克林提出的理論截然相反 而且當我們用一塊磁鐵去接近它時 射線的方向就會受到干擾 隨後湯姆森教授給玻璃管上下兩端 又加了兩個電極 上端連接正電 下端連接負電 當電路接通的瞬間 真空管中的射線會立即向正極偏轉 根據同性電荷相斥 異性電荷相吸的基本原理 我們可以得出 這個射線肯定是由帶負電的微小粒子組成 而這些微小的粒子就是電子 後來我們把這種電流叫做電子流 此時有老鐵會問 既然知道錯了 爲啥不改正呢 其實這個錯誤並不影響電學的發展 所以爲了避免重新定義 已經建立的電學理論與公式 我們也就沒有改變電流的方向 瞭解完電流的原理與定義 接下來再說說怎麼計算電流值 這裏我們把電池和電流的關係比作水泵和水管 管道中流動的水就是電子 由於每秒穿過管體的水量稱爲流量 那麼每秒穿過電路的電荷量就是電流量 物理學中 我們規定一安代表一秒鐘通過電路某點的電量爲一昆 舉個例子 一個電路在三秒的時間裏流過了六昆電荷的電子 那麼它的電流值就是六除以三等於二安培 怎麼樣 簡單不 但你知道一昆的電荷代表多少電子嗎 美國物理學家羅伯特·米利根通過遊笛實驗計算出 一個電子攜帶的電荷量爲負的1.6乘以10的負19次方昆 那麼通過計算得出 一安就代表每秒鐘有六千萬億個電子通過電路 你就說多不多吧 好了 這次關於電路中電壓電流電阻三人的知識 已全部講解完畢 喜歡的老鐵們可以給我一鍵三連 下課