电流的本质是什么

news2024/11/18 7:35:10

话说很久以前,科学发现纯靠人眼识别。有一天,泰勒斯(古希腊哲学家,被称为科学的祖师爷)一时手痒,拿着琥珀与皮毛摩擦。

 结果他发现那种半透明的小石头,居然产生了吸引小物体的魔力。

面对这个现象,老泰开始怀疑人生,但始终没整明白其中的原理。

直到16世纪,一个不务正业的英国医生吉尔伯特突然发现:琥珀和皮毛摩擦生电,关键词不是琥珀!是摩擦!

 他做了些实验,发现不只琥珀,其它玩意也能摩擦生电,比如石头界颜值担当——水晶。于是为了加以区别,吉尔伯特就在原先的基础上,给这个现象起了个正经的名字。

从此,电学研究成了热门话题,各路名人都纷纷开始追随热点。

比如德国马德堡市长盖里克,就发明了一台摩擦起电机。 

这也是人力发电的处女秀,堪称人工智能的鼻祖。

又比如,荷兰莱顿城的某个实验室,发明了一种可以存储电的装置,这就是大名鼎鼎的莱顿瓶。 

不过这些发现只是让电现象的研究变得更方便。另一个问题才真正直击大伙儿的灵魂深处:

 话说大伙直到摩擦能生电后,逮着东西,不管三七二十一,就是一顿摩擦。正当所有人都感叹这神奇魔法的时候,有个英国匠人,却发现了另一个奇怪的现象:电不仅会产生,还会传导!

斯蒂芬.格雷,英国发明家,晚年闲得无聊,专门研究电,发现了电传导现象。简单解释一下电传导:就是带电的物体通过中介把电传给另一个物体。 

这样即使不摩擦,原本不带电的物体也有了吸引力。

那些立场不坚定,给电就传导的物体,我们称之为导体;而那些不易传导,半天打不出个屁的物体,我们称之为绝缘体。为此,格雷还做了个实现:把小孩吊在空中,用摩擦过的带电玻璃棒接触小孩,发现小孩的身体也能吸引羽毛。 

 格雷就是用这种丧心病狂的方式证明了人也是导体。

而又过了几十年,在大西洋彼岸的美国有个中二大叔,根据电传导现象,做了个大胆的预测。

本杰明.富兰克林,美国物理学家,专业建国,业余搞学术,兴趣爱好是放风筝。 

富建国放风筝这事大家都很熟,但老实讲没啥依据,不过认为天上打雷和摩擦生电是一回事的,他倒是第一个。关于电的传导,建国同志是这么想的:既然电可以产生,也可以转移,那——

后来咱知道,他指的这个东西,就是电荷。咱们虽然把电荷画成狗,但人家并不是单生狗。 

 富兰克林是这么解释的:原本不带电的物体里正负电荷数量相等,维持着平衡。

但是在摩擦的时候,电荷发生了转移。 

 这与咱们现在认为的[两个物体摩擦时,容易移动的是带负电的电子]这一看法切切相反

这种转移后,电赖着不动了,就叫静电。

除此之外,前面说了,电还会在导体里传导,富建国为这个现象取了个好名字。 

当然现在对于电流,有了一个更专业的定义:电荷的定向移动就是电流。 

由于以前的人们一直以为是正电荷的定向移动产生了电流,所以把电流的方向定义为正电荷的运动方向。后来才发现实际情况恰恰相反,因为在金属导体里,代表正电荷的粒子并不能移动,真正移动并携带电能的是电子,也就是负电荷。但是很多知识已经成为体系,相互关联,牵一发而动全身,修改起来太过于麻烦,而且这种方向性的错误并不影响数学运算,所以将错就错用到现在,也就是我们工程领域里说的电流。

电流的单位是安培,1安培的物理意义为单位时间内(即1秒内)有1库伦的电子通过导体截面,2安培即单位时间内有2库伦的电子通过导体截面。

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