電流形成的條件

電流形成的條件

　　一般規定正電荷移動的方向為電流的正方向，那么你知道電流形成的條件是什么嗎?學習啦小編在此整理了電流形成的條件介紹，供大家參閱，希望大家在閱讀過程中有所收獲!

　　電流形成的條件介紹

　　電荷的定向移動產生電流，不論是正電荷(陽離子，半導體中的空穴)還是負電荷(陰離子，電子)。導電的是金屬或者半導體器件的話原子是不會發生化學變化的，因為失去了的電子還會從別的地方補回來。 但是如果導電的是離子，那么離子在電極處是會電離成原子而附著在電極上的，發生化學變化。

　　正電荷也會移動的，最容易想象的就是陽離子，在導電溶液中移動。規定正電荷移動方向為電流方向是因為方便，如計算的時候你把負電荷代入計算就得到負值，可知電流方向是與負電荷移動方向是反向的。

　　在電磁學里， 稱帶有電荷的物質為“帶電物質”。兩個帶電物質之間會互相施加作用力于對方，也會感受到對方施加的作用力，所涉及的作用力遵守庫侖定律。電荷分為兩種，“正電荷”與“負電荷”。帶有正電荷的物質稱為“帶正電”;帶有負電荷的物質稱為“帶負電”。假若兩個物質都帶有正電或都帶有負電，則稱這兩個物質“同電性”，否則稱這兩個物質“異電性”。兩個同電性物質會相互感受到對方施加的排斥力;兩個異電性物質會相互感受到對方施加的吸引力。

　　電荷是許多次原子粒子所擁有的一種基本守恒性質。稱帶有電荷的粒子為“帶電粒子”。靜止的帶電粒子會產生電場，移動中的帶電粒子會產生電磁場，帶電粒子也會被電磁場所影響。一個帶電粒子與電磁場之間的相互作用稱為電磁力或電磁相互作用。這是四種基本相互作用中的一種。

　　電池提供電壓，這點沒有疑問。在電源電壓之下，導體內產生電場，電荷在電場的作用下移動，形成電流。但是電流要持續，那么電池必須提供電子，否則導線內的電子都跑光了!但是導線中的電子又跑到哪里去了呢?毫無疑問跑到電源去了。所以電子從電源跑出來又跑回到電源去，電路斷開后導線不帶電，可見導線的電子沒加沒減，那么電池的電子也必然沒多沒少。所以電池不提供電子不消耗電子。電池只提供電壓。

　　兩點間電場強度的線積分。電壓代表電場力對單位正電荷由場中一點移動到另一點所做的功。在國際單位制中其主單位為伏[特](V)。電壓的定義式為Uab=∫(b,a)Edl。式中Uab代表a點與b點之間的電壓，E 為電場強度，dl為積分路徑上的線元。如果上式為正值，則Uab為自a到b的電壓降落(簡稱壓降);若上式為負值，則Uab為電壓升高(簡稱壓升)。

　　在一靜電場中，每一點對指定的參考點有一定的電位，兩點之間的電壓就是它們的電位差。即Uab=φa-φb。式中φa、φb分別為a點和b點的電位。兩點間的電壓或電位差與電位參考點的選擇無關。

　　在時變電磁場中，電場不僅有庫侖定律所描述的庫侖電場，還有由電磁感應所產生的感應電場。感應電場的路積分值因路徑而異，即兩點間沿不同路徑可以有不同電壓。電工設備中一種絕緣結構通常只能承受小于某規定數值的電壓，否則將導致絕緣擊穿而損壞。在導體中的電流密度隨著電場強度的增加而變大。若電壓過高將使溫度急劇升高亦可能造成損壞。反之，電壓不足又使設備不能正常運行甚至造成事故。

　　電流的焦耳定律

　　焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。內容是：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比。焦耳定律數學表達式：Q=I^2R*t(適用于所有電路);對于純電阻電路可推導出：Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U^2/R)t

　　焦耳定律規定：電流通過導體所產生的熱量和導體的電阻成正比，和通過導體的電流的平方成正比，和通電時間成正比。該定律是英國科學家焦耳于1841年發現的。焦耳定律是一個實驗定律，它可以對任何導體來適用，范圍很廣，所有的電路都能使用。遇到電流熱效應的問題時，例如要計算電流通過某一電路時放出熱量;比較某段電路或導體放出熱量的多少，即從電流熱效應角度考慮對電路的要求時，都可以使用焦耳定律。

　　從焦耳定律公式可知，電流通過導體產生的熱量跟電流強度的平方成正比、跟導體的電阻成正比、跟通電時間成正比。若電流做的功全部用來產生熱量。即W=UIt。根據歐姆定律，有W=I²Rt。

　　需要說明的是W=(U^2/R)t是從歐姆定律推導出來的，只能在電流所做功將電能全部轉化為熱能的條件下才成立(純電阻電路)。例如對電爐、電烙鐵這類用電器，這兩公式和焦耳定律才是等效的。

　　使用焦耳定律公式進行計算時，公式中的各物理量要對應于同一導體或同一段電路，與歐姆定律使用時的對應關系相同。當題目中出現幾個物理量時，應將它們加上角碼，以示區別。

　　注意：W=I²Rt=Pt適用于所有電路，而W=UIt=(U^2/R)t只用于純電阻電路(全部用于發熱)。