电流是通过导线的电子数量。我们可以说电压就是那些电子的速度吗?
电流是通过导线的电子数量。我们可以说电压就是那些电子的速度吗?
Answers:
电压是电子的速度吗?
不,这不是电子在导体中移动的速度。
电压单位是每次充电的势能:
一个例子...
想象我们有一个质量为M = 10 kg的球。
该球存在于保守的引力场(地球的引力场)中。如果我们想将其提升到1米的高度,则我们必须(以某种方式)提供X的能量,以使球具有足够的速度在其表面上方移动1m。
我们将根据动能(速度)为球提供这种能量。因此,我们将球以一定的速度向上扔,随着球的向上移动,其速度降低;并且其势能增加,直到其停止并且所有动能都转换为势能。
下图显示了质量M = 10 kg的球在海平面以上不同高度的势能量:
但是,如果我们要制作通用量表怎么办?
对于任意质量,任意高度的任何球,我们可以得到其中每1千克的能量(每质量的能量):
现在我们可以说,在海拔3米的高度上,质量X的任何物体每1千克质量的能量将等于29.4焦耳。这是由于地球的引力场。
电压,或电势,是势能(焦耳)的量,任何“带电体”的内电场将有,对于每1个库仑电荷在它的。
电压是电场的属性。
电场的行为有点像重力场。重力场中的物体被拉在一起。将一块石头放到重力场中,它会向下加速,从磁场中吸收能量。
电场与重力场不同,具有极性。将电子滴在电场中,它将朝正电荷方向加速。电子没有电压,而是带电荷的:库仑。
对电子施加多少力取决于电场的正负侧的电压以及它们之间的距离。
全部都在自由空间中。电线里面呢?那里的情况更像是一个装满球的管子,而不是自由空间。对球的一端施加力,它将球的另一端推出。向电线施加电压,电子将移动,从而将正极的电子驱除。施加的力的大小对应于施加到电线的电压。
该模型的关键是,力的传播要比传递它的球/电子快得多-不需要球/电子一直穿过,它只需要推动其邻居前进即可。
采取实时方案,
我们可以把它比喻为水。
让我们考虑一个高架水箱和一个从该高架水箱供应的水龙头。
现在,
每当打开时,自来水就会流过该水龙头。
通过的水量等于当前
在即将到来的压力下,即电压
这实际上是一个物理问题。我不认为在电气工程学科范围内可以使用一种实验方法来可靠地回答这个问题。
话虽如此,通常认为与电流相比,导体中电子流的速度实际上要慢得多。这通常被称为电子的“漂移速度”。但是,电压和电流对电子的影响几乎以光速通过导体传播。通常的比喻是充满大理石的管道。如果在管道的一端推动大理石,则即使中间的大理石都没有移动,另一端的大理石也几乎会立即受到推动。
电压是将电子推向电路周围的压力。它没有说明他们的速度。如果您使用1.5V电池并且不连接任何东西,那么即使没有电子在任何地方流动,仍然存在1.5V。
此外,电压是两点之间的压力差。您只能测量一个点和另一个点之间的电压。这就是为什么它也称为“潜在差异”的原因。
如果知道电流,导线的物理特性(尤其是导线的横截面积)以及导线的制造材料的特性(原子之间的间距以及多少原子),则可以计算平均电子速度。每个原子都有自由电子)。
不,电压不是电子通过导线的速度,而是电流(几乎)是电子。
您说,“电流是通过电线的电子数量”,但这不是很正确。电流是每单位时间通过导体的电荷(电子)量。的安培,我们的用于电流计量单位,定义为1个库仑每秒电荷。电流是比率值。
对于水管类比,电荷(库仑)类似于水的体积(加仑),电流(安培)类似于水的流速(加仑/分钟),电压类似于导致水压的水压。流。
电压不是电子的特性。电子本身就是“主体”。电压(或电位差)是传输一定电荷的“能力”。在电子学中,这种电荷通常由电子携带。更高的电压能够携带更多的电子,从而感应出更大的电流。
另一种看待它的方式是电压是电子通过从一个电势移动到另一个电势而获得或失去的电势量。这样,电压与动力学中的势能非常相似-如果我举起一个球,球的特性不会改变,但会获得势能。
如果电子是大理石,则电压就像大理石顶部的坡度高度。
这可能是一个非常高的斜坡-几英里高。可能只是小幅上升-仅几厘米。那是由电压决定的。
这里有很多很好的信息,希望可以澄清您的问题。
可以将电压视为网络中两点之间的能量差(电势差),考虑电阻两端的压降。由于电阻本身的功耗,两端的功率不同。
如果您在哪里考虑电路的电源电压(EMF,电动势),则可以认为是迫使电流通过电路的压力。
关于电子流的注释
惯例是电流从+移到-,但是电子流是从-移到+。公式等当然符合该惯例,因为通常我们不关心电子流,除非我们进入半导体材料,但是记住它们实际上是从-流向+(电子是负电荷载流子),这一点很重要。
我希望这以及其他许多评论能有所帮助。托尼