中国发电高速在哪里?
看到题目,就想到我的老师曾经给我们上的第一堂课,问我们“什么是电”的时候,我们班40多人,竟然没有一个人答出来(其实这个答案本身就很无语) 当然,现在这个问题已经深入我心了,这么多年一直在研究,估计也没人能真正说得清楚。我尝试着从本质的角度来解释一下。 我们知道,水往低处流是因为水要寻找势能最低的点,也就是说存在这样一种关系: 同理,电可以从高处流向低处,也就是电流之所以能够形成的根本原因是电压的存在。 但问题是我们常用的物理量单位“伏特”本质上表示的是电流强度的单位,而不是电压的单位;而“安培”是电流强度的单位。所以我们说“两个电压不同的导体之间有电压差”是没有意义的。如果非要这样定义,那么整个电路系统就要崩溃了。 所以,我们要引入新的概念——电动势。它是产生电压的原因,是电源中某种具体元件内部电压增加的极限。
根据电磁感应原理,任何闭合回路中电流强度总是为零的,所以我们可以得到如下公式 上式中左边是电荷守恒的结果,右边第一项是由于静电屏蔽作用,内部电荷不能被感知,只有第二项作为电荷传递的结果才有可能被感知到。 所以,只要有了电源和负载(用电器)就可以形成电流。但这时产生的电流可能是很小,需要扩大量级才可能观察到。 在一个简易电池中,我们假设正极电子不断向负极移动,形成电流,同时正极电荷数量逐渐减少,负级电荷逐渐增加,使左右两边异号电荷总数保持不变。然而这样的简化实际上是不太正确的。在金属导体中,由于自由电子在晶体导体内运动受到阻碍,存在阻力系数,因此金属导电过程中并不是像上面那样简单电子流动的过程。而且,在半导体和电解质溶液中,情况就更复杂了,存在离子电流和非静电力。
总之,由于现实中的电路比上述理想电路复杂很多,导致实际计算非常困难。