电是发电机里面电子以光速流出来的吗怎么总也流不完？

我们知道，统统物质基本单元都是原子，也便是由原子组成，而原子又是由原子核和核外电子组成。

但有些物质并不能够传输电流，比如木头、塑料等。
这是为什么呢？

由于物质分为导电物质和不导电物质，也便是导体和非导体。

导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质，金属便是最常见的导体。
这是由于金属原子最外层的价电子很随意马虎解脱原子核束缚，成为自由电子，这些自由电子在金属里面浓度很大，电导率就大。

金属和石墨中的自由电子浓度达到10^22个/cm，因此电阻率很小，只有10^18m旁边，电导率就很大。

因此，发电机及其电力传输导线并不是什么物质都能够做到的，只有金属石墨才能够担当此任。

金属里可以自由移动的带电粒子，称为载流子，在外电场的浸染下，做定向移动，就会形成明显的电流。

人类对“电”的探索。

“电”是一个很神奇的东西，人类对“电”的最早认识是闪电。

古代人们就对闪电充满了好奇，中国神话中就有雷公和电母的传说，对这种神秘巨大力量充满了敬畏。

古希腊和古印度、阿拉伯都对这种征象有一些研究，但都勾留在文化层面。
一贯到1600年，英国女皇伊丽莎白的皇家年夜夫威廉吉尔伯特，才把“电”纳入了科学研究的轨道，开始进行了一些电磁方面的初步探索。
他留下的《论磁石》一书，被认为是最早涉及电磁理论的科学著作。

1752年，本杰明富兰克林就通过鹞子引雷电，证明了闪电是电的一种征象，后来他又创造了电荷守恒定律。
电磁研究正式走上了科学轨道。

后来又有许多科学家创造了电的一些特性，如库仑定律、伏打电堆（伏特）、安培等等，这些创造都因此科学家的名字命名，一贯沿用至今。

1831年，英国物理学家、化学家迈克尔法拉第创造了磁与电之间相互联系和转化关系，磁场的变革会天生电场，创造了电磁感应和感应电流。

这位仅上过小学，通过刻苦自学成才的伟大科学家，取得了电力场理论的关键性打破，从而改变了天下，让人类从阴郁中走向光明。

1865年，伟大的科学家詹姆斯麦克斯韦在继续法拉第研究的根本上，将电磁学加以整合，提出了麦克斯韦方程组，推导出电磁波方程，其打算出来的电磁波速率与光速相等，因此大胆预测光波便是电磁波。

麦克斯韦将电学、磁学与光学统合成一种理论，从此光电的研究发达发展起来，一大批科学家的创造和发明，让全体天下文明走向完备改变。

现在我们来说说电是怎么发出来的。

电磁理论见告我们，当一个导体对磁力线进行切割时，就会产生电流。

电磁感应征象产生的条件有两点：1、闭合电路；2、穿过闭合电路的磁通量发生变革。

这二者缺一不可。

法拉第根据自己创造的这个额理论，发明出人类第一台圆盘发电机

切割的方法有两种，一种是导体闭合，导体不动，穿过导体环的磁通变革；另一种是磁场不变，导体相对磁场运动。
这两种变革都是通过切割磁力线得到电流。

发电机是根据第二种办法运行得到电流的。
发电机由定子和转子结合而成，定子中产生磁场，转子在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生了感应电势差，通过接线端子引出，接通回路，就产生了电流。

电势差便是电流的压力差，普通的说法便是电压。

由于在闭合电路中，正负极产生电势差，电荷就会在两端流动起来。

电势差（电压差）的定义：

电荷q在电场中从A点移动到B点，电场力所做的功WAB与电荷量q的比值，叫做AB两点间的电势差（AB两点间的电势之差，也称为电位差），用UAB表示，则有公式：

WAB=WAB/q

式中，WAB为电场力所做的功，q为电荷量。

​若闭合电路为一个N匝的线圈电动势能可用公式表达为: =N/t（t→0）

式中， 为产生的感应电动势，单位为V（伏特，简称伏）；N为线圈匝数，为磁通量变革量，单位Wb（韦伯） ，t为发生变革所用韶光，单位为s（秒）。

这是最主要的两个关键点。

先说说“闭合电路”。

没有这个“闭合”就发不出电来。
也便是发电机发出的电经由导体必须有一个回路回到发电机里面，形成闭环，电流才能够形成。

这里说的导体便是前面说的金属导线，发电便是通过电磁感应驱动到导线里的自由电子流动。
发电机发电是通过发电机发出的电场，通过导线，让电流循环流动。

这也是我们在接驳电器时，须要对接火线和零线，火线便是流过来的电，零线便是回路回到发电机。

即便用电池也是这个道理。

电子的流动并不是真的流向了远方，而是一个个电子进行“接力赛”，将电流一个个运载通报下去，然后通过回路传回发电机。

因此发电机发电不是把自己里面的电子流出去，不存流得完流不完的问题。

那么磁通量变革又是怎么一回事呢？

磁通量是表示磁场分布情形的物理量。

设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通（Magnetic Flux）。
标量，符号“”。

=BS，适用条件是B与S

在磁场与平面不垂直的情形下磁通量打算公式

平面垂直。
如图，当S与B的垂面存在夹角时，=BScos。

普通的说，便是一根具有闭合电路的导线切割磁力线，就会发生磁通量的变革，磁通量变革产生电势差。

这是由于闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的话，导体中的电子就会受到洛伦兹力，洛伦兹力属于非静电力，能引起电势差，从而产生电流。

电势差产生电场，以光速到达导体两端，驱动电子定向移动，运送电流。

那么电流光速传输是怎么回事？

发电机形成闭路的电势能一旦形成，就以电场办法光速到达导线的两端，以光速启动电流流动，因此表现出电流速率相称光速。

我们还可以想象自来水龙头，一打开龙头，就有水流出。
但这个水不是刚从自来水厂流过来的，而是在水管里积存着的。

导体也是这样，一旦电磁场涌现，积存在导线里的电子就开始通报电流。
当然电磁场通报速率是光速，而自来水只是机器力速率，水压通报速率为水中声速，每秒约1500米。

把稳，这里说的是电场以光速到达用户，而不是发电机发出的电子直接“刷”的一下就光速到达用户，也不是电子一个个“接力赛”这么快的到达用户。

电场一旦光速启动，电场范围的电子就会闻风而动，电流的通报就开始了，在光速范围内，所有的电子同时启动，觉得就像是电子通报达到了光速。

实在电子的定向流动是很慢的，每秒才0.1毫米，比龟速还慢。

但在电场里，它是瞬时在一个光速范围启动的。

理论上我们可以理解为，在电磁波的通报过程中，电子并没有真正的移动，而是在全体回路中形成一个矩阵，这个矩阵由于电势差而有确定的方向，即定向移动。
这种移动实际上是在原位置上的震撼，在这种震撼中向一个方向通报电流。

何谓电场？

电场是一种分外物质，它不是由分子或原子组成，但客不雅观存在于电荷即变革磁场周围空间里，是一种分外物质，这种物质具有能量和力的属性。

电场对放入个中的电荷做功，这种力称为电场力。

打算电场力的公式为：F=qE

个中F为电场对点电荷的浸染力，q为点电荷的带电量，E为场强。

电场的传播速率在真空中约光速，电的传播速率实际上便是指电场的速率，而不是电子的速率，有人也把这种速率称为电旗子暗记。

“电”传播过程为：电路没有接通前，金属导线中虽然各处都有自由电子，但由于导线内无电场，自由电子只会做无规则热运动而没有定向运动，导线中就不会有电流发生，全体导线就处于静电平衡状态。

当电路一接通，电场就会急速以光速通报场源变革信息，使电路各处的导线中迅速建立起电场，电场立即推动光速笼罩范围的自由电子做定向漂移运动，形成电流。

因此，一个电源发出的电流，在任意方向只要打开开关，险些同一时候，都能通电。

而电场的产生，便是由于导体的两端存在电势差，也便是电压，而电源的浸染便是为了保持导体两端电压，从而使电路中有持续的电场力，确保电流的持续。

无论是发电机还是电池的供电形式，都具备这种性子。

在现实生活中，并不是所有的用电都是从发电机直接运送到终端用户，根据用户需求不同和为了减少线损，还须要经由变压、增压、减压等过程。

结论：电流不是发电机里面电子流出，而是电场力使导体里的自由电子定向移动，电子在个中只起到“搬运工”的浸染；而这个“搬运工”只是通过震撼来回通报能量，作闭环运动，并没有本色性移动；只要电场存在，“电子”就永久流不完。

电流达到光速，不是电子移动速率多快，而是电场通报速率达到光速，电场力驱动电流达到光速。

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