電是如何工作的

電是怎么工作的。在這篇文章中，我們將學(xué)習(xí)根據(jù)經(jīng)典理論電是如何工作的基本概念。我們將討論原子、電子、質(zhì)子、中子，然后討論導(dǎo)體和絕緣體、電線和電纜、電路、電壓和電壓、電流和安培、電阻、電阻和歐姆、感應(yīng)和電感、變壓器、電容器，最后是交流和直流電能之間的差異。在進(jìn)入更先進(jìn)的電氣和電子工程領(lǐng)域之前，為了理解電是如何工作的，這些都是需要掌握的基本知識(shí)。需要關(guān)于這個(gè)主題的視頻，可以在評(píng)論區(qū)留言。

原子、中子、質(zhì)子和原子核

一切都是由原子構(gòu)成的，包括你！不同的材料有不同類型的原子。原子的中心是原子核，原子核內(nèi)有兩個(gè)被稱為中子和質(zhì)子的粒子。中子沒有電荷，但質(zhì)子有正電荷。

圍繞著原子核的是不同的軌道外殼層，它們就像另一種被稱為電子的粒子的飛行路徑。電子在這些路徑上的傳播很像圍繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，只是電子的速度幾乎是光速。

中子的負(fù)電荷被質(zhì)子的正電荷吸引，正電荷使電子保持在軌道上。每個(gè)軌道殼層可以容納一定數(shù)量的電子。一個(gè)原子擁有的質(zhì)子、中子和電子的數(shù)量告訴我們它是哪種材料，每種材料的組合都是獨(dú)一無二的。

自由電子原子

原子緊緊地抓住它們的電子，但有些材料會(huì)比其他材料更緊地抓住它們的電子。最外層的軌道殼層被稱為帷幔殼層，在這個(gè)殼層中，一些物質(zhì)會(huì)有松散束縛的電子，這些電子可以漂浮到其他原子上。

導(dǎo)體和絕緣體

能通過電子的材料被稱為“導(dǎo)體”，意思是它們能導(dǎo)電。大多數(shù)金屬是導(dǎo)體。沒有自由電子的原子被稱為絕緣體，玻璃和橡膠等材料就是很好的例子。

我們可以把導(dǎo)體和絕緣體結(jié)合起來，以安全地用電。這是通過用絕緣體包圍導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)的，這允許電子流動(dòng)，但它限制了電子流向的地方。這就是電纜和電線的工作原理。

不加電流的自由電子

如果我們看一片銅線的內(nèi)部，我們會(huì)看到原子的自由電子從一個(gè)原子移動(dòng)到另一個(gè)原子，然而這是在任何方向上隨機(jī)發(fā)生的。

電路中的電流流動(dòng)

如果這段電纜被連接到一個(gè)閉合的電路上，比如一個(gè)電池，那么電壓會(huì)迫使自由電子移動(dòng)，這將導(dǎo)致它們都朝同一個(gè)方向流動(dòng)，試圖回到電池的另一個(gè)終端。

開路和閉合電路

電路一詞指的是電子可以沿其流動(dòng)，在電源的兩個(gè)端子（正極和負(fù)極）之間流動(dòng)的路徑。

當(dāng)電路閉合時(shí)，電子可以從一端流向另一端。當(dāng)電路開路時(shí)，電路中會(huì)有一個(gè)間隙，所以電子不能流動(dòng)。

我們可以把電子元件放在電路中自由電子的路徑上。這將迫使電子流過元件，這可以用來執(zhí)行諸如產(chǎn)生光之類的工作。

什么是電壓

電壓是電路中電子的推力，很像水管中的壓力。壓力越大，水流就越大。電壓越高，電子流的越多。

什么是伏特焦耳庫(kù)侖

伏特是焦耳每庫(kù)侖。焦耳是能量或功的量度。庫(kù)侖是一組流動(dòng)的電子。

一個(gè)9V電池可以提供9焦耳的能量，以功或熱的形式，從電池的一個(gè)終端流向另一個(gè)終端的每組電子。在這種情況下，電子從電池的一個(gè)端子通過L.E.D燈泡，然后進(jìn)入電池的另一個(gè)端子。因此，焦耳是由9產(chǎn)生的。

什么是電流，安培，安培

電流是電子的流動(dòng)。當(dāng)電路閉合時(shí)，電子電流可以流動(dòng)；當(dāng)電路斷開時(shí)，則沒有電流可以流動(dòng)。我們可以測(cè)量電子的流量，就像你可以測(cè)量水通過管道的流量一樣。

為了測(cè)量電子的流動(dòng)，我們使用安培或簡(jiǎn)稱安培的單位。1安培表示每秒1庫(kù)侖，1庫(kù)侖等于每秒6242000000000000000電子。這是一個(gè)非常大的數(shù)字，這就是為什么他們被組合在一起，并稱為安培。

什么影響電纜線中的電流電阻

電阻是對(duì)電路中電子流動(dòng)的限制。攜帶電流的電線自然會(huì)有一些電阻。導(dǎo)線越長(zhǎng)，電阻越大。電線越粗，電阻越小。每種材料對(duì)電子流動(dòng)的阻力是不同的，材料的溫度也會(huì)影響電阻的水平。

led電路中的電阻器

專門設(shè)計(jì)用來限制電子流動(dòng)的電路元件。這是用來保護(hù)其他電氣元件不受太多電流的影響，也可以用來產(chǎn)生光和熱，例如在白熾燈泡中。

當(dāng)電子與原子碰撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生電阻。碰撞的次數(shù)因材料而異，有些材料如鐵的碰撞率非常高，而其他材料如銅的碰撞率要低得多。

當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，原子產(chǎn)生熱量，在一定溫度下，材料將開始產(chǎn)生光和熱，這就是白熾燈的工作原理。

電感應(yīng)

當(dāng)一根導(dǎo)線纏繞在線圈中時(shí)，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。電纜會(huì)自然而然地產(chǎn)生磁場(chǎng)，只是線圈的形狀加強(qiáng)了磁場(chǎng)。通過將導(dǎo)線纏繞在線圈中，磁場(chǎng)變得非常強(qiáng)，從而開始影響導(dǎo)線內(nèi)的電子

我們只需把導(dǎo)線繞在鐵芯上，就可以增加磁場(chǎng)的強(qiáng)度。我們可以增加線圈的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可以增加通過電路的電流量，從而產(chǎn)生更大更強(qiáng)的磁場(chǎng)。這就是電磁鐵的工作原理，也是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)。點(diǎn)擊這里了解感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理。

磁感應(yīng)

當(dāng)磁場(chǎng)通過線圈時(shí)，它會(huì)在導(dǎo)線中感應(yīng)一個(gè)電壓，這個(gè)電壓是由一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，它將電子推向某個(gè)方向。如果線圈連接到電路上，這將導(dǎo)致電流流動(dòng)。這是交流發(fā)電機(jī)工作原理的基礎(chǔ)，你家的插頭插座上的電源也是以非常相似的方式產(chǎn)生的。

變壓器的工作原理

變形金剛是我們?cè)诒疚闹杏懻摰乃幸c(diǎn)的組合。我們可以創(chuàng)建兩個(gè)獨(dú)立的電路，并使用變壓器將電流從一個(gè)電路感應(yīng)到另一個(gè)電路。

通過在一個(gè)閉合電路中產(chǎn)生一個(gè)交流電流，并通過一個(gè)線圈（線圈與另一個(gè)線圈在一個(gè)單獨(dú)的閉合電路中非常接近），我們可以制造一個(gè)變壓器，并將電流從第一（一次）電路引入第二個(gè)電路。

變壓器可以用來增加或降低一次和二次電路之間的電壓，只需改變兩側(cè)的線圈數(shù)量。

電容器的工作原理

當(dāng)電容器連接到電源時(shí)，它會(huì)迫使正負(fù)電荷在兩塊板上分開。這會(huì)在電場(chǎng)中產(chǎn)生儲(chǔ)存的電子。當(dāng)一個(gè)電源被切斷或中斷時(shí)，這些電荷就會(huì)釋放出來，然后它們會(huì)在那里相遇并再次流動(dòng)。這只提供一個(gè)非常短暫（秒）的電源，因?yàn)樗荒艹掷m(xù)到分離的電荷再次相遇。這和電池有點(diǎn)相似，只是它不能維持電源供應(yīng)那么長(zhǎng)時(shí)間。

電容器非常常見，幾乎在所有電路中都能找到。

交直流交直流

使用的電源有兩種：交流（AC）和直流（DC）

交流電只是指電路中的電流隨著端子的不斷倒轉(zhuǎn)而前后流動(dòng)。這有點(diǎn)像大海的潮汐，它反復(fù)地進(jìn)進(jìn)出出。交流電是最常見的電力類型，這是你家的電源插座中可用的電源類型。

直流電只是指電流只直接流向一個(gè)方向。這是由電池和光電板等提供的。這是最常用的便攜式電子產(chǎn)品。

我們可以用逆變器，這就是我們家用電源插座的交流電源可以用來給使用直流電源的手機(jī)充電。點(diǎn)擊這里了解逆變器的工作原理