屏幕显示:核心是电荷
老师: 构成我们身边所有物质的微小粒子,叫做原子,原子是由更小的粒子组成的。组成原子的,有三样物质。
质子(带正电荷+)
中子(不带电荷)
电子(带负电荷-)
电荷是物体自身携带的一种基本属性,就像物体有质量一样。
质子带正电,电子带负电。
跟磁铁道理一样,同性电荷相斥,两个正或两个负会互相推开;异性电荷相吸,正和负会互相吸引。
这就是电磁力的表现!
屏幕显示:电流是什么?------ 电荷的定向移动
老师: 通常情况下,原子里的电子被原子核(质子和中子组成)牢牢“抓住”,在各自的轨道上运动。整个原子是电中性的(正负电荷平衡)。
电流,简单说就是电荷(主要是电子!)的定向移动。
大家想象一下,一条挤满了人的走廊,我们将走廊看成一个原子。走廊里面的人,我们看成是电子。正常情况,走廊里的人,是不是都在自己的位置上,做自己的事,对不对?
别人不打扰他,他也不打扰别人。是吧?
现在,在走廊一端,如果有人用力推了一下前面的人,前面的人又撞到更前面的人, 这样,一个推力就从一端传到了另一端。
虽然每个人只移动了一小步,但这个“推力”总会从走廊一端,传递到走廊的另一端。
我们看走廊人的相互推倒过程,速度比较慢,是不是?而电子的传递,却是非常快的。
在电线里: 当我们在电线两端提供一个“推力”(电压),就能让电线里的自由电子(那些没有被原子核紧紧束缚住的电子)开始朝着一个方向“漂移”。这大量电子的集体定向移动,就形成了我们所说的电流。
屏幕显示:关键点
电子移动时,电流产生的电磁场或者说“推力信号”,传播得非常快,接近光速!所以当你一按开关,灯几乎是瞬间亮的,不是因为电子从开关“跑”到了灯泡,而是电场瞬间建立,驱动了灯泡附近的电子开始移动做功。
我们规定电流的方向是正电荷移动的方向。但实际上在金属导线中,是负电荷(电子)在移动,所以电子的实际移动方向和电流方向是相反的。
屏幕显示: 如何让电荷动起来
要让懒洋洋的电子开始集体定向移动,我们需要一个“推手”。这个推手就是电源。电源的本质是:在它的两端制造并维持一个电荷的“不平衡”,或者说制造一个电势差(电压)。
屏幕显示:分离电荷做功
我们想象,把一堆正电荷和一堆负电荷强行分开,分别堆在电源的两端(正极堆正电荷,负极堆负电荷)。这就像把水抽到高处的水塔里。