电流的本质

  电流是由带电粒子的定向运动形成,电流的大小指的是单位之间内通过横截面积的电荷量。

金属导电的原理

  所有物质都由分子或原子组成,分子是由原子组成的,每个原子由原子核与核外电子组成,其中原子核带正电,核外电子带负电。金属导线导电的原理是金属中分布着自由电子,自由电子是不绕核运动的电子,在没有电流需要通过时,这些自由电子做不规则运动,而当有电流要通过时,这些电子在力的作用下定向移动从而形成电流。

模型定义

名称介绍
管道承载小球,代指导线
小球代指电子
发动机给经过的小球提供恒定的动力,代指理想电源
阻力小球运动时受到的阻力,代指电阻

注:该模型不保证所有内容与本质完全相同,只是为了让小白大致了解电路中的一些结论!

模型描述

  首先,让我们搭建一条简单的线路(因为绘图的问题,所以有些小球看起来并不是紧贴在一起,当作是贴在一起毫无缝隙就行):

示例

电流等大原则

  “串联电路电流处处相等”这句话该如何理解?其实很简单,所有小球都是贴在一起的,只要有一个小球速度变慢,那么所有的小球都会受到影响。在小球经过灯泡时受到的阻力增大,速度随之降低,从而使其它小球也受到影响。

  “并联电路支路电流之和等于干路电流”这句话同理,在小球运动到管道的分岔口时会被分割到各个支路中,那么各个之路的单位时间通过横截面的小球数量之和便等于分割前的数量。还记得电流的定义吗?电流是单位时间内通过横截面的电荷数量,小球数量减少了,电流自然也会减小,而所有支路单位时间内通过横截面小球数量加起来,正好等于干路上的数量。

短路

  阻力越大,小球运动的速度越慢,当阻力非常小的时候(比如没有任何用电器),小球运动的速度就会非常快,这时候小球与管壁摩擦就会产生大量的热量(当然电流产热不是因为电荷与导线摩擦),发动机的工作效率也会不受限制的提高,产热也会随之增大,这个热量甚至可以烧坏发动机和管道。

断路

  为什么断路的时候不会有电流?因为断路时,发动机只能发出小球而不能受到小球,没有小球时便无法继续推动其它小球运动,自然就没有电流了。