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電路的微觀機理討論:電池電源和磁生電源

454398 ? 來源:博客園 ? 作者:linucos ? 2020-09-18 15:03 ? 次閱讀

1.電動勢

一般這個詞說的電源,也就是電源對電路整體的提供能量的能力,做功的能力,可以看成正極指向負極的電場力,但這個電場力是沿著導線分布的,并不是空間位置。電就是電,動意為推動,勢說的是勢能,勢能理解成作用力差即可。電路里的所有動作,所有能量,最終來自于電源,電動勢描述電源做功提供能量的能力。位能即勢能。力差,位能差,勢能差,濃度差可以理解成同一概念。

電池電源:

靠化學反應在負極累積電子,電子越多,互相排斥力越大,負極電子所在勢能越大,也就是電動勢越大,也可以說成電源電壓越高。

正負極的化學反應是相互牽制的,正極得到電子反應,負極才會反應產生電子,所以這就要求有回路電池才能工作,電池的化學反應就是維持負極和正極的電子濃度差,這個濃度差就是電勢差,電勢差看成電池的電壓。

負極的電子聚集,正極沒有電子,濃度高的負極產生排斥力,有一點濃度差,力都會很大,把負極的電子向正極推動,形成電流

電子被推動的過程中,推力不斷轉換成其他能量,如動能,電子本身的能量等,這些能量又進一步通過不同的元件的機理得以轉化,比如電阻能電子碰撞生熱,led發光燈;

電路里所有的過程都是電源端電動勢的推動,電能統統來自電源;

瞬時的阻抗,在一定的電動勢下,激發出一定的電流;電流流過一些元件后,力變小了,到了電路末端,力還小了已經;

電路中,電流流過元件會形成壓降,有的壓降是能量消耗,有的壓降是半導體控制。

兩個電池串聯:其中一個電池的正極接在另一個的負極上,本來沒串聯是,電池化學反應基本停止,負極和正極有電位差,是電池電壓。串聯后,一個電池負極的電子進入另一個電池的正極,促使接正極的電池進一步化學反應,這樣接正極的電池的負極生成的電子是兩個電池單獨反應的和,所以串聯力差變大,電動勢加倍。

兩個電池并聯:負極接負極,兩個電池同時化學反應,結果電子濃度達到各自一般的時候,化學反應不再進行,濃度差等于單個電池反應的值,電壓沒變,但是提供電子的能力增加了,也即是容量增加。

磁生電源:

磁生電, 直接生成了力差,并不像電池,電子積累產生力差,磁直接生成了力差,也就是電動勢,電動勢推動電路里的電荷運動做功,形成電路現象。

兩個磁生電源串聯:實際是電子經過一個電源后,所受的力沒有減少,又經過了一個電源,受力再次增加,結果就是電勢差是兩個電源的和。

兩個磁生電源并聯:兩個電源并聯后,電源端負極電子受力和一個電源時候相同,只是提供電子的能力增加了。

2.電壓

電源的電壓是電動勢。

回路里的電壓是電能被消耗后,單位電荷在兩點間的位能差,是結果;同時,半導體類的器件產生的電壓不是電能消耗,而是控制了電荷行為,這時候理解成勢能差,是結果,也可以是動因。

3.電流

電動勢以鏈條形式推動電路中的電子運動,這個運動的鏈條就是電流,電動勢先從電源端開始,進入電路,開始位能很高,不斷試探阻抗,生成電流,能量消耗,電位降低;直到之后,電動勢遍布電路,電流穩定。

4.電壓降

電動勢推動電子運動,電子獲取能量后,能量在元件內部得意轉換,得意利用,這樣元件兩端的電位就降低了,形成電壓降。

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