電流是電氣和電子科學中存在的最基本概念之一——電流是電學的核心。

無論是電加熱器、大型電網系統、移動電話、計算機、遠程傳感器節點還是其他什么，電流的概念都是其運行的核心。

然而，電流本身通常看不到，盡管它的影響可以一直看到、聽到和感覺到，因此有時很難了解它的真實情況。

電流是電路中的電荷流。更具體地說，電流是電荷流過電路中給定點的速率。電荷可以是帶負電的電子或帶正電荷的載流子，包括質子、正離子或空穴。

電流的大小以庫侖/秒為單位，其常用單位是安培或安培，由字母“A”表示。

安培或放大器廣泛用于電氣和電子技術中，以及毫安 （0.001A）、微安 （0.000001A） 等乘法器。

電路中的電流通常用字母“I”表示，這個字母用于歐姆定律等方程，其中 V=I?R。

電流的基本概念是它是電子在物質內的運動。電子是作為材料分子結構的一部分而存在的微小粒子。有時這些電子被緊緊地固定在分子內，有時它們被松散地固定，它們能夠相對自由地在結構中移動。

關于電子需要注意的一點非常重要的一點是它們是帶電粒子——它們帶有負電荷。如果它們移動，則一定量的電荷移動，這稱為電流。

還值得注意的是，能夠移動的電子數量決定了特定物質的導電能力。有些材料允許電流比其他材料更好地流動。

自由電子的運動通常是非常隨意的——它是隨機的——因為許多電子在一個方向上移動，就像在另一個方向上移動一樣，因此沒有電荷的整體運動。

具有自由電子的導體中的隨機電子運動

如果一個力作用在電子上使它們向特定方向移動，那么它們都會向同一方向漂移，盡管仍然以一種有點隨意的方式，但有一個方向的整體運動。

作用在電子上的力稱為電動勢或電動勢，其量是以伏特為單位的電壓。

電子在外加電動勢作用下的流動

為了更深入地了解什么是電流以及它如何在導體中起作用，可以將其與管道中的水流進行比較。這種比較有局限性，但它可以作為電流和電流的一個非常基本的說明。

電流可以被認為是像流過管道的水。當一端施加壓力時，它迫使水向一個方向移動并流過管道。水流量與施加在末端的壓力成正比。施加在末端的壓力或力可以比作電動勢。

當對管道施加壓力時，或者由于水龍頭打開而允許水流動時，水幾乎是瞬間流動的。電流也是如此。

要了解電子的流動，每秒需要 62.4 億個電子才能流向一安培的電流。

常規電流和電子流

關于常規電流和電子流，往往存在很多誤解。一開始這可能有點令人困惑，但它確實非常簡單。

沿導體攜帶電荷的粒子是自由電子。根據定義，電路內的電場方向是推動正測試電荷的方向。因此，這些帶負電的電子沿與電場相反的方向移動。

電子和常規電流

這是因為對靜態和動態電流的初步研究是基于我們現在所說的正電荷載流子。這意味著當時電流方向的早期慣例被確立為正電荷移動的方向。這個慣例一直保留下來，今天仍在使用。

綜上所述：

常規電流：常規電流是從正極流向負極，并指示正電荷的流動方向。

電子流：電子流是從負極到正極。電子帶負電，因此被吸引到正極端子，因為不同的電荷吸引。

這是至今仍在全球范圍內使用的慣例，盡管它可能看起來有點奇怪和過時。

電子或電荷運動的速度

電流的傳輸速度與實際電子運動的速度有很大不同。電子本身在導體中反彈，可能只以每秒幾毫米的速度沿著導體前進。這意味著在交流電的情況下，電流每秒改變方向 50 或 60 次，大多數電子永遠不會離開導線。

舉一個不同的例子，在陰極射線管內的近真空中，電子以大約十分之一光速以近乎直線的速度行進。

電流的影響

當電流流過導體時，有許多跡象表明電流正在流動。

散熱：可能最明顯的是產生熱量。如果電流很小，那么產生的熱量可能非常小，可能不會被注意到。但是，如果電流較大，則可能會產生明顯的熱量。電火是顯示電流如何產生熱量的一個典型例子。實際的熱量不僅取決于電流，還取決于導體的電壓和電阻。

磁效應：另一個可以注意到的效應是在導體周圍建立磁場。如果導體中有電流流動，則可以檢測到這一點。通過將指南針靠近承載相當大直流電的電線，可以看到指南針偏轉。請注意，這不適用于電源，因為磁場交替太快，針無法響應，并且在同一根電纜中靠近的兩根電線（帶電和中性線）將抵消磁場。

電流產生的磁場在許多領域得到了很好的利用。通過將導線纏繞成線圈，可以增加效果，并可以制作電磁鐵。繼電器和許多其他物品都使用這種效果。揚聲器還利用線圈中的變化電流使振膜發生振動，從而使電子電流能夠轉換為聲音。

電流的一個重要方面是了解導體中可能流動的電流量。由于電流是電氣和電子電路中的關鍵因素，因此了解流動的電流非常重要。

測量電流的方法有很多種。最簡單的方法之一是使用萬用表。

雖然還有其他測量電流的方法，但這是最常見的。

電流是電氣和電子技術中最重要和最基本的元素之一。在電路中流動的電流可以以多種方式使用，從產生熱量到使電路切換，或將信息存儲在集成電路中。

審核編輯：黃飛