爲什麼電流一定要有迴路才能有電?

陳榮145825203


為什麼電流一定要有迴路才能有電,回答這個問題之前首先得說明一下,電流並非是一定要有迴路才能有電,而應該是說一定要有閉合的迴路才能產生持續電流。下面家居雜壇就來給大家分析一下電流產生的問題和持續電流的問題。

首先家居雜壇來給大家分析一下電流的產生原因:

  1. 在電磁學裡電荷是物質的一種物理性質,我們把帶有電荷的物質都稱為帶電物質,帶電物質內的自由電荷的定向移動就會形成電流;
  2. 帶電物質內的自由電荷如何才能定向移動,那麼這就是下面所說的電壓;電源的電動勢形成了電壓,電壓就會產生電場力,在電場力的作用下自由電荷才會產生移動,進而產生了電流;
  3. 所以,只要有電壓的存在在電路中就會產生電流,而並不是一定要有迴路才能產生電流;例如我們生活中常見的靜電就是一個最典型的例子;這種電流我們都稱之為瞬間電流,瞬間電流很難被利用。


我們明白了電流的產生原因,下面家居雜壇再來給大家分析持續電流的產生原因:

  1. 電流產生的原因都是在電壓的作用下電荷的定向移動,形成電流,但是我們要想獲得持續電流,那麼有兩個條件必須存在:一是有電壓的存在,二是有可以形成電流的迴路;這二者缺一不可;
  2. 有電壓的存在,才會使電荷在導體內移動;有閉合迴路的存在才會使得電荷持續移動,進而產生持續電流;
  3. 例如我們常見的220V和 380V電壓電路中,如果電壓不存在了也就是停電了,那麼迴路中就不會再有電流了,當然就沒有電了;而如果電壓是存在的,可是線路確實斷開的,那麼線路中就不可能有持續的電流了;
  4. 如果沒有電壓或者是線路不是閉合電路,我們家裡的家用電器和照明燈具都是不可能正常工作的,閉合電路是能夠有持續電流的前提條件,不是有電的前提條件。

  5. 所以,在問題的一開始家居雜壇就給大家說明了瞬間電流和持續電流是有區別的,不能混為一談。



關於為什麼電流一定要有迴路才能有電的問題,家居雜壇都給大家分析完了,以上都是個人觀點如有不足之處歡迎大家留言討論!最後還是懇請大家關注一下家居雜壇,多給家居雜壇點贊評論轉發,萬分感謝!



家居雜壇


這個問題問得好!

我們在中學的時候,老師總是會告訴我們:只有形成閉合迴路,才能產生電流。我們在做物理實驗的時候也會有這樣的感覺:只有我們接通了迴路,按下開關,電路中才有電流,燈泡才會亮起來。

實際上不形成迴路也能有電流,但要形成恆定電流,也就是電流的大小和方向不隨時間改變的電流,就必須要有迴路才行。

我們知道,電流是導體中電荷的定向運動,方向一般習慣上用正電荷的移動方向表示(實際上導體中是電子在移動,電子帶負電荷),大小定義為單位時間內通過的電荷量。這就是我們中學學過的電流的定義。

那麼電流是怎麼產生的呢?一般導體中的自由電荷是在不停地做無規則的運動,宏觀上不產生電流,如果要形成電流,就要給導體中的電荷施加一定的作用。我們中學學過的電流的產生方式有兩種:一種是在導體的兩端加上一個電勢差,產生一個電場,導體中的自由電荷就在電場力的作用下定向移動,形成電流。另一種是電磁感應,比如導體棒在磁場中切割磁感線會產生電流,只是因為導體中的電荷在磁場中運動,受到洛倫茲力產生的定向移動。

我們可以看到:上面提到的兩種產生電流的方式都不要求要有迴路,同樣能產生電流。

但是恆定電流就不一樣了。恆定電流是指電流的大小和方向不隨時間變化。為什麼恆定電流一定要形成迴路才可以維持呢?我們知道導體中自由電荷移動的快慢和方向取決於電場的方向和強弱,電場是由電荷產生的,要形成恆定的電流,電場也必須是恆定的,所以導體中的電荷分佈也不能隨時間改變,只能是均勻的、連續的移動。加入沒有形成迴路,電荷就會在導體的一端積累起來,產生一個電場,進而改變原來電流的大小和方向,恆定電流也就不能維持了。

由此,我們也可以知道為什麼串聯電路中的電流為什麼處處相等。這是因為電荷只能均勻、連續地在導體中移動,單位時間內只能通過相同的電荷量,否則電荷就會累積。

綜上所述:不一定要有迴路才能有電流,但維持恆定電流一定要有迴路。


寫得比較亂,表述有錯誤的地方歡迎指正!


費曼學習法


準確的說:形成電流並不一定需要閉合迴路。

電流的定義是:電荷的定向移動。在導體中存在大量的自由電荷,例如在金屬導體中,存在自由電子,溶液中存在正負離子,在半導體中存在著自由電子和空穴等。這些電荷可以自由移動,所以稱為自由電荷。如果沒有外界電場,那麼自由電荷只能做隨機的熱運動,不能產生定向移動,因此不形成電流。如果外界存在電場,那麼自由電荷將存在某個方向的定向運動,由此形成電流。

如果導體兩端電壓不同,就會形成電場,在電場力的驅動下電荷會發生定向移動,形成電流。例如兩個金屬球分別帶有正電荷和負電荷, 那麼正電球電壓高,負電球電壓低,電流就會從正電小球流向負電小球,電荷在電場力作用下的移動就好像是水在重力作用下向下移動一樣。最終,兩個小球電壓相等,電流就消失了。這就好像高處的水全部流到低處,兩邊水面一樣高,水就不流動了。

這樣的電流稱為瞬間電流,瞬間電流的形成並不需要閉合迴路,只需要兩個電壓不同的物體用導體連接即可。如果我們在地毯上摩擦,或者穿滌綸衣服,身上存有一定的電荷,與大地間可能形成幾千伏的電壓。此時我們接觸門把手時會被電一下,形成瞬間電流。

那麼我們初中學習的電流需要閉合迴路才能產生又是因為什麼呢?

如果希望電流的大小和方向一直不發生變化,這種電流就稱為恆定電流,我們初中學習的就是這種電流。要形成恆定電流,必須有閉合迴路,並且存在電源。電源可以提供將從A移動到B的電荷再移動回A,從而維持穩定的電壓差。這就好像是水泵可以將水源源不斷地提升到高處形成水流一樣。

綜上所述,準確的說法是:恆定電流的產生必須有閉合迴路。


李永樂老師


為什麼電流一定要有迴路才能有電?

答:電流是電子在導線中定向移動後的結果,沒有迴路的情況下火線只是提供了一個隨著時間不斷變化的交變電勢,沒有和零線形成迴路,火線的電勢只是一種狀態,而不會形成電流。

電勢和重力勢能一樣,它只是表示一個位置所蘊藏著的能量而已,這些能量只有在勢能發生變化時才會對外做功或者轉換成其他形式的能量。

一個人單獨去觸碰火線,身體的其他部分不接觸任何導線或固定電勢的物體,就好比一個人站在很高的地方,雖然很危險,但未發生重力勢能轉換成動能的過程依然是安全的。

電流做功的原理也可以近似用重力勢能轉換成動能最後轉換成其他形式的能量來描述,就拿電燈來舉例:火線提供了高的電勢和零線形成迴路後,電子在電場的作用下定向移動,電子從高電勢的火線移動到零電勢的零線,電子所含有的電勢能通過電燈燈芯轉換成了熱能。

所以在沒有迴路的情況下,電源只是將電子放到了一個勢能很高的位置,如果沒有迴路,電子的勢能始終存在,對外只是呈現一個狀態而已。


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鳳棲夕陽


這個問題本身問得有點含糊,什麼叫有電?大概的意思是,有電,就是能做功(工),燈能亮,電動機能轉動。是這個意思嗎?

如果這意思就很好解釋了。電路,其實是和水路是相似的。一水庫裡的水,如果你關閉水閘,你不給其水路,那麼無論如何這水是不會做功的,如推動水輪機等\b。同樣,你如果用電開關,斷開電路,那麼,這電源(相當於水庫),也是不會做功的。

如果你放開水閘,那麼水做的功就是P=wh。這裡,w是水的重量,h是高度,或者落差。由此,如果w為0,那麼P也是0。

同樣,如果閒合電開關,那麼電所做的功是

P=qV。這裡q是電荷量,就是流動的電荷量。相當於水的重量。我們知道,電荷的流動形成電流。V是電壓,相當於水的落差。所以如q為0,那麼P也是0,也做不了功。

總之,電只有有閉合迴路,形成電流,才能做功。正如水只有形成水路才能做功。


拙水隱靈


電流是電子定向移動形成的,沒有迴路也會形成電子的定向移動,比如單獨的一個電容,但是這種移動是瞬時的、不可持續的,不能形成電流,也不能做功。

生活中的電路要想體現其作用,必須要有持續不斷的電流,這就需要有電路,這就好比一臺抽水機,必須形成迴路,才能遠遠不斷的做功。

就像單獨觸碰火線,腳下有絕緣體,不去觸碰其他導電體就不會被電。因為沒有在體內形成電流,電無法做功,也就不會對人體造成傷害。


春風又度楊柳生


這個問題分兩點回答。

1.原電池須形成的迴路。

電池一般是將化學能轉化為電能的裝置。原電池有很多種,但總都不脫離一點,電池內部一定要發生自發進行的氧化還原反應。

舉個簡單的離子。將鋁片和銅片同時放入鹽酸中,鋁片會產生氣泡,銅片不反應。方程式:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑. 此時用導線連接鋁片和銅片,銅片冒氣泡,鋁片不冒。發生瞭如下兩個反應:

2Al-6e-=2Al3+ 6H++6e-=3H2↑

鋁片失去電子,產生鋁離子,電子通過導線到了銅線表面,電子定向移動產生電流,並與銅片表面溶液中的氫離子組合生成氫氣,溶液中剩下的氯離子向鋁片移動,生成氯化鋁。

如果電子不通過導線定向移動,就一定不會在銅片處與氫離子結合產生氫氣,這是因為這樣的話電子只通過能鹽酸到達銅片,而它一旦與鹽酸接觸就會產生氫氣,氯離子直接附著在鋁片上。因此電路中沒有電流存在。

2.非原電池(發電機等)所要形成的迴路。

試想:你有一截可以彎曲的水管,裡面裝有流不出去的水,你可以用一種“原力”迫使水管裡的水流動。

假如不把水管閉合,你就要費很大很大的勁把水壓縮才能在水管的局部產生“水流”。而如果將水管首尾相連,產生“水流”將是一件毫不費力的事情。

回到現實,電子在導線中的移動也是相同,唯一不同的是導線不允許“費很大勁產生電流”。這裡“原力”就是電磁感應(或許不僅僅是),“水流”就是電流。因此只有形成閉合迴路才能產生電流。

以上。


你的數學課代表


為什麼電流一定要有迴路才能有電?

其實一條完整的電路、它包括髮電機在內的封閉式的循環系統。金屬導線(如金 銀 銅 鋁 鐵等)本身就固有大量的電子、在沒有外力作用時 電子是不會有規律地作定向流動的、只有在發電機這個外力作用下 電子才會有規律地作定向流動形成了電流。電流從發電機出發通過輸電線路 經過迴路回到發電機 從而完成了循環、如果沒有迴路 循環就中斷 自然就沒有電流了。它跟人體血液循環機制極為相似、發電機相當人體的心臟、輸電線路相當人體的動脈、迴路相當人體的靜脈、電流相當人體的血液、血液從心臟出發通過動脈經過靜脈回到心臟 從而完成了血液循環。


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我們這裡需要從電流的定義出發。I=dQ/dt,從定義中,我們不難發現,電流的本質是電荷的定向運動,因此,只要電荷是運動的,就存在了電流。這裡並沒有要求電流的路徑一定要閉合。換句話說,如果你舉著一個帶有靜電荷的小球跑步,也可以形成電流,而且可以算出來。


xDawn97嗷


一般情況下,電荷在閉合迴路中移動。但也不是絕對的。雷雨天氣常發生的雷擊現象,電流從雲層流向大地,並沒有形成迴路。當手拿電筆測火線時,電筆氖泡發光,即使人與大地絕緣,氖泡仍發光,這是因為人與大地形成電容,電容可以儲存一定的電荷,交流電經過人體仍能產生微小的電流,但這個電流還不會對人構成傷害。這些只是特殊情況。在電力輸電系統和用戶配電中,都是用閉合迴路來產生電流的。


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