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電路的微觀機(jī)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
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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(fù)極的電場力,但這個電場力是沿著導(dǎo)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(xué)反應(yīng)在負(fù)極累積電子,電子越多,互相排斥力越大,負(fù)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(fù)極的化學(xué)反應(yīng)是相互牽制的,正極得到電子反應(yīng),負(fù)極才會反應(yīng)產(chǎn)生電子,所以這就要求有回路電池才能工作,電池的化學(xué)反應(yīng)就是維持負(fù)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(fù)極的電子聚集,正極沒有電子,濃度高的負(fù)極產(chǎn)生排斥力,有一點(diǎn)濃度差,力都會很大,把負(fù)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(zhuǎn)換成其他能量,如動能,電子本身的能量等,這些能量又進(jìn)一步通過不同的元件的機(jī)理得以轉(zhuǎn)化,比如電阻能電子碰撞生熱,led發(fā)光燈;

電路里所有的過程都是電源端電動勢的推動,電能統(tǒng)統(tǒng)來自電源;

瞬時的阻抗,在一定的電動勢下,激發(fā)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(jīng);

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(dǎo)體控制。

兩個電池串聯(lián):其中一個電池的正極接在另一個的負(fù)極上,本來沒串聯(lián)是,電池化學(xué)反應(yīng)基本停止,負(fù)極和正極有電位差,是電池電壓。串聯(lián)后,一個電池負(fù)極的電子進(jìn)入另一個電池的正極,促使接正極的電池進(jìn)一步化學(xué)反應(yīng),這樣接正極的電池的負(fù)極生成的電子是兩個電池單獨(dú)反應(yīng)的和,所以串聯(lián)力差變大,電動勢加倍。

兩個電池并聯(lián):負(fù)極接負(fù)極,兩個電池同時化學(xué)反應(yīng),結(jié)果電子濃度達(dá)到各自一般的時候,化學(xué)反應(yīng)不再進(jìn)行,濃度差等于單個電池反應(yīng)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(chǎn)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(yùn)動做功,形成電路現(xiàn)象。

兩個磁生電源串聯(lián):實(shí)際是電子經(jīng)過一個電源后,所受的力沒有減少,又經(jīng)過了一個電源,受力再次增加,結(jié)果就是電勢差是兩個電源的和。

兩個磁生電源并聯(lián):兩個電源并聯(lián)后,電源端負(fù)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(diǎn)間的位能差,是結(jié)果;同時,半導(dǎo)體類的器件產(chǎn)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(jié)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(yùn)動,這個運(yùn)動的鏈條就是電流,電動勢先從電源端開始,進(jìn)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(wěn)定。

4.電壓降

電動勢推動電子運(yùn)動,電子獲取能量后,能量在元件內(nèi)部得意轉(zhuǎn)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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