电是什么

电是什么
电是什么

电是什么
电,是电荷在电场中的定向移动形成的.
一、电荷究竟是什么
古代人类很早就观察到“摩擦起电”现象,并认识到自然界中的电荷只有两种,即正电荷和负电荷.由丝绸摩擦的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷,由毛皮摩擦的橡胶棒所带的电荷叫负电荷.
无论是正电荷还是负电荷,都有着吸引轻小物体的能力.由于当时人们不明白电的本质,认为电是附着在物体上的,因而称其为“电荷”,并把显示出这种斥力或引力的物体称带电体,后来人类对电的认识发展,但电荷的名称却一直沿用下来.
那么,电荷究竟是什么呢?
近代科学告诉我们：任何物体都是由原子构成的,而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成,电子绕着原子核运动.在通常情况下,原子核带的正电荷数跟核外电子带的负电荷数相等,原子不显电性,所以整个物体是中性的.原子核里正电荷数量很难改变,而核外电子却能摆脱原子核的束缚,转移到另一物体上,从而使核外电子带的负电荷数目改变.
当物体失去电子时,它的电子带的负电荷总数比原子核的正电荷少,就显示出带正电；相反,本来是中性的物体,当得到电子时,它就显示出带负电.所谓物体不带电就是电子数与质子数相等,物体带电则是这种平衡的破坏.
二、电荷间作用力法则
电荷有正、负之分,于是电力也就有排斥力和吸引力的区别,同种电荷同号排斥,异种电荷异号吸引,正负结合,彼此中和,电可以转移,此增彼减,而总量不变.
电荷具有量子性,任何电荷都是电子电荷e的整数倍,e的精确值(1986年推荐值)为1.60217733×10-19库.电子十分稳定,估计其寿命超过1010亿年,比迄今推测的宇宙年龄还要长得多.
如何让物体起电
物体起电并不是创造了电荷,而是引起了电荷的转移,使物体显电性.使物体起电的方法有三种：
（1）摩擦起电
用摩擦的方法使两个不同的物体带电的现象,叫摩擦起电.摩擦起电,是电子由一个物体转移到另一个物体的结果.因此,原来不带电的两个物体摩擦起电时,它们所带的电量在数值上必然相等.两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,所以其中必定有一个物体失去一些电子,另一个物体得到多余的电子.如用玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒的一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带着等量的负电.用橡胶棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些电子转移到橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带着等量的负电.两个被摩擦的物体带的是异种等量电荷.
两个相同物质摩擦一般不能起电.但一些容易起电的同种材料进行相互摩擦,两个摩擦表面也能够出现带电现象.通过进一步的实验表明：两个表面所带电荷为同性电荷,并且有的材料摩擦可以带同性正电荷,有的摩擦后可以带同性负电荷.
（2）感应起电
将一个带电体靠近一个不带电的物体,这个物体靠近带电体的一端产生了与带电体相反的电荷,而远离带电体的一端产生了同种电荷,而且两端电荷量相等,这就是感应起电.感应起电的原理是电荷间的相互作用力.感应起电也不是创造了电荷,而是使物体的正负电荷分开,使电荷从物体的一部分转移到另一部分.带电的物体能吸引不带电的物体,就是因为感应起电.
假如带电体C带正电,则不带电导体靠带电体,近端A就感应上负电荷,不带电导体远离带电体那端B就感应上正电荷.由于带电体的正电荷会吸引不带电导体的负电荷,会排斥不带电导体的正电荷,所以,不带电导体B端一旦接地,带正电导体C就会排斥不带电导体远端B感应的正电荷,把它导入地下,而当接地断开后,不带电导体就会带上负电荷.
（3）接触起电
将一个带电体与另一个不带电的物体接触,就可以使不带电的物体带电.接触后,两个物体带同种电荷,这就是接触带电.
接触带电的实质,是使电荷从物体的一部分转移到另一部分接触起电.一个带正电的物体去接触一个不带电的物体,我们可以理解为一个带过多正电荷的物体去接触一个正、负电荷一样多的物体,带正电的把不带电物体里的电子吸引过来,由于电子带负电荷,所以,不带电的物体也会因失去电子而显出正电荷特性来,而原来那个带正电荷的物体因得到电子,而使正电荷减少.
三、电荷与电压和电流的关系
电荷的定向移动就形成电流,电流的大小称为电流强度,它是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量.
在一静电场中,每一点对指定的参考点有一定的电位,两点之间的电压就是它们的电位差,也叫电压,它是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量,此概念与水位高低所造成的“水压”相似.
和形成水流必须有水压的道理一样,电压是推动电荷定向移动形成电流的原因,电流之所以能够在导线中流动,就是因为电压存在“压差”的缘故.