揭秘“電”終極真相!電不是電子的移動(dòng),而是一種電磁波!
電不是電子的移動(dòng),電一直都是電磁波,并且存在趨膚效應(yīng)!根據(jù)電動(dòng)力學(xué),電一直都是電磁波,并且存在趨膚效應(yīng),尤其是高頻情況更明顯,所以有的電線要鍍銀來減少電阻。
什么是趨膚效應(yīng)?
趨膚效應(yīng)是指在高頻電磁場(chǎng)中,電流主要集中在導(dǎo)體表面附近的現(xiàn)象。當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí),電流會(huì)感應(yīng)出導(dǎo)體周圍的電磁場(chǎng)。根據(jù)安培定律,電流與其周圍的磁場(chǎng)相互作用,形成一個(gè)電磁場(chǎng)。這個(gè)電磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流,這個(gè)感應(yīng)電流在導(dǎo)體內(nèi)會(huì)抵消原電流,只有在導(dǎo)體表面附近存在。這就是趨膚效應(yīng)。
趨膚效應(yīng)的發(fā)生原因是電磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的渦流的作用。電流在導(dǎo)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)受到電阻力的阻礙,同時(shí)會(huì)感應(yīng)出個(gè)反向的電勢(shì)。這個(gè)反向的電勢(shì)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)與原電流相互作用,形成一個(gè)阻礙電流通過的效應(yīng)。在低頻情況下,阻礙的效應(yīng)并不明顯,電流會(huì)通過整個(gè)導(dǎo)體。但在高頻情況下,阻礙的效應(yīng)明顯增加,電流主要集中在導(dǎo)體表面附近,只有很小一部分電流通過導(dǎo)體內(nèi)部,這就是趨膚效應(yīng)。
電為什么是一種電磁波?
根據(jù)麥克斯韋方程組,電磁場(chǎng)的傳播需要電磁波的存在。電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互作用,形成電磁波,這種電磁波的傳播速度是光速。
當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí),會(huì)形成一個(gè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的復(fù)合體,即電磁場(chǎng)。這個(gè)電磁場(chǎng)會(huì)以電磁波的形式傳播。要注意的是,電磁波并不是由電子本身的移動(dòng)引起的,而是由電磁場(chǎng)的建立和傳播引起的。電子在導(dǎo)體內(nèi)只是充當(dāng)導(dǎo)體中電荷的載體,實(shí)際的電流是通過電磁場(chǎng)的相互作用傳播的。
電磁波具有一些很重要的性質(zhì),比如傳播速度快、能量傳遞遠(yuǎn)、能夠穿透物體等。這些性質(zhì)使得電磁波在通信、無線電、雷達(dá)等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
電流的傳播不是通過電荷的移動(dòng),它是電場(chǎng)的建立。
電流是指電荷的流動(dòng),是單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。傳統(tǒng)觀念中,電流的傳播是通過電子的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。但根據(jù)現(xiàn)代電動(dòng)力學(xué)的理論,電流的傳播實(shí)際上是通過電場(chǎng)的建立和傳播實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)導(dǎo)體中存在電勢(shì)差時(shí),即導(dǎo)體的兩端存在電壓差,會(huì)形成一個(gè)電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)會(huì)影響到導(dǎo)體內(nèi)的自由電子,在電場(chǎng)的作用下,電子會(huì)發(fā)生受力,從而向一個(gè)方向聚集。當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓差足夠大時(shí),電子會(huì)受到足夠大的力,從而克服導(dǎo)體內(nèi)的電阻力,形成電流。
換句話說,電流的傳播實(shí)際上是通過電場(chǎng)的建立來實(shí)現(xiàn)的。電場(chǎng)的存在能夠驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體內(nèi)的電荷在導(dǎo)體內(nèi)移動(dòng)。所以說,電流的傳播不是通過電荷的移動(dòng),而是通過電場(chǎng)的建立和傳播實(shí)現(xiàn)的。
電一直都是電磁波,存在著趨膚效應(yīng)。趨膚效應(yīng)是指在高頻電磁場(chǎng)中,電流主要集中在導(dǎo)體表面附近的現(xiàn)象。電為電磁波,是通過電場(chǎng)的建立和傳播實(shí)現(xiàn)電流的傳播,而不是通過電子的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。這些概念是電動(dòng)力學(xué)中重要的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)于理解電磁現(xiàn)象和電路的運(yùn)行原理具有重要意義。