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电是怎样产生的?什么是导体和绝缘体?


实验室k / 2019-03-26

电到底是什么?它是怎样产生的?

       根据近代电子学说的解释,自然界的一切物质都是由许多叫做分子的微粒组成的,分子又由原子组成,而原子是由一个原子核和以很高速率在它周围旋转着的电子所组成,原子核带正电荷,电子带负电荷。电荷具有同性相斥异性相吸的特性,因此,电子与原子核相互吸引,而电子与电子之间相互排斥。在正常状态下,原子中原子核所带正电荷量与核外电子所带负电荷的总和相等,所以,原子不显示电性,故物体不带电。但若使物体中某些原子的外层电子(外层电子与原子核间吸引力较内层电子弱)失去几个,这时,正负电荷量就不相等了,正电荷多于负电荷,因而物体就带正电。相反,如果设法使物体中某些原子增加几个电子,这时由于负电荷多于正电荷,因而物体就带负电。由此可见,物体带电,实际上是构成物体的原子中正负电荷量不相等所引起的。电是由正负电荷的分离、转移所产生的。

       一个带电物体所带电荷的多少可以用电子数目来计量,不过实用上这个单位太小,所以常用“库仑”做电量的单位。1库仑电量等于6.25×10(18次方)个电子电荷。

       摩擦生电是很早以前被人们发觉的现象,例如我们用胶木笔杆与头发相摩擦后,胶木笔杄就能吸引徽小的纸屑,这是因为头发上的某些电子转移到胶木笔杆上,从而使胶木笔杆带上了电,产生了吸力。除摩擦起电外,还可以用其它方法使物体带电。我们常用的干电池,是利用电池内的化学作用,使锌原子的正负电荷分离,结果使锌皮(负极)上带负电荷,炭棒(正极)上带正电荷。发电机则是运用电磁力来使导体中的正负电荷分离而产生电的。

什么是导体和绝缘体?

       前面提到,在原子中,电子受到原子核的吸引,电子被束缚着,但是,电子一直是以高速围绕原子核旋转着的,所以也有摆脱原子核束缚的倾向。在金属物体的原子中,一部分电子受核的束缚力较弱,有可能摆脱原子核的吸引而逃离出去。在金属中自由游荡,我们称这些电子为自由电子。通常情况下,自由电子是没有一定目标地游荡着的,不会形成有规律的电流。如果我们将金属接通电源,由于电子是带负电荷的,这些电子将受到电源正极上正电荷的吸引和电源负极上负电荷的推挤。在电源的作用下电子就排成队向正极方向移动,从而形成了电流。物体中有电流通过的现象叫做导电,金属是可以导电的,导电的物体叫做“导体”。

       除了金属、大地、人体、石墨以及自来水等能导电外,酸、碱、盐类的溶液也能导电。有些物体,如橡胶、塑料、玻璃、陶瓷、胶木、云母和木材等,其原子核对核外电子束缚很紧,电子很难逃逸,因而这些物体中没有自由电子或者只有很少自由电子,难以形成电流,因此这类物体不能导电或导电能力很差。我们称这类物体为“绝缘体”。例如,电线外表的塑料或橡胶包皮,电灯开关的胶木外壳,漆包线表面的漆膜,螺丝刀的木柄等都是良好的绝缘体。人手碰到这些绝缘体不会触电。当然,导体与绝缘体的区分是相对的,不是绝对的,例如,螺丝刀的木柄,干燥时是绝缘的,受潮了绝缘作用就不好了。有些物体碰到低电压时是绝缘体,碰到高电压时就不再是绝缘体了。


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