电是我们日常生活中不可或缺的能量形式,但是你是否知道电是由什么组成的呢?本文将从物质性质、电荷、电场和电流四个方面对电进行详细的阐述。
电现象与物质的性质有密不可分的关系,物质中的基本粒子为原子(atomic)和分子(molecular)。在原子中,带正电的质子(proton)和带负电的电子(electron)是并存着的。在通常情况下,原子和分子是电中性的,也就是说电子的数量等于质子的数量,总电荷为零。但是,在某些特定的情形下,由于外界因素的影响,电子和质子的数量失衡,物体就会带上正电荷或负电荷。所以,电的本质就是物质中电子和质子间的相互作用。
电荷是描述电现象的基本物理量,每一个粒子都带着一个电荷,电子带负电,质子带正电,它们的电荷大小相等,但正负相反。电荷量的单位是库仑(Coulomb)。当一个物体带上电荷后,会产生一个电场,电场的强度是电荷量与距离平方的比值。
电场由带电物体周围的空间构成,在电场中带电体受到电场力,而电场力是由电荷的数量、电荷之间的距离以及介质的介电常数决定的。电场的强度与电荷量成正比,与距离的平方成反比。可以通过叠加电场,使电场相互抵消,形成一个均匀的电场,例如我们日常用电的电线中产生的交流电场。
电流是指通过导体的电荷数量,也就是电子在导体中的移动。在导体两端加上电压差时,电子将沿导体方向移动,形成电流。电流的强度与导体横截面积、电荷的电量以及电子速度的大小有关。电流的单位是安培(Ampere),通常用电流表或万用表量度。电流的方向是由正极向负极,而电子是从负极向正极移动的。
总之,电是由物质构成的,具有电荷和电场的特性,通过导体形成电流,为我们的生活带来方便和改变。