什么是电流？常规电流和电子流

电流是电气和电子科学中存在的最基本概念之一——电流是电学的核心。

无论是电加热器、大型电网系统、移动电话、计算机、远程传感器节点还是其他什么，电流的概念都是其运行的核心。

然而，电流本身通常看不到，尽管它的影响可以一直看到、听到和感觉到，因此有时很难了解它的真实情况。

电流是电路中的电荷流。更具体地说，电流是电荷流过电路中给定点的速率。电荷可以是带负电的电子或带正电荷的载流子，包括质子、正离子或空穴。

电流的大小以库仑/秒为单位，其常用单位是安培或安培，由字母“A”表示。

安培或放大器广泛用于电气和电子技术中，以及毫安 （0.001A）、微安 （0.000001A） 等乘法器。

电路中的电流通常用字母“I”表示，这个字母用于欧姆定律等方程，其中 V=I⋅R。

电流的基本概念是它是电子在物质内的运动。电子是作为材料分子结构的一部分而存在的微小粒子。有时这些电子被紧紧地固定在分子内，有时它们被松散地固定，它们能够相对自由地在结构中移动。

关于电子需要注意的一点非常重要的一点是它们是带电粒子——它们带有负电荷。如果它们移动，则一定量的电荷移动，这称为电流。

还值得注意的是，能够移动的电子数量决定了特定物质的导电能力。有些材料允许电流比其他材料更好地流动。

自由电子的运动通常是非常随意的——它是随机的——因为许多电子在一个方向上移动，就像在另一个方向上移动一样，因此没有电荷的整体运动。

具有自由电子的导体中的随机电子运动

如果一个力作用在电子上使它们向特定方向移动，那么它们都会向同一方向漂移，尽管仍然以一种有点随意的方式，但有一个方向的整体运动。

作用在电子上的力称为电动势或电动势，其量是以伏特为单位的电压。

电子在外加电动势作用下的流动

为了更深入地了解什么是电流以及它如何在导体中起作用，可以将其与管道中的水流进行比较。这种比较有局限性，但它可以作为电流和电流的一个非常基本的说明。

电流可以被认为是像流过管道的水。当一端施加压力时，它迫使水向一个方向移动并流过管道。水流量与施加在末端的压力成正比。施加在末端的压力或力可以比作电动势。

当对管道施加压力时，或者由于水龙头打开而允许水流动时，水几乎是瞬间流动的。电流也是如此。

要了解电子的流动，每秒需要 62.4 亿个电子才能流向一安培的电流。

常规电流和电子流

关于常规电流和电子流，往往存在很多误解。一开始这可能有点令人困惑，但它确实非常简单。

沿导体携带电荷的粒子是自由电子。根据定义，电路内的电场方向是推动正测试电荷的方向。因此，这些带负电的电子沿与电场相反的方向移动。

电子和常规电流

这是因为对静态和动态电流的初步研究是基于我们现在所说的正电荷载流子。这意味着当时电流方向的早期惯例被确立为正电荷移动的方向。这个惯例一直保留下来，今天仍在使用。

综上所述：

常规电流：常规电流是从正极流向负极，并指示正电荷的流动方向。

电子流：电子流是从负极到正极。电子带负电，因此被吸引到正极端子，因为不同的电荷吸引。

这是至今仍在全球范围内使用的惯例，尽管它可能看起来有点奇怪和过时。

电子或电荷运动的速度

电流的传输速度与实际电子运动的速度有很大不同。电子本身在导体中反弹，可能只以每秒几毫米的速度沿着导体前进。这意味着在交流电的情况下，电流每秒改变方向 50 或 60 次，大多数电子永远不会离开导线。

举一个不同的例子，在阴极射线管内的近真空中，电子以大约十分之一光速以近乎直线的速度行进。

电流的影响

当电流流过导体时，有许多迹象表明电流正在流动。

散热：可能最明显的是产生热量。如果电流很小，那么产生的热量可能非常小，可能不会被注意到。但是，如果电流较大，则可能会产生明显的热量。电火是显示电流如何产生热量的一个典型例子。实际的热量不仅取决于电流，还取决于导体的电压和电阻。

磁效应：另一个可以注意到的效应是在导体周围建立磁场。如果导体中有电流流动，则可以检测到这一点。通过将指南针靠近承载相当大直流电的电线，可以看到指南针偏转。请注意，这不适用于电源，因为磁场交替太快，针无法响应，并且在同一根电缆中靠近的两根电线（带电和中性线）将抵消磁场。

电流产生的磁场在许多领域得到了很好的利用。通过将导线缠绕成线圈，可以增加效果，并可以制作电磁铁。继电器和许多其他物品都使用这种效果。扬声器还利用线圈中的变化电流使振膜发生振动，从而使电子电流能够转换为声音。

电流的一个重要方面是了解导体中可能流动的电流量。由于电流是电气和电子电路中的关键因素，因此了解流动的电流非常重要。

测量电流的方法有很多种。最简单的方法之一是使用万用表。

虽然还有其他测量电流的方法，但这是最常见的。

电流是电气和电子技术中最重要和最基本的元素之一。在电路中流动的电流可以以多种方式使用，从产生热量到使电路切换，或将信息存储在集成电路中。

审核编辑：黄飞