电流有速度吗?如果有,是多少?

风景一一


电流有速度吗?答案是肯定的!与光速相等——3×108m/s。

大家知道,电荷的定向移动形成电流,金属是最重要的导体,在金属导体中定向移动形成电流的是自由电子,自由电子带负电,因此,在金属中形成电流时,自由电子实际移动方向与电流方向相反。

电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因。没有电压时,金属导体中的自由电子做无规则热运动,同时,在金属的空间点阵的结点上有不停地做无规则热运动的原子或正离子,自由电子会与空间点阵不停地碰撞。因此,自由电子的运动是杂乱无章的,在任何一个方向上的平均速度都为0,因此,金属导体中没有电流。当在金属导体两端加上电压时,金属导体中就建立了电场。金属导体中的每一个自由电子都在电场力的作用下发生定向(与电场方向相反)移动。自由电子在无规则热运动的基础上,又多出一个定向移动,这个定向移动形成了电流。同样由于空间点阵的存在,自由电子不停地受到碰撞,所以,自由电子定向移动的速度十分缓慢,比如,在一般铜导线中,自由电子定向移动的速度不超过十分之几mm/s。但电流的速度与自由电子实际定向移动速度并不是一回事,电流的速度是电场的建立速度——3×108m/s。对此,有人打比方,好比是在操场的跑道上站满人,现在发出“齐步走”的号令,所有人听到号令一起运动起来。



类似的,金属导体中各处都有自由电子,只要两端建立起电场,等于发出指令,各处自由电子就都发生定向移动,就形成电流,所以电流的速度就是建立电场的速度,并不是自由电子实际移动速度。


甜甜向上314159


电流是有速度的!

但首先要区分是电子本身运行的速度,还是电流在开启时到用电端的速度!

如指电子在导体中的运行速度,那出乎很多非专业人士的意料,是很慢的。每秒约二米!

但在实用上,当我一开启电源时,为什么用电端不管距我多远。立马就有电了呢!那是因为电流的速度是每秒30万公里!

所以电子的速度与电流的速度是有认知上的区别的。

为什么?因为假如令某一指定的电子运行,加给它电压时,其行速是二米。但导体中是充满电子的,被指令运行的这个电子,其实是挤压了其他电子运行的。所以一加电势(电压)用电端立马就有电子被挤进用电端,这速度就是每秒30万公里!

所以我们也可以这样说,电子运行的速度是每秒约2米。电流的速度是每秒30万公里!

这里边会产生很多离奇和认知上的问题,网友们可以讨论!


干杯安德烈


电子的流动的原因是收到了电场的作用,电子虽然流动的慢,但电场的速度是以光速传播的,所以电路中的电子是同时开始流动的,也就是电路上各点同时产生电流,并不是电子从导线头移动到导线尾时才产生电流。


潘老师物理


电场的速度是光速,而电流的传播速度不是电子的运动速度,而是是电场的传播速度。电荷定向移动形成电流。由于导体内的各种散射机制,电子的最大定向速度受制于材料特性。当闭合开关后,电源以光速在电路中建立起电场,并且驱动电路导电材料中的自由电子几乎同时沿着与电场方向相反的路径发生漂移运动,由此出现了电流,电流的速度是比较慢的,一般就是几米/秒这个样子了,请关注:容济点火器

简单证明:J=nev(矢量)

金属导体中:n=10^23

对于1A/mm^2来说,

J=10^6A

e=1.6*10^19C

则:v(数值)=6*10^-5m/s

并没有很大的动能。电能实际上是由电磁场传递的。

定义:

1) poynting矢量:S=E*H描述电场能流密度。

2)电场能量密度 w=w(x,t)=1/2ε0E^2+1/2(1/μ0B^2)

设d电路某处的载流子密度为a, 载流子电荷量为q, 横截面积为S,

那么在时间dt内,通过的电荷量dQ=qa*S*(vdt)

I = qavS, v = I/(qaS)

当闭合开关后,电源以光速在电路中建立起电场,并且驱动电路导电材料中的自由电子几乎同时沿着与电场方向相反的路径发生漂移运动,由此出现了电流。电子的漂移速度V与电场强度E的大小成正比,即:v=μE,这里的v是电子漂移速度,而μ叫做电子的迁移率,E当然就是电场了。电子的漂移运动形成的电流密度J为:J=nev。这里的n是自由电子的密度,e是电子电量。

可以计算出,对于直径为1mm的铜导线,当流过的电流为1A时,导线中自由电子的漂移速度仅仅为0.1mm/s。比起电场的光速来,找个速度是非常慢的。

有人通过示波器测量,2G采样率 1m触发延迟3.44ns电场建立速度:290697674.4m/s

400m触发延迟1.4us左右

电场建立速度:285714285.7m/s


容济点火器


好比一根管子内装满挤满了钢珠(钢珠比作电子管子好比导体),从一端加力另一端的钢珠立即跑出来,这样就形成了电流,这个流动的速度也叫电流速度。它的速度每秒30多万公里,也就等于光速度。以上是我本人对电流速度的认识不妥之处多请师友指正。


老电工207390401


电子有质量吗?答案是有,学过物理的人都知道,电子的质量为9.10956×10-31kg。我们又知道,根据爱因斯坦的相对论所说,有质量的物质不可能达到光速。因此,电子的运行速度一定小于光速,但又无限接近。

再说,电流是什么?

电流要在导体中移动,为什么非得有导体呢,不能像光一样在真空中行进吗?答案是不行,因为导体有这样的特点,先看看导体中有什么:

中子+质子=原子核

原子核+电子=原子

中子 = 质子+电子+中微子

质子 是合成粒子,属于费米子,有夸克组成

电子 属于基本粒子,目前无法细分更小,属于轻子类

而相对费米子还存在一种不具备质量的玻色子。

导体的特点是,其中存在各种粒子,有些粒子是电流移动必不可少的。

当,一个导体的接入电网后,导体内部就会形成电场和磁场,从而产生电压。此时带负电的电子就会活跃起来,带正电的质子静止不动,而带负电的电子获得能量后,就能够挣脱质子的束缚离开质子,而他原来的位置又会被新的电子取代,只要导体链接着电源电源,电子的这个动作就会反复上演,形成电流。

因此,电流是有速度的,但他的速度比光慢,却很接近光速,因为这个能量载体的质量实在太小了,轻到可以忽略不计。

你认为呢,书上说的跟光一样的速度可信吗?





科学小将


电流的速度即光速,而且电流速度并不能单凭这些现象来反映出来的,这些现象会和电容,电阻等有关系。


11yueyu


电流越大,充电的速度越快,电流越小,充电的速度相对也就慢一些。比方说太阳能板,太阳能板在并联的情况下,它就会增加它的电流,而在串联的情况下就会增加它的电压,如果病人给手机充电的速度就非常快,如果要是串联的电压,它的电压高,但是充电的速度并不快。我对太阳能板比较感兴趣,太阳能板的电流一般情况下是并联,如果电压太高了也不行。以后我们我们将淘汰传统的能源像石油,火力发电,他会给咱们地球带来污染,而取而代之的就将是电力,太阳能风能发电。也许再过几年满大街跑的都是电动汽车了,再也没有排尾气的汽车了。喜欢玩太阳能的朋友们,大家关注我。互相交流经验。


能充电的三级包


电流没有速度,只有大小,单位是安倍。但是电流的传播速度是光速。

电荷是在电场的驱动下运动。电场的传播速度是光速,电场传播到的地方,电荷就会运动形成电流。这和高速公路类似,虽然车速很慢,但是所有的车一起运动,在任何地方都有车流形成。

虽然电荷有运动速度,但是电流的定义是单位时间通过的电荷量,只有大小没有速度。它和电荷速度只有间接的关系:同样的电流,导体中电荷多,电荷通过的速度就慢;导体中电荷少,电荷通过的速度就快。


飞鱼科普


首先电流是有速度的。

电流是一种波,波是有速度的,电流的速度接近光波,三十万公里每秒。这个是通过理论测量出来的,光波的速度是按照真空环境测量出来的。光在其他戒指中传播的时候有一个系数v。电流在导体中传播也是有系数的。通常情况下电流的传播速度小于光速,20~29万公里每秒。