现代理论认为,电源的电动势形成了电压,继而产生了电场力,在电场力的作用下,处于电场内的电荷发生定向移动,形成了电流。即导体中的自由电子在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。电子真的在导体中作定向移动吗?这个问题值得商榷。
电源(电压)是产生电流的必要条件,没有电源电流就无从谈起。我们研究电流的流动,必须研究电源的运动,即产生电源的运动及电源的本质。
首先,我们研究机械能转化为电能的电源是怎样产生的。
由轴承及端盖将发电机的定子,转子连接组装起来,使转子能在定子中旋转,做切割磁力线的运动,从而产生感应电势,即转子在磁场中做周期运动,这与波源的运动形式相同。也就是说,产生电源的运动(也可以说是驱动力)是周期的。那么电流的运动是电子的定向移动还是电子做周期振动带动周围的电子做同样的振动形成的?我认为,电流在导体的“流动”是以“波”的形式在导体传播——流动的,传递的是电源的运动形式。电流在导体的流动是以波的形式流动的。电流的“流动”是运动(震动)电源状态方式,是由于某种“激励”例如运动磁场激励导致的。也就是说,由于某种运动使正电荷、负电荷的相互作用偏离了原来的平衡位置,便产生电压、通路时即形成电流。电源就是一个矢量“矩阵”,形成电源的装置就是一个能是导体内部电荷偏离平衡位置的力——电场力。由于周期性驱动(机械运动)运动使正、负电荷偏离原来的平衡位置(电荷有回到原来平衡位置的趋势),出现正、负电荷的“一前一后”的相对位置。这一相对位置的改变能驱动其他正、负电荷有同样的相对位置的改变,这样便形成了电源(电压),有通路时便形成了流动的电源形式——电流波形,即电流。也就是说,电流就是电源“矩阵”的连锁反应,并非电子在导体流动。即电流的“流动”是电子规律周期振动的结果,流动的是电源的形式,质点(正、负电荷)并不随波的传播方向移动,只是在平衡位置振动。
其次,原电池电源是怎样产生的(直流电的形成之一)。
原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。也就是说,不是氧化剂、还原剂有效碰撞完成的,而是形成电源的矢量矩阵,即原电池形成电源的原理是通过化学能——氧化还原反应,使电源导体正、负电荷失去原来的平衡状态,并且是由于正、负电荷在导体内部不相等的,形成了力的矢量“矩阵”。我们知道电子在导体的运动接近于光速,瞬间形成不均衡的极性导体,即是电源。电源导体的正、负电荷脱离原来的平衡位置,相当于使作为电源的导体(也就是发生化学那段导体)发生化学反应的正、负电荷同时移动离开原来的位置,即电源导体瞬间形成正、负极,并且负极负电荷多余正极的正电荷,电解液中电负性的的阳离子在负极得到电子被还原,因为是通路便形成电流,否则就是干电池形式的电源,只发生极其缓慢的氧化还原反应。电解质溶液、电极确定,原电池产生的电压便确定。
第三,核能转化为电能的电源是怎样产生的
它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。也就是说,核能发电的原理,是核能转变为机械能发电的,所以核能形成电源的机理和机械能相识,这里不再赘述。
最后,电流波的图像
众所周知,交流电的图像是周期变化的正弦波。直流电的图像似乎不是周期变化的图像,其实不然,直流电的图像也是周期变化的波形,可以理解为周期较大的波形图像。用干电池产生的电流来说明:假设外电路不变,干电池产生的电流会随着时间的推移逐渐减小,最后变为零,我们再换一节新电池还会出现同样的情况,不就是周期较大的波形图像吗?
综上所说,电源一定是一段导体,并且这段导体必须具备:正、负电荷形成的特殊矢量“矩阵”。不论是直流电、还是交流电;不论是机械能产生的电源,还是化学能(原电池)产生的电源;都是使正、负电荷偏离平衡位置运动——形成矢量矩阵。