从量子角度看电势能、电阻、电流及电路发热

前面谈了电，电阻、电流，现在从量子角度再来看电阻、电流传输及热量传递。

电的本质；任何物体相互间产生了运动如摩擦、碰撞、挤压、震动、冲击、推动等，使物体间的能量发生了转换，动能转变为势能。也就是说电是一种力量或能量的集聚，是动能转换为了电势能。

先从水力发电说明电流；水从一百多米的三峡大坝口冲下，带动发电机叶轮上连接的线圈切割磁力线，由于磁力线对导线中金属原子的摩擦、碰撞、挤压而使水的动能转换为电势能。

水的高位势能变成动能，冲击发电机叶轮旋转。发电机转子旋转切割磁力线，磁力线对转子导线线圈里的金属原子进行摩擦、碰撞、挤压，使金属原子上得到从动能转换变成的高压电势能。也就是将水的高位势能，在这里转换变成了电的高势能，而这高位电势能就能为负载作功。

在超导温度附近用人力发电；用手拿永磁体对线圈作相对反复运动，〔动能〕使磁力线对金属导线中的原子核、电子产生摩擦而形成电势能，〔势能〕完成力量转换，这也是一种发电方式。原理与水力发电道理一样；在这里是用人手中的永磁体反复运动，使磁力线对电路中的金属原子摩擦、切割、碰撞〔动能〕使金属原子产生电势能〔势能〕。由于超导温度下没有电阻，因此电势就没有损耗，所以电势可以在电路中长期流动而不会消失。电路中的电势能量，等于手作运动的能量。而在常温下用此方法也能发电，但手停止运动，电就会消失。这是因为常温下线路中有电阻存在，电能被电阻消耗。其它发电道理相差不多。见前解释。

作超导实验时的发电与约瑟夫逊效应；作超导实验时发电方法是一样的，但是有人把约瑟夫逊效应当作神秘事件来处理，认为这一重要发现为超导体中电子对运动，和用量子理论研究超导提供了证据，对超导现象本质的认识更加深入。其实是他们没有看出都是用人的手拿永磁体在反复运动、切割、摩擦导线中原子，使动能变为电势能，而发出的每秒只有几次频率的交流电。见《迈斯纳效应和约瑟夫逊效应看法》

问；发电时电路中并没有一个水分子进入，那强大的电势流从哪里来？世上有“带电粒子”吗？它是什么变成？如果电流是发电设备与导线中的物质电子组成，那么几天的负载应用就会将发电机、导线等消耗干尽。但是长期的应用它们并不消耗，这其中的原因是为什么？

答；电路中的电流不是发电设备与导线中的物质电子组成的，只能是水的高位势能转换为发电机的动能。由于叶轮的旋转运动，线圈中金属原子被磁力线摩擦、切割，使动能产生了电势能。所以电路中是水的高位势能，转换形成为电势能在导体中在流动，由电势能进负载使势能变动能作功，完成能量转换。

发电机每秒50周的频率把水的高位势能转换为电势能，向电路中以50次的振动频率30万公里的速度，为负载传输波动、振动能量。如同汽锤的上下运动，活塞对发动机的往复循环，向负载反复抖动传递的力量作功。

P表示功率，单位 “瓦”，符号是“w”。W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”。t表示时间，单位是“秒”，符号是“s”。因为W=F(f 力)*s(s 距离)(功的定义式)，所以求功率的公式也可推导出P=F·V(F为力，V为速度)。P=W/t=FV=FL/t。

在负载里是把电势能转变为动能，而消耗水势能作功。所以导线内是水的势能，所转换成电势能形成的波动、振动力量的运动距离为负载作功，不会有什么带电粒子在电路中只是运动就能作功。想一下，在电场力作用下 “带电粒子”作定向运动怎样为负载作功？难道负载可以吃下“带电粒子”？

因而电路中 “带电粒子”在电压作用下定向流动，向负载作功的解释是错误的。因为实心的金属导线进不了任何物质的粒子，是波动的力量在电路中传递，以势能转动能为负载作功。

欧姆定律； http://s1/mw690/003skJ6Cgy6ZorlaELu40&690电压v等于电势能，由于在超导下，电阻r为零，所以电路中的电流等于电势能或电势无穷大。

因在超导温度下，把电流的本质表现得淋漓尽致，所以欧姆定律是正确的。而现在教科书的说法；是电场力使带电粒子作定向运动而为负载作功是错误的。

其实现在也知道电流是电势能在导体内定向运动，但是现实中由于无法用电势流动解释电阻的问题，只能把电势想象成是带电粒子运动，碰撞自由电子而消耗了能量解释为电阻。但是带电粒子怎样进负载作功，机理是什么大家想过吗？

现代将电流当成是带电粒子在导线中作定向运动的说法是有问题的。错误的原因，是把组成金属基本粒子中有一种叫“电子” 物质的名字取错，造成人们概念混乱而犯的错误。所以“电子”的名字应该早日更改。

在常温下，需要消耗电能才能将原子之间的距离消除，使原子之间靠拢。而为之所消耗的能量叫电阻。而在超导温度下，由于冷缩使原子之间自己靠拢，因而不需要另外消耗电能，就能消除电阻。所以电势能可以几年流动而不会消失，由于原子间没有间隙，磁力线也就不能通过金属导线。所以超导现象是电阻、电流、磁力线的照妖镜，使它们的本质原形毕露。如果没有超导现象，要发现它们的本质很难！

再从量子角度看电流传输；电路中消耗电能，使原子相互之间靠拢，为的是高效传递电势力量、能量。如果原子之间留有间隙，力量的传递就会受阻。只有原子之间没有间隙，才容易把力传递到远方。这道理就像用手去推三个人，如果有间隔，力就传不到远处的人。只有让三人靠拢没有距离，才能很容易把力传递到远处的第三人身上。要让三人靠拢所消耗的力叫电阻。〔比喻〕

当电路接通，原子在电压差的作用下，把原子相互之间距离消除，使原子靠拢，而传递波动的电能。

那么从宏观上看，电线就应该缩短。为什么平常很少看见电线缩短现象？

答；这是因为平时电路负载较小，只需很小的的电流就能满足，通电时只需少量原子组成的通路就能传送，就像有一百条公路，由于车少，只需几条路就够用了。当消耗电功较小时，电势能会从附近将其它空闲道路的原子拉来弥补此路因间隙消除产生的空位，所以看不见电线缩短。只有在需要大电流的情况下，由于需要线路中每一条通路通电，在电路接通时，由于原子间的空隙被电势压制而消失，电线瞬间会因缩短而产生抖动、摆动，这时应能测量到电线有一定缩短。由于在大电流的应用，电线又会发热而产生热膨胀使电线变长。

所以电势能将分散的原子们相互靠拢所用的力叫电阻。原子靠拢后，电势能以每秒30万公里速度、50次的振动、波动，对原子组成的通路，振动着在线路中传递能量。像发动机活塞、汽锤的往复运动对负载作功。

原子就像一串串糖葫芦样连接在一起，组合成一条条金属固体通路，电势能才能在通路上波动前进。电势能的运动有以下几种情况；

1在低温时的超导温度下，原子核由于冷缩，相互靠拢而不能自转，使“电子”被吸引落入核的表面。因为导线中没有“电子”存在，这时的原子就等于原子核，自然也就没什么“库珀对”的存在。电流由原子组成的金属通路上传输电势能。由于没有电阻消耗能量，因而电势能可以在电路中长时间循环不会消失。

2在常温与高温下，由于原子核被电能压在一起连成串而不能自转。但是核里面的“电子”还是会在核内旋转，向核外部传递旋转力量与热量，此旋转力量与热量的增加，会使更多的外层”电子”由于热膨胀力产生的排斥力，超过核对其的合聚力，使“电子”会飞离核表面。由于核不能自转，轨道上的“电子”就不会绕核公转，只会在离核一定距离上飘浮，由于原子核组成的通路在电势作用下振动，“电子”在核的引力作用下，只能随着核的50次秒的振动，也跟着跳动。这就像两个同性相斥的磁铁，在引力作用下欲作相同运动。但是由于核振动太快，“电子”们由于距离、角度等不同，就会跟不上核运动的节奏，使“电子”间产生相互碰撞、摩擦、挤压等，因而会使“电子”产生无规则跳动、摩擦、碰撞，而生电、生磁、生热。〔这些电磁和热从导线外传递，使导线发热能检测到电磁波外泄〕，造成电路中生成更多的热量向核内传递。由于核发热量增大，就会有更多的“电子”因热膨胀力而产生的斥力大于引力，飞离原子核，使核变小，使传输电的能量变弱。由于产生的热量比散失的热量更多，而使导线更加发热，进一步造成核内“电子”逃离，形成为恶性循环，最后使核内“电子”全部逃离，使此通路消失。由于有部分原子核组成金属通路因熔断而消失，使其它的道路负载压力更大，会生成更多热，使更多的原子核组成的通路消失，最后造成导线被热熔断，形成断路现象。这就是通电线路发热及造成断路的原因，电阻丝发热、灯泡发光道理一样。

由于断路，压制原子核连接在一起的力消失，微观看；原子核又会恢复到之前有序的在各自轨道作自转运动，而“电子”又会在原子核自转引力带动下绕核公转。由于温度下降，原子核以球状形作向里收缩运动，〔与环境升温作球形膨胀相反〕因“电子”在核外正常旋转而没有相互摩擦，使散热加快，所以温度很快会下降到与环境温度持平水平。宏观看；线路从高温降到低温，使导线变短、变细到常温态。

对此，宏观的星球转动与微观量子的旋转运动的问题，都能用热平衡原理就能给予说明。在天文中；由于岩浆在球体内需要热平衡，因而在内部进行流动、旋转，就能带动星球跟着旋转。同样道理，布朗运动是因热平衡，使水分子的蒸发，造成水分子作不规则运动。量子的旋转运动，也是由于热平衡原理，使“电子”在原子核内旋转，带动核跟着旋转运动。因而世上的运动都是由热平衡直接或间接而引起。一个简单热平衡原理就能将宏观与微观统一起来，这就是真正的大统一！看来解决复杂问题用简单方法，不需复杂计算，大道至简！！

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2014.12.4.于重庆沙坪坝