电路
当你加载电池在电子设备中,你不是简单地释放电流并将其发送去执行任务。带负电的电子希望移动到电池的正电部分——如果它们必须在到达那里的路上加速你的个人电动剃须刀,它们就会这样做。在一个非常简单的层面上,这很像水流下的小溪,被迫转弯水从A点到B点。
你是否使用电池,一个燃料细胞或者一个太阳能细胞要发电,有三个条件总是一样的:
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- 电源必须有两个端子:一个是正极,一个是负极。
- 电源(无论是发电机、电池还是其他东西)会在一定的电压下将电子从负极推出。例如,一个AA电池通常希望以1.5伏的电压将电子推出。
- 电子需要通过铜线或其他导体从负极流向正极。当有一条从负极到正极的路径时,你有一个电路,电子可以在导线中流动。
您可以附加任何类型的负载,例如灯泡或电动机,在电路的中间。电源将为负载提供动力,负载将执行任何设计执行的任务,从旋转轴到产生光。
电路可能会变得相当复杂,但基本上你总是有电源(比如电池),负载和两根电线来在两者之间传输电力。电子从源移动,穿过负载,回到源。
移动的电子有能量。当电子从一点移动到另一点时,它们能做功。例如,在白炽灯中,电子的能量被用来产生热,热反过来又产生光。在电动机中,电子中的能量产生了一个磁场,这个磁场可以与其他磁场相互作用磁铁(通过磁性的吸引和排斥)来创造运动。由于电机对日常活动非常重要,而且从本质上讲,它们是一台反向工作的发电机,我们将在下一节中更详细地研究它们。