電是怎么產(chǎn)生的

　　現(xiàn)在的電一般由發(fā)電廠來完成，常見的有水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、火力發(fā)電、太陽能發(fā)電等等。下面是小編為大家整理的電是怎么產(chǎn)生的，僅供參考，歡迎閱讀。

　　1、電是怎么產(chǎn)生的

　　我們周圍的物質(zhì)都是由原子組成的。原子本身也有結(jié)構(gòu)，由原子核和核外電子組成。其中，帶負電的電子數(shù)目和原子核內(nèi)帶正電的質(zhì)子數(shù)目相等。當(dāng)兩個物體相互摩擦的時候，一部分電子會發(fā)生轉(zhuǎn)移，這就是摩擦起電的現(xiàn)象，這樣獲得的電性也叫靜電。我們穿脫毛衣時能感覺到被“電”到了，就是靜電重新復(fù)合放電而引起的。

　　金屬導(dǎo)線中有許多自由電子，當(dāng)金屬導(dǎo)線圈在磁場中移動的時候，電子受到磁場作用發(fā)生移動，導(dǎo)線中會產(chǎn)生電壓和電流，這就是法拉第發(fā)現(xiàn)的發(fā)電機原理。值得注意的是，無論電現(xiàn)象有多復(fù)雜，電荷總數(shù)總是守恒的，也就是等量的正負電荷總是同時產(chǎn)生，也同時湮滅。

　　2、電產(chǎn)生的過程

　　要發(fā)電，就需要磁鐵以及產(chǎn)生電的線圈。磁鐵具有吸引鐵等金屬的磁力，這個力所及的范圍，就稱為磁場。在這個磁場中移動線圈，線圈就會產(chǎn)生電。但是，在強大的磁場中，如果不能夠移動線圈(如果不使磁力產(chǎn)生變化)，就無法產(chǎn)生電。

　　火力發(fā)電，利用燃燒煤炭、石油、液化天然氣等燃料產(chǎn)生的熱能，使鍋爐水管中的水受熱成為高溫高壓的蒸汽，并推動汽輪機轉(zhuǎn)動，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。

　　水力發(fā)電，通過筑壩將位于高處的水向低處流動時的位能轉(zhuǎn)換為動能，此時裝設(shè)在水道低處的水輪機受到水流的推動而轉(zhuǎn)動，將水輪機和發(fā)電機相連接，帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，將機械能轉(zhuǎn)換為電能。

　　核能發(fā)電，如利用核能將反應(yīng)堆中的水加熱產(chǎn)生蒸汽，在蒸汽的推動下，汽輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能。

　　太陽能熱發(fā)電，利用聚熱裝置將太陽熱能聚集并加熱水管中的水產(chǎn)生蒸汽，進而帶動渦輪發(fā)電機發(fā)電。

　　拓展：電的簡介

　　電(Electricity)是一種自然現(xiàn)象，指靜止或移動的電荷所產(chǎn)生的物理現(xiàn)象，是像電子和質(zhì)子這樣的亞原子粒子之間產(chǎn)生的排斥力和吸引力的一種屬性。自然界的閃電就是一種電現(xiàn)象。電磁力是自然界四種基本相互作用之一。電子運動現(xiàn)象有兩種：缺少電子的原子稱為帶正電荷，有多余電子的原子稱為帶負電荷。

　　電發(fā)展出了現(xiàn)代電力工業(yè)和電子科技。在現(xiàn)實生活中，電的機制給出了很多眾所周知的效應(yīng)，例如閃電、摩擦起電、靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)等等。人們利用它來使電燈發(fā)光，帶動機械轉(zhuǎn)動等。

　　研究歷史

　　古代發(fā)現(xiàn)：早在對于電有任何具體認知之前，人們就已經(jīng)知道發(fā)電魚（electric fish）會發(fā)出電擊。早在4750年前撰寫的古埃及書籍記載，這些魚被稱為“尼羅河的雷使者”，是所有其它魚的保護者。大約兩千五百年之后，希臘人、羅馬人，阿拉伯自然學(xué)者和阿拉伯醫(yī)學(xué)者，才又出現(xiàn)關(guān)于發(fā)電魚的記載。

　　古羅馬醫(yī)生 Scribonius Largus 也在他的大作《Compositiones Medicae》中，建議患有像痛風(fēng)或頭疼一類病痛的病人，去觸摸電鰩，也許強力的電擊會治愈他們的疾病。

　　阿拉伯古人可能是最先了解閃電本質(zhì)的族群。早于15世紀(jì)以前，阿拉伯人就創(chuàng)建了“閃電”的阿拉伯字 “raad”，并將這字用來稱呼電鰩。

　　在地中海區(qū)域的古老文化里，很早就有文字記載，將琥珀棒與貓毛摩擦后，會吸引羽毛一類的物。2600年前左右，古希臘的哲學(xué)家泰勒斯（Thales, 640-546B.C.）就做了一系列關(guān)于靜電的.觀察。從這些觀察中，他認為摩擦使琥珀變得磁性化。這與礦石像磁鐵礦的性質(zhì)迥然不同；磁鐵礦天然地具有磁性。泰勒斯的見解并不正確。但后來，科學(xué)證實了磁與電之間的密切關(guān)系。

　　近代研究：但是幾千年來，人們只是觀察了雷電等自然現(xiàn)象，并不了解電的本質(zhì)，直到1600年，由于英國科學(xué)家威廉·吉爾伯特的嚴(yán)謹科學(xué)態(tài)度，才開始對于電與磁的現(xiàn)象出現(xiàn)進行了系統(tǒng)性研究。吉爾伯特是英國女王伊麗莎白一世的皇家醫(yī)生，他對于電和磁特別有興趣，撰寫了第一本闡述電和磁的科學(xué)著作《論磁石》。這是一本具有現(xiàn)代科學(xué)精神的書籍，著重于從實驗結(jié)果論述。吉爾伯特指出，不只是琥珀可以經(jīng)過摩擦產(chǎn)生靜電的物質(zhì)，鉆石、藍寶石、玻璃等等，也都可以表現(xiàn)出同樣的電學(xué)性質(zhì)，在這里，他成功地擊破了琥珀的吸引力是其內(nèi)秉性質(zhì)這持續(xù)了2000年的錯誤觀念。吉爾伯特制成的靜電驗電器可以敏銳的探測靜電電荷。在之后的一個世紀(jì)，這是最優(yōu)良的探測靜電電荷的儀器。

　　先前，意大利數(shù)學(xué)家和醫(yī)生吉羅拉莫·卡爾達諾列出一些電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象的不同之處。從卡爾達諾的結(jié)果，吉爾伯特得到很多啟發(fā)，他提出更多分歧之處：帶電物質(zhì)會吸引所有其它物質(zhì)，而磁石只會吸引鐵器；琥珀需要磨擦才能產(chǎn)生電性，而磁石不需要任何動作；磁石會將物體按照某定向排列，而帶電物質(zhì)則只會吸引其它物質(zhì)。吉爾伯特創(chuàng)建了新拉丁術(shù)語“electrica”（類似琥珀，從“λεκτρον”，“elektron”，希臘文的“琥珀”），意思為像琥珀的吸引方式一般的那些物質(zhì)。

　　由于他在電學(xué)的眾多貢獻，吉爾伯特被后人尊稱為“電學(xué)之父”。后來，從“electricus”又衍生了英文詞語“electric”和“electricity”，這兩個英文字最先出現(xiàn)于托馬斯·布朗的1646年著作《世俗謬論》（Pseudodoxia Epidemica，英文書名《Vulgar Errors》）。之后，科學(xué)家奧托·馮·格里克、羅伯特·波義耳、史蒂芬·葛雷（Stephen Gray） 、查理·杜費（Charles du Fay） 等等，都做了更進一步的研究。

　　十八世紀(jì)：1767年，約瑟夫·普利斯特里做實驗發(fā)現(xiàn)，在帶電金屬容器的內(nèi)部，電作用力為零。從這實驗結(jié)果，他準(zhǔn)確猜測，帶電物體作用于彼此之間的吸引力與萬有引力都遵守同樣的定律。1785年，查爾斯·庫侖用扭秤（torsion balance）做實驗證實了普利斯特里的猜測，兩個帶電物體施加于彼此之間的作用力與距離成平方反比。他奠定了靜電的基本定律，即庫侖定律。于此，電的研究已提升成為一種精密科學(xué)。

　　1791年，路易吉·伽伐尼發(fā)現(xiàn)，假設(shè)將青蛙與靜電發(fā)電機連結(jié)成閉合電路，然后開啟靜電發(fā)電機，則青蛙肌肉會顫動。這實驗演示出，神經(jīng)細胞倚賴電的媒介將信號傳達到肌肉。他因此創(chuàng)建了生物電學(xué)術(shù)領(lǐng)域。1800年，亞歷山大·伏打伯爵將銅片和鋅片浸于食鹽水中，并接上導(dǎo)線，制成了第一個電池：伏打電堆，堪稱是現(xiàn)代電池的元祖。伏打電堆給予科學(xué)家一種比靜電發(fā)電機更穩(wěn)定的電源，能夠連續(xù)不斷的供給電流。

　　1820年，漢斯·奧斯特在課堂做實驗時意外發(fā)現(xiàn)，電流能夠偏轉(zhuǎn)指南針的方向，演示出電流周圍會生成磁場，即電流的磁效應(yīng)。隨后，安德烈·瑪麗·安培對于這現(xiàn)象做定量描述，給出安培力定律與安培定律。他們兩個人的研究成果成功地將電與磁現(xiàn)象連結(jié)在一起，共稱為“電磁現(xiàn)象”。應(yīng)用這理論，可以制作出來磁性超強勁于天然磁石的電磁鐵。1827年，格奧爾格·歐姆發(fā)展出一套精致的數(shù)學(xué)理論來分析電路。

　　十九世紀(jì)：1831年，麥可·法拉第與約瑟·亨利分別獨立地發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)──磁場的變化可以生成電場。1865年，詹姆斯·麥克斯韋將電磁學(xué)加以整合，提出麥克斯韋方程組，并且推導(dǎo)出電磁波方程。由于他計算出來的電磁波速度與測量到的光速相等，他大膽預(yù)測光波就是電磁波。1887年，海因里希·赫茲成功制成并接收到麥克斯韋所描述的電磁波。麥克斯韋將電學(xué)、磁學(xué)與光學(xué)統(tǒng)合成一種理論。

　　1859年，德國物理學(xué)家尤利烏斯·普呂克將真空管兩端的電極之間通上高壓電，產(chǎn)生陰極射線。物理學(xué)者發(fā)現(xiàn)，陰極射線是以直線傳播，但其傳播方向會被磁場偏轉(zhuǎn)。陰極射線具有可測量的動量與能量。1897年，約瑟夫·湯姆孫做實驗證實，陰極射線是由帶負電的粒子組成，稱為電子，因此他發(fā)現(xiàn)了電子。

　　十九世紀(jì)早期見證了電磁學(xué)快速蓬勃，如火如荼的演進。到了后期，應(yīng)用電磁學(xué)的先進知識，電機工程學(xué)開始了一段突破性的發(fā)展。例如，亞歷山大·貝爾發(fā)明了電話、湯瑪斯·愛迪生設(shè)計出優(yōu)良的白熾燈和直流電力系統(tǒng)、尼古拉·特斯拉發(fā)展完成感應(yīng)電動機和發(fā)現(xiàn)交流電、卡爾·布勞恩改良成功裝置在顯示器或電視機里的陰極射線管。由于這些與其他眾多發(fā)明家所做出的貢獻，電已經(jīng)成為現(xiàn)代生活的必需工具，更是第二次工業(yè)革命的主要動力。

　　二十世紀(jì)：德國物理學(xué)者海因里希·赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)，照射紫外線于電極可以幫助產(chǎn)生更多電花。這就是光電效應(yīng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象。包括約瑟夫·湯姆孫、菲利普·萊納德在內(nèi)的物理學(xué)者們，對于光電效應(yīng)的做了很多理論研究與實驗研究。1905年，阿爾伯特·愛因斯坦發(fā)表論文對于光電效應(yīng)的眾多實驗數(shù)據(jù)給出解釋。愛因斯坦主張，光束是由一群離散的量子（現(xiàn)稱為光子）組成，而不是連續(xù)性波動。假若光子的頻率大于某極限頻率，則該光子擁有足夠能量來使得金屬表面的電子逃逸，產(chǎn)生光電效應(yīng)。這個重要發(fā)現(xiàn)展開了量子物理的大門。

　　1901年，古列爾莫·馬可尼從英國發(fā)射無線電訊號，越過大西洋，傳送至加拿大。5年后，“無線電之父”李·德富雷斯特研究出真空三極管。這重大發(fā)明推動電子時代急速向前推進，使得無線電與長途電話科技不再是遙不可及的夢想。到了1940、1950年代，固態(tài)原件開始在越來越多個場合得到應(yīng)用，這標(biāo)記著真空管科技的快速沒落與半導(dǎo)體科技的崛起。1947年，貝爾實驗室的威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布喇頓工作團隊發(fā)明了晶體管。這是二十世紀(jì)最重要的發(fā)明之一，凡是電子器具大多都須要用到晶體管。杰克·基爾比于1958年和羅伯特·諾伊斯于1959年分別獨立發(fā)明集成電路。現(xiàn)今，大量晶體管、二極管、電阻器、電容器等電子原件都可以被裝配在單獨的集成電路里。

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