没有找到关于电流的热效应和磁效应在微观上的详解。而一般科普认为电流的热效应是导体中自由电子的运动被阻碍碰撞的结果,对此,可以尝试做这样的一个实验来验证一下:
因为普通的玻璃棒和橡胶棒不是导体,它们没有自由电子,所以不会产生电流。让用丝绸摩擦过的玻璃棒(带正电荷)与用毛皮摩擦过的橡胶棒(带负电荷)在真空中接触,看它们是否会发热?这实验是个精细活儿,因为产生的电荷很少,实验效果不会很明显,但以现今的技术手段还是能够测量的。如果实验产生了热效应就说明只有当正、负电荷相遇并结合在一起才可以产生电流的热效应
一般的导体既可以让正电荷通过,也可以让负电荷通过,即正、负电荷可以以光速c在同一条路上相向而行,其结果就难免会有部分正、负电荷相撞并结合在一起生成电荷对,继而带动导体原子产生热运动,表现为电流的热效应;同时,另一部分正、负电荷并不会相撞,而是在特定条件下实现相互环绕运动,类似于安培的“分子电流”,这就是电流的磁效应。非超导状态(电解液除外)电流的热效应和磁效应都是同时存在的(通电的白炽灯的灯丝也会产生磁场,这个我试过)
超导就是让导体的结构在特定条件下发生改变,让正、负电荷实现分流,这样它们就再也不会相撞在一起,只能相互环绕运动,就只有电流的磁效应,表现为电阻的消失和完全抗磁性
因为书已不可找,网上也搜索不到相关内容,所以仅凭记忆再顺便讲一下电容器充、放电的过程(原教材是有配图的):
1,接通电路给电容器充电。此时连接在电路中的电流计指针不动,表明此时电路中没有传导电流。麦克斯韦认为此时电容器极板上变化的电场产生磁场,变化的磁场又产生了“位移电流”,因为这个“位移电流”不发生电流的效应,所以电流计指针不动。实际上这个变化的电场所产生的磁场是检测不到的,故“位移电流”只能是假想的
2,充电之后,断开电源,联通电路,此时电流计的指针发生偏转,表明此时电路中有了传导电流
以上(1、2)过程,用“自由电子的定向运动产生电流”是很难解释的,多亏了“位移电流”的假说。但用“导体中正、负电荷的定向运动产生电流”解释起来就容易多了:1,充电时,因为只有一种电荷通过电流计,所以不会产生电流的磁效应,故电流计指针不动;2,放电时,正、负电荷分别从电容器的两个极板流向电流计,并最终在电流计的线圈中产生磁效应,指针偏转
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