金属中的电流和电流方向_教学参考-查字典物理网

金属中的电流和电流方向

查字典物理网 2012-12-29

一切固态金属都是晶体，在它的空间点阵的结点上有不断做无规则振动的原子或正离子，自由电子则在空间点阵间做无规则的热运动，不断地和空间点阵相碰撞。

金属导体两端没有电压时，也就是金属中没有电场时，自由电子的运动完全是杂乱的，就像气体分子的热运动一样，在任何一个方向上的平均速度都等于零，因此在平常情况下金属中没有电流。

给金属两端加上电压，使金属中产生电场。这时每个自由电子都将受到电场力的作用，而发生与电场方向相反的定向运动。所以金属中有电场存在时，自由电子除了无规则的热运动外，还多了一个定向运动，就是这个定向运动形成了金属导体中的电流。

需要指出的是，自由电子热运动的速度、自由电子定向运动的速度、电流传导的速度是完全不同的。在通常温度下，电子热运动的速度大约是一百千米每秒；在一般铜导线中，自由电子定向运动的速度不超过十分之几毫米每秒；电流的传导速度跟电子定向运动的速度毫无关系，它是电场的传播速度，这个速度等于光速──300000km/s。

关于电流的方向，为什么科学上一直沿用“正电荷移动方向为电流方向”的说法，是由于这个规定对正确研究电现象并无妨碍。至于规定与实际不符的问题，只是在金属等靠负电荷导电的导体中才存在，在导电的液体中，同时有正、负离子向相反方向移动，哪个规定都不尽符合实际。在某些情况下，电流确实由带正电的微粒（如α射线）形成的，则规定与实际相符。

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