串联时,电流为什么相等?

2020-08-28 财经 94阅读
电流是一个宏观的物理量,电流是导体之中的导电粒子在电场力的作用下做定向运动的一个宏观表现,在金属中,导电粒子是电子,在电场力的作用下电子会在大速率无规则热运动的基础上附加一个小速率定向运动(一般在常温下金属中自由电子热运动平均速率的数量级为10^5m/s,而漂移运动平均速率的数量级为10^-4m/s,它们之间相差109倍,所以自由电子定向移动的速率极小。当接通电源的瞬间,电场就以光速向它所涉及范围立即传送,因而使导线各段中的自由电子几乎同时在电场作用下定向运动形成电流。通常把电场传播速率就作为电流传导速率,所以接通电源,电路里的自由电子几乎同时立即开始作定向移动,使整个电路.中几乎同时形成了电流。)
之所以说电流相等,是因为根据物质不灭(普通生活中,特殊情况另有他论),形成电流的电子是不会凭空消失或产生的,在一段导体中,根据统计规律(注意,这里无法使用微观原理解释,因为这是大量粒子无规则热运动的宏观表现)粒子数目是一定的,因此可以推断,流入与流出导体的电子数目在宏观上是相等的(又是宏观,因为微观上可能某一时刻并不相等,但是这种微观上的不相等会因为大量电子的无规则行为而互相抵消,在宏观上表现出恒定不变)。这就是为什么说串联式电流相等。
ps.你这种提问的方法本身就非常不合理,宏观和微观是不可分割的,微观世界充满了无规则行为,这些行为在微观视角看来是没有丝毫规律的,是一种完全随机的行为,但是通过宏观统计,这些无规则行为表现会表现出某些性质来,因此脱离宏观,纯粹使用微观原理来解释宏观问题本身是不现实的
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