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一直纠结,电源存不存在内外电场?内外电场的场源就是电极上的累积电荷吗?这就是电源电压的来源? 第1页

  

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内电场是等效出来的,没有物理存在的内电场。


更准确点说:不同的发电装置获得能量的方式不同,不能一概而论;但除了变压器/开关电源之类电能变换器,不存在什么“内电场搬运带电粒子、对外输出电流”这回事。


首先,不能用比喻理解问题。水泵的比喻和电源八竿子打不着(事实上,哪怕是水泵,也不存在什么“内部水压场”:常见的离心式水泵是通过输入动能把水加速、从而把水“甩”到高处的,也就是动能转换到了势能)。


然后,对于不同发电装置:

  • 发电机

带电粒子在磁场中运动,会受到磁场的偏转力矩。这个力矩不做功,但能够改变带电粒子的运动方向。

因此,我们输入机械能,使得导线在磁场中运动时,磁场就会偏转导线中的带电粒子,把我们输入的、导线整体向前方的机械能转换成沿着导线方向(横向)的电场能——继而对外输出电流。

这个过程和水泵叶轮的作用非常相似。

  • 化学电池

化学反应(氧化-还原反应)本身就是电子得失的过程。

我们精心选择了阳极/阴极材料,使得它在反应中总是得到/失去电子,这就在两级之间产生了电场——然后就在外部回路中产生了源源不断的电流。

  • 太阳能电池

类似化学电池,一些材料会被光子打出靠近表面的自由电子,使得这类材料带正电;而放在旁边的导电体就可能吸收被打飞的电子而带负电。连接两者的导线中就出现了电流。


显然,这些装置里面都不存在什么“搬运电子的内电场”;但为了方便讨论,我们可以把所有这些不同的效应等效为一个电场。这在科研、工业上面是一种方便且有效的技巧。




  

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