金屬能導電的原因是什麼

1樓：匿名使用者

關於金屬導體導電,經典導電理論認為,是由於金屬導體內部存在大量的可以自由移動的自由電子,這些自由電子在電場力的作用下定向移動而形成電流.\x0d1 金屬原子的核外電子\x0d所有的原子均由原子核與繞核運動的核外電子構成,原子核外電子繞核運動所需的向心力由原子核與電子之間的庫侖電場力提供,眾多的核外電子在原子核外距核不同距離的軌道上運動,距核最近的電子,受原子核的作用力最大,電子的總能量最低,而距核最遠的最外層電子,受原子核的束縛力最小,電子的勢能最大,總能量最大.這最外層電子由於受束縛最小,所以它經常受鄰近原子的干擾,而繞鄰近原子核運動.

金屬原子之間就是依據這種外層電子干擾後的互繞運動形成的作用力而結合成金屬體的.由於這種結合力非常小,所以金屬有柔軟、加熱易產生形變等特點.\x0d2 洛侖茲力（或感應電場力）作用下的金屬導體\x0d如果金屬導體在磁場中作切割磁感線運動,則導體內部核外電子受到洛侖茲力的作用,並在這種作用下原子發生極化,產生了原子極化電動勢.

但不管洛侖茲力多大,它也不能對電子做功,增加電子動能,使它脫離原子核束縛,並使電子在脫離原子核束縛後,繼續對它做功,在力的方向上發生加速運動形成電流.\x0d3 電壓分配電場力作用下的金屬導體\x0d如果金屬導體兩端加上一個電壓,使導體內部形成一個電壓分配電場,則導體內部的核外層電子在繞核運動時該受電壓分配電場力的作用,該電場力對電子做了正功,使電子動能增加,有了足夠的能量克服核的束縛,到了核外,變為自由電子因為原子核外電子中只有最外層電子的能量最大,要形成自由電子需克服核引力做功最小,所以,一般情況下,在導體兩端加上電壓,也只有最外層電子能夠脫離原子核,變成自由電子.最外層電子脫離原子核的束縛需對其做功最小.

形成電流後的自由電子實際也是不自由的,一方面它受到了電壓分配電場力的作用,並在電場力的方向上運動,另一方面在運動過程中,並非通行無阻.原子內外空間,對於一個非常微小的電子而言,可以說是相當廣闊的,原子核就好像宇宙空間的恆星,而自由電子就像在宇宙空間飛行一顆小流星,這個比喻也不是很恰當,因為流星在太空中飛行可能不會使到其他物體的阻力,但自由電子卻會受阻力,這是因為原子核外的空間並不是什麼也沒有,而是還繞行著內層電子,而且這些金屬的內層電子的數量要遠比形成自由電子的最外層電子多得多,我們不妨把這些原子的內層電子形成的屏障稱為電子雲氣.電子雲氣帶有負電,自由電子也帶負電,所以,自由電子要在電子雲氣中穿梭形成電流,必然受到電子雲氣的阻力作用.

在穩定電流形成後,如果把導體兩端的電壓突然撤去,導體內部電場消失,自由電子失去了電場力的作用,作用在它上的只有阻力,於是電子作減速運動,速度很快減小為零.而後在原子核的引力的作用下,重新回到原子核外層相應的軌道上作繞核運動.\x0d4 歐姆定律與電阻定律\x0d在電流流動過程中,由於電子雲氣對自由電子的阻力,對電流的流動形成了一定的阻礙,也就產生了導體的電阻.

必須說明的是,自由電子在運動過程中受到的阻力並不等於導體的電阻,自由電子受到阻力大,並不意味著導體的電阻大,反之,導體的電阻大,也同樣不等於說自由電子定向移動時受的阻力就大.\x0d5 能量轉化與焦耳定律\x0d當導體兩端剛加上電壓,電場力對原子核最外層電子做正功,以克服原子核的束縛力,但由於電場力克服原子核的束縛力做功遠遠小於電流長期流動克服電子雲氣阻力做的功,所以,克服原子核束縛所做的功是十分微小,可以忽略的.\x0d自由電子在加速過程中,電場力也對其做了正功,但也因為電子加速時間非常短,運動位移非常小（這裡不作論述）,所以,電場力做也非常小,也可以忽略.

所以自由電子形成電流後,電場主要能量損耗在於克服電子雲氣做功.\x0d6 通電導體在磁場中運動\x0d上面分析中電流通過導體時只克服電子雲氣做功,電子雲氣對自由電子的阻礙表現為電阻,所以這樣導體稱為純電阻導體,電路中只有純電阻導體的電路稱為純電阻電路.由以上各式可知,純電阻電路把電功轉化為熱能.

\x0d但是,通電導體在磁場中會受到磁場力（安培力）的作用, ,在此力作用下,導體開始加速運動,切割磁感線,使導體內原子發生極化,產生極化電動勢,導體兩端感應電動勢形成,會在其他外部導體部分產生一個電場,對流過的自由電子產生阻力,為了克服該阻力,電流遂在導體內部產生了一個與電流方向相同的電壓分配電場,使該電場與感應電動勢產生的電場相抵消,因此保持了電流的穩定,也在導體兩端產生了電壓,該電壓大小正好與感應電動勢相等,方向相反.\x0d這樣電壓分配電場力要克服感應電動勢產生的阻力做功,消耗電能,這些能量轉化為安培力對外界做功,以機械能形式出現.\x0d如果放入磁場中的導體不是理想導體,那麼,電場力不但要克服感應電動勢而做功,而且克服電子雲氣的阻力而做功,所以,電能有一部分轉化為機械能形式,也有一部分轉化為熱能.

\x0d7電流流通後的電源\x0d在電源內要形成電流,除了要使外層電子克服原子核的束縛外,同樣需要克服電子雲氣阻力做功,非靜電沒有這樣的功能,所以,必須在電源內產生一個由電源負極指向正極的電壓分配電場,外層電子就是在這個電場力的作用形成電流,並在電源內部產生電壓降,該電壓降電源負極電位高於正極電位,即方向從負極指正極,與電源電動勢方向相反.

2樓：小米

金屬能夠導電的原因是因為金屬內部有自由移動的電子。

當由於人為或者天然的原因，在外加電場的作用下，這些自由電子發生了定向運動，於是便產生了電流。在沒形成電流之前，金屬中的自由電子是在點陣的離子間無規律的運動著。

電子是在電場的作用下做加速運動，經加速一段距離之後和點陣離子碰撞，將動能交給點陣骨架，自己能量降為零，然後又重新被電場加速，如此反覆，電流就是這樣子流動的。

電子在金屬內部的定向流動，就直接導致了電流傳導效應，致使金屬導電，並且金屬內部存在大量的自由電子使得金屬成為了優良的導體。

金屬能導電的原因是什麼

金屬導電的原理是什麼

導電性最強的金屬是什麼，導電性最強的金屬是什麼

黴變原因是什麼，皮革發黴的原因是什麼？

其他用戶還看了：