人類已經離不開電,電是如何產生的你知道嗎?法拉第:我用了十年

2020-12-15 科學說實

人類文明的發展從來都離不開科學的進步，科學滲透到人們日常的生活，人們已經越來越依賴科學了，比如人們已經完全離不開電！那你知道我們生活用電是如何產生的嗎？

一件事做到極致的科學家

說到電的產生，不得不提一個偉大而平凡的巨人，那就是麥可·法拉第。他之所以偉大，是因為他的電磁感應定律為人類帶來了電流，而他的平凡體現在他的經歷，實際上他生長在一個貧苦鐵匠家庭中，而且僅僅上過小學。就是這樣一個貧苦出身的人，為人類的生活帶來了無限便利。

在1821年之前，科學家們已經認識到通電的導線周圍存在磁場，那當時就有科學家想，既然電流能產生磁場，那能不能倒過來，即是磁也能生電？如果可以，那磁生電的條件是什麼？關於這個問題，探究出磁生電的條件的人就是法拉第。在1821到1831年的時間裡，他每天都在探究，用來十年之久的時間，他才找到了磁生電的條件。就是這個平凡而偉大的人，用十年做一件事的毅力告訴世界，沒用什麼不可能，除非你已經放棄。

法拉第給我們證明的，不只是勤能補拙這麼簡單，我們從他身上學到的，除了科學知識以外，更多的是一種精神。如果一個人能日復一日，年復一年地堅持，把一件事做到極致，那成功也就不遠了，法拉第用他的堅持證明了這一點。所以陌生人，在想放棄的時候，不妨想一想法拉第的十年堅持，也許能給你前進的動力。

磁生電背後的道理

磁生電的道理其實很簡單，我們只需要讓閉合的導線在磁場中運動，當磁場中運動的導線切割磁場的磁感線時也就產生了電流。這裡需要注意的是，磁感線實際不存在，只是為了描述磁場方向而引入的假想的線。

我們還可以這樣理解，當閉合的導線在磁場中的運動方向與磁場方向相交時就會出現電流，這種電流在電磁理論中稱之為感應電流。這就是法拉第用十年發現的規律，看似很簡單，初中學生都知道，但是這背後發現的艱難也只有法拉第本人才能體會。當然，上訴的磁生電的條件並沒有說到本質，所以我們還得從電流的本質去理解電磁感應。

我們物理學上規定，電流的本質就是電荷的定向移動，電荷分為正負電荷兩種，自由電子是負電荷的一種，而導體中存在電流時做定向移動的就是自由電子。當閉合導線在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中的自由電子就會受到力的作用，受到了力，就會產生定向移動，也就出現了電流，這就是磁生電的本質。

發電機帶來的改變

電磁感應最偉大的運用莫過於發電機的發明，可以說電磁感應改變的不僅是科學界的認知，還促進人類進入電氣時代，引發了第二次科技革命。發電機在生活中還是隨處可見的，比如風力發電，火力發電，水力發電等。

總的來說，發電機是能量轉化的一個過程，不管是風力發電，還是水力發電，甚至是其他的發電，都是推動發電機轉動，從而機械能轉化為電能的過程，這樣符合人類認識的能量守恆定律，也即是能量不會憑空產生，更不會憑空消失，只能轉化或者轉移。不知屏幕前的你是否明白了這其中的原理？或者有什麼新的疑問？歡迎評論區發表觀點！

文：鬥苗 2020.4.20

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