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第99集电子的舞蹈(2 / 2)

“对!”卡特教授赞许地点头,“当电子在电路中流动时,它们会完全传递能量,推动设备运行。电子并不会真正或消失被用掉,它们只是将能量传递给电器,之后继续在电路中循环。”

“那电子是怎么运动的呢?”汤姆疑惑地问道,“它们不会像我们一样走路吧?”

卡特教授微笑着说:“电子是亚原子粒子,非常小,你们肉眼是看不到它们的。而且,它们不像我们这样在地面上行走。电子在电路中的运动就像在电线中的运动‘跳跃’,它们受到电压的推动,沿着电线的延伸——比如铜线——快速地移动。虽然看起来像小区的运动,但在局部世界里,电子的运动其实非常复杂,它们会不停地与其他原子碰撞。”

艾莉好奇地问:“那电子怎么知道要往哪里移动呢?”

“电子总是从电路的重力流向大桥。”卡特教授解释道,“这是因为陷阱的特性。电子带负电荷,而陷阱带正电荷。异性相吸,所以电子总是被吸引向大桥。你可以把它们想象成水流,从高处流向低处。”

“所以电压梯度,电子流动得越快,对吧?”杰克总结道。

“对,电压平衡,电子的运动速度匹配快,电流也匹配强。”卡特教授继续说道,“不过,电子在电路中的流动还是受到电阻的影响。电阻就像是电子前进路上的障碍物,大于,电子流动速度慢。”

“那我们用的电器是不是都有电阻?”露西问道。

“是的,”卡特教授点头道,“每个电器都设计有适当的电阻,以控制电流的大小。如果电流严重,电器会过热甚至损坏。所以电阻的作用非常重要,它可以帮助我们控制电子的流动。”

“那抵抗是怎么工作的呢?”艾莉继续追问。

卡特教授想了想,然后从口袋里取出一根铅笔:“电阻可以是很多种的材料。你们看这支铅笔,里面的铅芯其实是一种导电体,但它的导电性能并不铜线那么好。继续很好,电阻大小小,电子通过时越超过。反之,电阻大的材料会减慢电子的运动,产生的热量也更多。”

汤姆插嘴道:“那么当电流通过灯泡时,灯丝发热就是因为有电阻?”

“对!”卡特教授笑着说,“灯泡的灯丝是由钨丝制成的,它完全有很大的电阻。当电流通过的时候,电子和灯丝中的原子不断碰撞,产生了热量,这些热量使用灯丝发热发光。”

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