電和磁是物理學(xué)中最有趣的話題。在本文中，我們將介紹電與磁的概念以及它們之間的關(guān)系。我們還將學(xué)習(xí)磁和電的定義，以及電子運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體和磁場(chǎng)等有趣的概念。

一、什么是電?

電是帶電粒子的存在和運(yùn)動(dòng)。能量如何沿銅線和在空間移動(dòng)?什么是電流、電動(dòng)勢(shì)?是什么讓落地?zé)舸蜷_或液壓泵的馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)?每一個(gè)問題都需要了解非常基本的原理。在其他基本概念的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)基本概念，就有可能回答有關(guān)電學(xué)或電子學(xué)的大多數(shù)有趣而實(shí)用的問題。我們對(duì)電流的理解必須從物質(zhì)的本質(zhì)開始。所有物質(zhì)都是由分子構(gòu)成的。所有分子都由原子構(gòu)成，而原子又由電子、質(zhì)子和中子構(gòu)成。

電通常被描述為靜態(tài)或動(dòng)態(tài)。二者的區(qū)別僅僅在于電子是處于靜止?fàn)顟B(tài)(靜態(tài))還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(動(dòng)態(tài))。靜電是物體表面電荷的累積。靜電之所以被認(rèn)為是 "靜電"，是因?yàn)闆]有電流流過它，而交流電或直流電都是如此。靜電通常發(fā)生在橡膠、塑料或玻璃等非導(dǎo)電材料相互摩擦?xí)r，導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)移，進(jìn)而造成兩種材料之間的電荷不平衡。兩種材料之間的電荷不平衡意味著物體會(huì)產(chǎn)生吸引力或排斥力。

1.電子的運(yùn)動(dòng)

原子的價(jià)決定了它是獲得還是失去電子，最終決定了原子的化學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。 根據(jù)材料產(chǎn)生自由電子的能力，這些性質(zhì)可分為導(dǎo)電、半導(dǎo)電和絕緣。 如果一種材料有更多的自由電子，那么該材料中就會(huì)有更多的電流。

2.導(dǎo)體

金、銅和銀等元素具有許多自由電子，是極佳的導(dǎo)體。 這些材料的原子外層軌道有多個(gè)自由電子。 熱能可以釋放這些外軌道中的電子，使其在材料中移動(dòng)。 銅和銀的外層軌道中都有電子。 在室溫下，銀線有數(shù)十億個(gè)自由電子。

3.絕緣體

一種不允許或不允許大量電流通過的材料。 玻璃、陶瓷和塑料就是很好的例子。 在正常情況下，這些材料的原子不會(huì)產(chǎn)生自由電子。 沒有自由電子意味著電流無法流過材料。 只有當(dāng)材料處于極強(qiáng)的電場(chǎng)中時(shí)，才會(huì)放出外層電子。 這種行為被稱為介電擊穿，通常會(huì)導(dǎo)致絕緣體的物理損壞。

4.半導(dǎo)體

一種既不導(dǎo)電也不絕緣的材料，因此介于導(dǎo)體和絕緣體之間。 硅和鍺是最常用的半導(dǎo)體材料。

二、什么是磁性和磁場(chǎng)

磁性是物理學(xué)中引入的一個(gè)概念，用于理解自然界中的一種基本相互作用--運(yùn)動(dòng)電荷之間的相互作用。 與重力和靜電一樣，磁也是一種距離相互作用。

磁場(chǎng)和引力場(chǎng)一樣，看不見摸不著。我們可以感受到地球引力場(chǎng)對(duì)我們和周圍物體的拉力，但我們不能直接感受到磁場(chǎng)。我們是通過磁場(chǎng)對(duì)物體的影響來了解磁場(chǎng)的存在的，例如磁化的金屬片、天然磁性巖石(如磁鐵礦)或臨時(shí)磁鐵(如導(dǎo)電的銅線圈)。如果將磁化針放在水桶中的軟木塞上，它會(huì)逐漸與當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)對(duì)齊。當(dāng)銅線中的電流被激活時(shí)，附近的羅盤針就會(huì)跳動(dòng)。這些觀察結(jié)果產(chǎn)生了磁場(chǎng)的概念。

三、電與磁的區(qū)別

1.電和磁的主要區(qū)別在于它們的存在。

2.電可以在有靜電荷的情況下存在，而磁只有在電的作用下產(chǎn)生動(dòng)電荷時(shí)才會(huì)存在。

3.簡(jiǎn)而言之，電可以在沒有磁的情況下存在，但磁卻不能在沒有電的情況下存在。

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