
單靠電荷產(chǎn)生的靜電場是不能維持穩(wěn)定的恒流,需要通過使用直流電源,可以利用靜電的相互作用(簡稱“靜電力”)使正電荷由陰極電勢低的內(nèi)部返回到電勢高的內(nèi)部,以維持兩個電極之間的電位差,形成穩(wěn)定的電流。
直流電源的非靜電力是從負(fù)極向正極傳導(dǎo)的。當(dāng)直流電源與外電路連接時,由于電源(外電路)外電場力的推動,形成從正極到負(fù)極的電流。在電源(內(nèi)部電路)內(nèi)部,非靜電力的作用使電流從負(fù)極流向正極,從而使電荷流動形成閉合循環(huán)。
當(dāng)電源的內(nèi)阻可以忽略時,電源的電動勢可以認(rèn)為在大小上近似等于電源兩極之間的電位差或電壓。為了獲得更高的直流電壓,直流電源經(jīng)常采用串聯(lián)方式,那么總電動勢就是各電源電動勢的總和,總內(nèi)阻也是各電源電阻的總和。由于內(nèi)阻的增加,只能用于所需電流強(qiáng)度小的電路中。為了獲得更大的電流強(qiáng)度,可以將直流電源的相等電動勢并聯(lián)使用,那么總電動勢就是單個電源的電動勢,總內(nèi)阻就是每個電源電阻的并聯(lián)值。
直流電源有多種類型。在不同類型的直流電源中,非靜電力的性質(zhì)不同,能量轉(zhuǎn)換的過程也不同。在化學(xué)電池中,靜電力是與化學(xué)離子溶解和沉積過程有關(guān)的,化學(xué)電池放電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱對溫差的功率,靜電力與擴(kuò)散的溫差和電子濃度差有關(guān)。當(dāng)電源向外部電路提供電力時,熱量部分轉(zhuǎn)化為電力。在直流發(fā)電機(jī)中,非靜電力是電磁感應(yīng)的作用。當(dāng)直流發(fā)電機(jī)供電時,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能和焦耳熱。
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