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生活中的物理学
1.4.2 电子的定向移动有多快
电子的定向移动有多快

金属导体中的电流是电子的定向移动形成的。那么电子在电路中是怎样做定向运动的呢?金属中的电子是自由的,随机地向四面八方做无规则的热运动。当有外加电场时,电子就会在热运动的基础上增加一个沿电场方向的定向运动从而产生电流。电源不产生电子,而是靠内部的其他能转换为电能对外持续维持一个电压从而向外部提供电能和电场。

应该说明的是,通电后电子开始前进是很及时的,但是前进的步伐却很缓慢。例如,在直径约2毫米的铜导线上,若通过10安培的电流,这时电子定向前进的平均速度才是0.02厘米/秒。按照这个速度前进,电子定向移动1厘米,大约需要45秒!电子定向移动的速度很小,为什么串联的灯泡会同时亮起来呢?这是因为电场传播速度等于光速,电路一旦接通,导线中各处的自由电子在电场力作用下,几乎同时开始定向移动,整个电路中几乎同时形成了电流。