电的发展历史是怎样?

一、古代发现

早在对于电有任何具体认知之前，人们就已经知道发电鱼（electric fish）会发出电击。早在4750年前撰写的古埃及书籍记载，这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”，是所有其它鱼的保护者。大约两千五百年之后，希腊人、罗马人，阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者，才又出现关于发电鱼的记载。

古罗马医生 Scribonius Largus 也在他的大作《Compositiones Medicae》中，建议患有像痛风或头疼一类病痛的病人，去触摸电鳐，也许强力的电击会治愈他们的疾病。

阿拉伯古人可能是最先了解闪电本质的族群。早于15世纪以前，阿拉伯人就创建了“闪电”的阿拉伯字 “raad”，并将这字用来称呼电鳐。

在地中海区域的古老文化里，很早就有文字记载，将琥珀棒与猫毛摩擦后，会吸引羽毛一类的物。2600年前左右，古希腊的哲学家泰勒斯（Thales, 640-546B.C.）就做了一系列关于静电的观察。从这些观察中，他认为摩擦使琥珀变得磁性化。

这与矿石像磁铁矿的性质迥然不同；磁铁矿天然地具有磁性。泰勒斯的见解并不正确。但后来，科学证实了磁与电之间的密切关系。

二、近代研究

但是几千年来，人们只是观察了雷电等自然现象，并不了解电的本质，直到1600年，由于英国科学家威廉·吉尔伯特的严谨科学态度，才开始对于电与磁的现象出现进行了系统性研究。吉尔伯特是英国女王伊丽莎白一世的皇家医生，他对于电和磁特别有兴趣，撰写了第一本阐述电和磁的科学著作《论磁石》。

这是一本具有现代科学精神的书籍，着重于从实验结果论述。吉尔伯特指出，不只是琥珀可以经过摩擦产生静电的物质，钻石、蓝宝石、玻璃等等，也都可以表现出同样的电学性质，在这里，他成功地击破了琥珀的吸引力是其内秉性质这持续了2000年的错误观念。

吉尔伯特制成的静电验电器可以敏锐的探测静电电荷。在之后的一个世纪，这是最优良的探测静电电荷的仪器。

先前，意大利数学家和医生吉罗拉莫·卡尔达诺列出一些电现象与磁现象的不同之处。

从卡尔达诺的结果，吉尔伯特得到很多启发，他提出更多分歧之处：带电物质会吸引所有其它物质，而磁石只会吸引铁器；琥珀需要磨擦才能产生电性，而磁石不需要任何动作；磁石会将物体按照某定向排列，而带电物质则只会吸引其它物质。

吉尔伯特创建了新拉丁术语“electrica”（类似琥珀，从“ήλεκτρον”，“elektron”，希腊文的“琥珀”），意思为像琥珀的吸引方式一般的那些物质。

由于他在电学的众多贡献，吉尔伯特被后人尊称为“电学之父”。

后来，从“electricus”又衍生了英文词语“electric”和“electricity”，这两个英文字最先出现于托马斯·布朗的1646年著作《世俗谬论》（Pseudodoxia Epidemica，英文书名《Vulgar Errors》）。

之后，科学家奥托·冯·格里克、罗伯特·波义耳、史蒂芬·葛雷（Stephen Gray） 、查理·杜费（Charles du Fay） 等等，都做了更进一步的研究。

三、十八世纪

1767年，约瑟夫·普利斯特里做实验发现，在带电金属容器的内部，电作用力为零。从这实验结果，他准确猜测，带电物体作用于彼此之间的吸引力与万有引力都遵守同样的定律。

1785年，查尔斯·库仑用扭秤（torsion balance）做实验证实了普利斯特里的猜测，两个带电物体施加于彼此之间的作用力与距离成平方反比。他奠定了静电的基本定律，即库仑定律。于此，电的研究已提升成为一种精密科学。

1791年，路易吉·伽伐尼发现，假设将青蛙与静电发电机连结成闭合电路，然后开启静电发电机，则青蛙肌肉会颤动。这实验演示出，神经细胞倚赖电的媒介将信号传达到肌肉。他因此创建了生物电学术领域。

1800年，亚历山大·伏打伯爵将铜片和锌片浸于食盐水中，并接上导线，制成了第一个电池：伏打电堆，堪称是现代电池的元祖。伏打电堆给予科学家一种比静电发电机更稳定的电源，能够连续不断的供给电流。

四、十九世纪

1820年，汉斯·奥斯特在课堂做实验时意外发现，电流能够偏转指南针的方向，演示出电流周围会生成磁场，即电流的磁效应。

随后，安德烈·玛丽·安培对于这现象做定量描述，给出安培力定律与安培定律。他们两个人的研究成果成功地将电与磁现象连结在一起，共称为“电磁现象”。应用这理论，可以制作出来磁性超强劲于天然磁石的电磁铁。1827年，格奥尔格·欧姆发展出一套精致的数学理论来分析电路。

1831年，麦可·法拉第与约瑟·亨利分别独立地发现了电磁感应──磁场的变化可以生成电场。1865年，詹姆斯·麦克斯韦将电磁学加以整合，提出麦克斯韦方程组，并且推导出电磁波方程。由于他计算出来的电磁波速度与测量到的光速相等，他大胆预测光波就是电磁波。

1887年，海因里希·赫兹成功制成并接收到麦克斯韦所描述的电磁波。麦克斯韦将电学、磁学与光学统合成一种理论。

1859年，德国物理学家尤利乌斯·普吕克将真空管两端的电极之间通上高压电，产生阴极射线。物理学者发现，阴极射线是以直线传播，但其传播方向会被磁场偏转。阴极射线具有可测量的动量与能量。1897年，约瑟夫·汤姆孙做实验证实，阴极射线是由带负电的粒子组成，称为电子，因此他发现了电子。

十九世纪早期见证了电磁学快速蓬勃，如火如荼的演进。到了后期，应用电磁学的先进知识，电机工程学开始了一段突破性的发展。

例如，亚历山大·贝尔发明了电话、汤玛斯·爱迪生设计出优良的白炽灯和直流电力系统、尼古拉·特斯拉发展完成感应电动机和发现交流电、卡尔·布劳恩改良成功装置在显示器或电视机里的阴极射线管。

由于这些与其他众多发明家所做出的贡献，电已经成为现代生活的必需工具，更是第二次工业革命的主要动力。

五、二十世纪

德国物理学者海因里希·赫兹于1887年发现，照射紫外线于电极可以帮助产生更多电花。这就是光电效应所产生的现象。包括约瑟夫·汤姆孙、菲利普·莱纳德在内的物理学者们，对于光电效应的做了很多理论研究与实验研究。

1905年，阿尔伯特·爱因斯坦发表论文对于光电效应的众多实验数据给出解释。爱因斯坦主张，光束是由一群离散的量子（现称为光子）组成，而不是连续性波动。

假若光子的频率大于某极限频率，则该光子拥有足够能量来使得金属表面的电子逃逸，产生光电效应。这个重要发现展开了量子物理的大门。

1901年，古列尔莫·马可尼从英国发射无线电讯号，越过大西洋，传送至加拿大。5年后，“无线电之父”李·德富雷斯特研究出真空三极管。这重大发明推动电子时代急速向前推进，使得无线电与长途电话科技不再是遥不可及的梦想。

到了1940、1950年代，固态原件开始出现在越来越多个场合，这标记着真空管科技的快速没落与半导体科技的崛起。1947年，贝尔实验室的威廉·肖克利、约翰·巴丁和沃尔特·布喇顿工作团队发明了晶体管。

这是二十世纪最重要的发明之一，凡是电子器具大多都须要用到晶体管。杰克·基尔比于1958年和罗伯特·诺伊斯于1959年分别独立发明集成电路。

现今，大量晶体管、二极管、电阻器、电容器等电子原件都可以被装配在单独的集成电路里。

生产与应用

1、发电和传输

公元前 6 世纪，希腊哲学家米利都的泰勒斯用琥珀棒进行了实验，这些实验是对电能生产的第一次研究。虽然这种方法，现在称为摩擦电效应，可以提升轻物体并产生火花，但效率极低。

直到十八世纪伏打电堆的发明，才出现了可行的电力来源。伏打电堆及其现代派生电池，以化学方式储存能量，并以电能的形式按需提供。

电池是一种通用且非常常见的电源，非常适合许多应用，但其能量存储是有限的，一旦放电就必须处理掉或重新充电。对于大的电力需求，必须通过导电传输线连续产生和传输电能。

电力通常由机电发电机产生，由化石燃料燃烧产生的蒸汽或核反应释放的热量驱动；或其他来源，例如从风或流水中提取的动能。查尔斯·帕森斯爵士于 1884 年发明的现代蒸汽轮机今天使用各种热源产生了世界上大约 80% 的电力。

这种发电机与法拉第 1831 年的单极盘发电机没有相似之处，但它们仍然依赖于他的电磁原理，即连接不断变化的磁场的导体会在其两端感应出电势差。

19世纪后期变压器的发明意味着电力可以在更高的电压和更低的电流下更有效地传输。高效的电力传输反过来意味着电力可以在集中发电站产生，在那里它受益于规模经济，然后被输送到相对较远的地方需要它的地方。

由于电能的储存量不足以满足全国范围的需求，因此在任何时候都必须准确地生产所需的电能。这要求电力公司对其电力负荷进行仔细预测，并与其发电站保持持续协调。必须始终保留一定数量的发电量，以缓冲电网免受不可避免的干扰和损失。

随着国家现代化和经济发展，对电力的需求以极快的速度增长。美国在 20 世纪前三个十年的每年需求增长 12%，印度或中国等新兴经济体现在正在经历这种增长率。从历史上看，电力需求的增长率已经超过了其他形式的能源。

与发电有关的环境问题导致人们越来越关注可再生能源，特别是风能和太阳能发电。虽然关于不同发电方式对环境的影响的争论有望继续，但其最终形式相对清洁。

2、应用

电力是一种非常方便的能量传输方式，它已经适应了大量且不断增长的用途。1870 年代实用的白炽灯泡的发明使照明成为首批公开可用的电力应用之一。尽管电气化带来了自身的危险，但取代燃气照明的明火极大地减少了家庭和工厂内的火灾隐患。

许多城市都设立了公共事业，瞄准新兴的电气照明市场。在 20 世纪后期和现代，这一趋势开始朝着电力部门放松管制的方向发展。

灯丝灯泡中采用的电阻焦耳热效应也更直接地用于电加热。虽然这是通用且可控的，但它可以被视为浪费，因为大多数发电已经需要在发电站产生热量。

一些国家，例如丹麦，已颁布立法限制或禁止在新建筑中使用电阻式电加热。然而，电力仍然是一种非常实用的供暖和制冷能源，带有空调/热泵代表了一个不断增长的供暖和制冷电力需求部门，电力公司越来越需要适应其影响。

电用于电信，事实上，1837 年库克和惠斯通在商业上展示的电报是其最早的应用之一。随着1860 年代第一个横贯大陆，然后是横贯大西洋的电报系统的建设，电力在几分钟内实现了全球范围内的通信。光纤和卫星通信已经占据了通信系统市场的份额，但预计电力仍将是这一过程的重要组成部分。

电磁学的影响在最明显采用电动马达，其提供动力的清洁和有效的手段。像绞盘这样的固定电机很容易提供电源，但是随着它的应用而移动的电机，例如电动汽车，则必须携带电池等电源，或者从滑动触点，例如受电弓。

电动汽车用于公共交通，例如电动公交车和火车，以及越来越多的私人拥有的电池供电的电动汽车。

电子设备使用晶体管，这可能是 20 世纪最重要的发明之一，和所有现代电路的基本构建块。现代集成电路可能在仅几平方厘米的区域内包含数十亿个小型化晶体管。

你好，电能可以储存，比如就像蓄电池那样。其实电是一种自然现象，是一种能量。自然界的闪电就是电的一种现象。电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间产生的排斥力和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种：我们把一种叫做正电，另一种叫做负电。

电是个一般术语，是静止或移动的电荷所产生的物理现象。在大自然里，电的机制给出了很多众所熟知的效应，例如闪电、摩擦起电、静电感应、电磁感应等等。

中文名

电

外文名

Electricity

传播速度

299792458 m/s

基本概念

用来称呼许多种不同的自然现象，一般只需使用“电”这单字就已足以胜任。但是，用于科学领域，这术语的意思显得相当模糊。必须使用更明确的术语来区分各种各样不同的概念。

电荷：某些亚原子粒子的内涵性质。这性质决定了它们彼此之间的电磁作用。带电荷的物质会被外电磁场影响，同时，也会产生电磁场。

电流：带电粒子的定向移动，通常以安培为度量单位。

电场：由电荷产生的一种影响。附近的其它电荷会因这影响而感受到电场力。

电势：单位电荷在静电场的某一位置所拥有的电势能，通常以伏特为度量单位。

电磁作用：电磁场与静止或运动中的电荷之间的一种基本相互作用。

（一）电荷的电场

失去电子或得到电子的物体就带有

验电器

正电荷或负电荷，带有电荷的物体称为带电体。在电荷的周围存在着电场，引进电场中的电荷将受到电场力的作用。该电荷称为试探电荷！发出电场的电荷称为场源电荷！电场强度和电位是表示静电场中各点性质的两个基本物理量。电场中某点的电场强度即是单位正电荷在该点所受到的作用力。电场强度的单位是牛顿/库伦(N/C>o)电场中某点的电位是指在电场中将单位正电荷从该点移至电位参考点的电场力所作的功。电位的常用单位是伏特(V)或毫伏(mV )，即1V=1000mVe电场中某两点之间的电位差称为这两点之间的电压或电压降。电压的单位与电位的单位相同。电场强度由电场本身决定！一种物体的原子得到电子后会带上负电，失去电子后会带上正电。电性相反的电荷会互相吸引，电性相同的电荷会互相排斥。不带电荷的物体是一种电中性物体。

（二）电流与电路

在电源的非静电力作用下，同种带电微粒会发生定向移动，正电荷向电源负极移动、负电荷向电源正极移动。带电微粒的定向移动就是电流，一般规定正电荷移动的方向为电流的正方向。电流方向不随时间变化的电流叫直流电，电流方向随时间变化的电流叫交流电。区分直流和交流，仅仅是其方向而已，与其它的量无关。电流虽然有方向，但是是一个标量。电流的大小称为电流强度，电流强度简称为电流，等于每秒通过电路的电荷量。电流的常用单位是安培（A）或毫安培（mA），即1000mA=1A。电流所流经的路径即电路。在闭合电路中，实现电能的传递和转换。电路由电源、连接导线、开关电器、负载及其它辅助设备组成。电源是提供电能的设备，电源的功能是把非电能转换为电能，如电池把化学能转换为电能，发电机把机械能转换为电能，太阳能电池将太阳能转化为电能，核能将质量转化为能量等。干电池、蓄电池、发电机等是最常用的电源。负载是电路中消耗电能的设备，负载的功能是把电能转变为其它形式的能量。如电炉把电能转变为热能，电动机把电能转变为机械能等。照明器具、家用电器、机床等是最常见的负载。开关电器是负载的控制设备，如闸刀开关、断路器、电磁开关、减压起动器等都属于开关电器。辅助设备包括各种继电器、熔断器以及测量仪表等。辅助设备用于实现对电路的控制、分配、保护及测量。连接导线把电源、负载和其它设备连接成一个闭合回路，连接导线的作用是传输电能或传送电讯号。

研究历史

很久以前，就有许多术士致力于研究电的现象。可是，

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电塔

所得到的结果真是乏善可陈，少之又少。直到十七和十八世纪，才出现了一些在科学方面重要的发展和突破。在那时，科学家并没有找到什么电的实际用途。这要等到十九世纪末期，由于电机工程学的进步，把电带进了工业和家庭里面。在这个电气研发的黄金时代，日新月异、连绵不断的快速发展带给了工业和社会，难以形容、无法想像的巨大改变。做为能源的一种供给方式，电所具有的多重优点，意味着电的用途几乎是无可限量。例如，大众交通、取暖、照明、电讯、计算等等，都必须用电为主要能源。来到二十一世纪，现代工业社会的骨干仍旧依赖着电能源。在可看见的未来，电想必是绿色科技的主角之一。

古代发现

在对电的具体认知很多年前，人们就已经知道发电鱼（electric fish）会发出电击。根据公元前2750年撰写的古埃及书籍，这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”，是所有其它鱼的保护者。大约两千五百年之后，希腊人、罗马人，阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者，才又出现关于发电鱼的记载。古罗马医生 Scribonius Largus 也在他的大作《Compositiones Medicae》中，建议患有像痛风或头疼一类病痛的病人，去触摸电鳐，也许强力的电击会治愈他们的疾病。

阿拉伯人可能是最先了解闪电本质的族群。他们也可能比其它族群都先认出电的其它来源。早于15世纪以前，阿拉伯人就创建了“闪电”的阿拉伯字 “raad”，并将这字用来称呼电鳐。

在地中海区域的古老文化里，很早就有文字记载，将琥珀棒与猫毛摩擦后，会吸引羽毛一类的物质。公元前600年左右，古希腊的哲学家泰勒斯（Thales, 640-546B.C.）做了一系列关于静电的观察。从这些观察中，他认为摩擦使琥珀变得磁性化。这与矿石像磁铁矿的性质迥然不同；磁铁矿天然地具有磁性。泰勒斯的见解并不正确。但后来，科学会证实磁与电之间的密切关系。

近代研究

18世纪时西方开始探索电的种种现象。

1732年，美国的科学家富兰克林（Benjamin Franklin,1706～1790）认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电；若少于正常份量，就被称为带负电，所谓“放电”就是正电流向负电的过程（人为规定的），这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关“电”的观念是物质上的主张。富兰克林做了多次实验，并首次提出了电流的概念。富兰克林的这一说法，在当时确实能够比较圆满地解释一些电的现象，但对于电的本质的认识与我们的“两个物体互相磨擦时，容易移动的恰恰是带负电的电子”的看法却是相反。

1752年，他在一个风筝实验中，将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中，被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间，证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。后来他根据这个原理，发明了避雷针。

富兰克林做了多次实验，进一步揭示了电的性质，并提出了电流这一术语。富兰克林对电学的另一重大贡献，就是通过1752年著名的风筝实验，“捕捉天电”，证明天空的闪电和地面上的电是一回事。他用金属丝把一个很大的风筝放到云层里去。金属丝的下端接了一段绳子，另在金属丝上还挂了一串钥匙。当时富兰克林一手拉住绳子，用另一手轻轻触及钥匙。于是他立即感到一阵猛烈的冲击（电击），同时还看到手指和钥匙之间产生了小火花。他的手被d开了，这个实验表明：被雨水湿透了的风筝的金属线变成了导体，把空中闪电的电荷引到手指与钥匙之间。这在当时是一件轰动一时的大事。一年后富兰克林制造出了世界上第一个避雷针。

电流现象的研究，对于人们深入研究电学和电磁现象有着重要的意义。最早开始电流研究的是意大利的解

特斯拉线圈

剖学教授伽伐尼（1737－1798）。伽伐尼的发现源自于1780年的一次极为普通的闪电现象。闪电使伽伐尼解剖室内桌子上与钳子和镊子环连接触的一只青蛙腿发生痉挛现象。严谨的科学态度，使他没有放弃对这个“偶然”的奇怪现象的研究。他花费了整整12年的时间，研究像青蛙腿这种肌肉运动中的电气作用。最后，他发现如果使神经和肌肉同两种不同的金属（例如铜丝和铁丝）接触，青蛙腿就会发生痉挛。这种现象是在一种电流回路中产生的现象。但是，伽伐尼对这种电流现象的产生原因仍然未能回答，他认为蛙腿的痉挛现象是“动物电”的表现，由金属丝构成的回路只是一个放电回路。

伽伐尼的看法在当时的科学界中引起了巨大的反响，但是，另一位意大利科学家伏打（伏特）（1745～1827）不同意伽伐尼的看法，他认为电存在于金属之中，而不是存在于肌肉中，两种明显不同的意见引起了科学界的争论，并使科学界分成两大派。1799年，意大利科学家伏特以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池－伏特电池。1800年春季，伏特在英国皇家协会发表关于伏打电池的论文。

1821年英国人‘法拉第’完成了一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现如果电路中有电流通过，它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固定，线圈就可能会运动。根据这种设想，他成功地发明了一种简单的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。

1831年，法拉第制出了世界上最早的第一台发电机。他发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。

1866年德国人西门子（Siemens）制成世界上第一台工业用发电机。

认识的进步

从物质到电场

1600年，英国人吉尔伯特(William Gilbert,1544-1603)发明了验电器，这为后来人们对电的研究提供了试验基础。1660年，德国人居里克( Ott von Guerick,1602-1686)制造摩擦起电机。

在十八世纪电的量性方面开始发展，1767年蒲力斯特里（J.B.Priestley）与1785年库仑（C.A.Coulomb 1736-1806）发现了静态电荷间的作用力与距离平方成反比的定律，奠定了静电的基本定律。

在1800年，意大利的伏特（A.Voult）用铜片和锌片浸于食盐水中，并接上导线，制成了第一个电池，他提供首次的连续性的电源，堪称现代电池的元祖。1831年英国的法拉第（M. Faraday）利用磁场效应的变化，展示感应电流的产生。1851年他又提出物理电力线的概念。这是首次强调从电荷转移到电场的概念。

电场与磁场

1865年、苏格兰的麦克斯韦（J. C. Maxwell）提出电磁场理论的数学式，这理论提供了位移电流的观念，磁场的变化能产生电场，而电场的变化能产生磁场。麦克斯韦预测了电磁波辐射的传播存在，而在1887年德国赫兹（H.Hertz）展示出这样的电磁波。结果麦克斯韦将电学与磁学统合成一种理论，同时证明了光是电磁波的一种。

麦克斯韦电磁理论的发展也针对微观方面的现象做出解释，并指出电荷的分裂性而非连续性的存在，1895年洛伦兹（H.A.Lorentz）假设这些分裂性的电荷是电子（electron），而电子的作用就依麦克斯韦电磁方程式的电磁场来决定。1897年英国汤姆生（J.J.Thomson）证实这些电子的电性是带负电性。而1898年由伟恩（W.Wien）在观察阳极射线的偏转中发现带正电粒子的存在。

从粒子到量子

而人类一直以自然界中存在的粒子与波来描述“电”的世界。到了19世纪，量子学说的出现，使得原本构筑的粒子世界又重新受到考验。海森堡（Werner Heisenberg）所提出的“测不准原理”认为一个粒子的移动速度和位置不能被同时测得；电子不再是可数的颗粒；也不是绕著固定的轨道运行。

一九二三年，德布罗意（Louis de Broglie）提出当微小粒子运动时，同时具有粒子性和波动性，称为“波粒二象性”，而薛定谔（Erwin Schrodinger）用数学的方法，以函数来描述电子的行为，并且用波动力学模型得到电子在空间存在的机率分布，根据海森堡测不准原理，我们无法准确地测到它的位置，但可以测得在原子核外每一点电子出现的机率。在波耳的氢原子模型中，原子在基态时的电子运动半径，就是在波动力学模型里，电子最大出现机率的位置。

随著科学的演进，人类逐渐理解“电”的物理量所能取得的数值是不连续的，它们所反映的规律是属于统计性的。

分类

　分类

静电

直流电

交流电

现象

静止的电荷（通常存在于绝缘体内，如橡胶、毛皮、琥珀、云层）

流动方向不会改变的电荷

流动方向周期性变化的电荷

放电时间

瞬间放电（皮秒~微秒），通常是由于击穿绝缘体导致的放电。

持续放电（通常是存在于电路中的）

持续放电（通常存在于输电线路中）

能量

由大到小可为：闪电、脱毛衣、塑料尺等

由大到小可为：直流输电线路，电瓶，电子产品使用的干电池等

由大到小可为：亿万伏发电机输出电、工业用电、民用电等

电磁效应

概念解释

物质中的电效应是电学与其他物理学科（甚至非物理的学科）之间联系的纽带。物质中的电效应种类繁多，有许多已成为或正逐渐发展为专门的研究领域。比如：

电致伸缩、压电效应（机械压力在电介质晶体上产生的电性和电极性）和逆压电效应、塞贝克效应、珀耳帖效应（两种不同金属或半导体接头处，当电流沿某个方向通过时放出热量，而电流反向时则吸收热量）、汤姆孙效应（一金属导体或半导体中维持温度梯度，当电流沿某方向通过时放出热量，而电流反向时则吸收热量）、热敏电阻（半导体材料中电阻随温度变化而变化）、光敏电阻（半导体材料中电阻随光照灵敏变化）、光生伏打效应（半导体材料因光照产生电位差），等等。

对于各种电效应的研究有助于了解物质的结构以及物质中发生的基本过程，此外在技术上，它们也是实现能量转换和非电量电测法的基础。

电磁测量

也是电学的组成部分。测量技术的发展与学科的理论发展有着密切的联系，理论的发展推动了测量技术的改进；测量技术的改善在新的基础上验证理论，并促成新理论的发现。

电磁测量包括所有电磁学量的测量，以及有关的其他量（交流电的频率、相角等）的测量。利用电磁学原理已经设计制作出各种专用仪表（安培计，伏特针、欧姆计、磁场计等）和测量电路，它们可满足对各种电磁学量的测量。

电磁测量的另一个重要的方面是非电量（长度、速度、形变、力、温度、光强、成分等）的电测量。它的主要原理是利用电磁量与非电量相互联系的某种效应，将非电量的测量转换为电磁量的测量。由于电测量有一系列优点：准确度高、量程宽、惯量小、 *** 作简便，并可远距离遥测和实现测量技术自动化，非电量的电测量正在不断发展。

电池

我们用的电池和伏特当初所制造的电池组，

电池组

是运用相同的原理。电池的外壳都是由锌制成；锌的外面再会覆盖一层塑料或洋铁皮，以防止电池发生渗漏的情形。在电池里没有银片或铜片，而是在正中央有一根碳棒（像很粗的铅笔芯）。电池里的碳棒和锌的外壳之间装的是浓稠的糊状化学物质（电解液）。

应用

电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使人类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。电对人类生活的影响有两方面：能量的获取转化和传输，电子信息技术的基础。电的发现可以说是人类历史的革命，由它产生的动能每天都在源源不断的释放，人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧气，如果没有电，人类的文明还会在黑暗中探索。

消费类电子产品在不同发展水平的国家有不同的内涵，在同一国家的不同发展阶段有不同的内涵。

电焊机

中国消费类电子产品是指用于个人和家庭与广播、电视有关的音频和视频产品，主要包括：电视机、影碟机（VCD、 SVCD、DVD)、IPTV、录像机、摄录机、收音机、收录机、组合音响、电唱机、激光唱机（CD）等。而在一些发达国家，则把电话、个人电脑、家庭办公设备、家用电子保健设备、汽车电子产品等也归在消费类电子产品中。随着技术发展和新产品新应用的出现，数码相机、手机、PDA等产品也在成为新兴的消费类电子产品。从二十世纪九十年代后期开始，融合了计算机、信息与通信、消费类电子三大领域的信息家电开始广泛地深入家庭生活，它具有视听、信息处理、双向网络通讯等功能，由嵌入式处理器、相关支撑硬件（如显示卡、存储介质、IC卡或xyk的读取设备）、嵌入式 *** 作系统以及应用层的软件包组成。广义上来说，信息家电包括所有能够通过网络系统交互信息的家电产品，如PC、机顶盒、HPC、DVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设备、WEBTV等。音频、视频和通讯设备是信息家电的主要组成部分。电冰箱、洗衣机、微波炉等也发展成为了信息家电，并构成智能家电的组成部分。

现代的电力供应由于常规能源的日益减少而出现了供应危机，世界各国均以新能源作为发展方向，主要推广的有风能、太阳能、地热能等，随着技术的进步，电力供应的常规能源消耗将被取代！人类的生活环境会得到改善！但也造成了污染。

注意事项

经过调查，男性身体比女性身体所能承受的电压要高出2—3倍。所以，为了保证电力工作的安全，在电力工作与电路维修中，男性员工要多于女性员工。包括在电器产业方面与高端电子产业方面，应当以男性员工为主。

虽然如此，维修电路时适当的防护是必不可少的，电工手套等设备都是为了增大电阻，减小通过人体的电流。同时，一些小技巧，如维修电路时背着左手都可减小触电的危险。

电 - 自然现象之一 编辑词条

电是一种自然现象，是一种能量。自然界的闪电就是电的一种现象。电是像电子和质子这样的亚原子粒子之间产生的排斥力和吸引力的一种属性。它是自然界四种基本相互作用之一。电或电荷有两种:我们把一种叫做正电，另一种叫做负电。

电是个一般术语，是静止或移动的电荷所产生的物理现象。在大自然里，电的机制给出了很多众所熟知的效应，例如闪电、摩擦起电、静电感应、电磁感应等等。

基本信息

中文名称

电

外文名称

Electric

基本概念折叠编辑本段

用来称呼许多种不同的自然现象，一般只需使用"电"这单字就已足以胜任。但是，用于科学领域，这术语的意思显得相当模糊。必须使用更明确的术语来区分各种各样不同的概念。

电荷:某些亚原子粒子的内涵性质。这性质决定了它们彼此之间的电磁作用。带电荷的物质会被外电磁场影响，同时，也会产生电磁场。

电流:带电粒子的移动，通常以安培为度量单位。

电场:由电荷产生的一种影响。附近的其它电荷会因这影响而感受到电场力。

电势:单位电荷在静电场的某一位置所拥有的电势能，通常以伏特为度量单位。

电磁作用:电磁场与静止或运动中的电荷之间的一种基本相互作用。

(一)电荷的电场

失去电子或得到电子的物体就带有验电器正电荷或负电荷，带有电荷的物体称为带电体。在电荷的周围存在着电场，引进电场中的电荷将受到电场力的作用。该电荷称为试探电荷!发出电场的电荷称为场源电荷!电场强度和电位是表示静电场中各点性质的两个基本物理量。电场中某点的电场强度即是单位正电荷在该点所受到的作用力。电场强度的单位是牛顿/库伦(N/C>o)电场中某点的电位是指在电场中将单位正电荷从该点移至电位参考点的电场力所作的功。电位的常用单位是伏特(V)或毫伏(mV )，即1V=1000mVe电场中某两点之间的电位差称为这两点之间的电压或电压降。电压的单位与电位的单位相同。电场强度由电场本身决定!一种物体的原子得到电子后会带上负电，失去电子后会带上正电。电性相反的电荷会互相吸引，电性相同的电荷会互相排斥。不带电荷的物体是一种电中性物体。

(二)电流与电路

在电源的非静电力作用下，同种带电微粒会发生定向移动，正电荷向电源负极移动、负电荷向电源正极移动。带电微粒的定向移动就是电流，一般规定正电荷移动的方向为电流的正方向。电流方向不随时间变化的电流叫直流电，电流方向随时间变化的电流叫交流电。区分直流和交流，仅仅是其方向而已，与其它的量无关。电流虽然有方向，但是是一个标量。电流的大小称为电流强度，电流强度简称为电流，等于每秒通过电路的电荷量。电流的常用单位是安培(A)或毫安培(mA)，即1000mA=1A。电流所流经的路径即电路。在闭合电路中，实现电能的传递和转换。电路由电源、连接导线、开关电器、负载及其它辅助设备组成。电源是提供电能的设备，电源的功能是把非电能转换为电能，如电池把化学能转换为电能，发电机把机械能转换为电能，太阳能电池将太阳能转化为电能，核能将质量转化为能量等。干电池、蓄电池、发电机等是最常用的电源。负载是电路中消耗电能的设备，负载的功能是把电能转变为其它形式的能量。如电炉把电能转变为热能，电动机把电能转变为机械能等。照明器具、家用电器、机床等是最常见的负载。开关电器是负载的控制设备，如闸刀开关、断路器、电磁开关、减压起动器等都属于开关电器。辅助设备包括各种继电器、熔断器以及测量仪表等。辅助设备用于实现对电路的控制、分配、保护及测量。连接导线把电源、负载和其它设备连接成一个闭合回路，连接导线的作用是传输电能或传送电讯号。

研究历史折叠编辑本段

很久以前，就有许多术士致力于研究电的现象。可是，电塔所得到的结果真是乏善可陈，少之又少。直到十七和十八世纪，才出现了一些在科学方面重要的发展和突破。在那时，科学家并没有找到什么电的实际用途。这要等到十九世纪末期，由于电机工程学的进步，把电带进了工业和家庭里面。在这个电气研发的黄金时代，日新月异、连绵不断的快速发展带给了工业和社会，难以形容、无法想像的巨大改变。做为能源的一种供给方式，电所具有的多重优点，意味着电的用途几乎是无可限量。例如，大众交通、取暖、照明、电讯、计算等等，都必须用电为主要能源。来到二十一世纪，现代工业社会的骨干仍旧依赖着电能源。在可看见的未来，电想必是绿色科技的主角之一。

古代发现折叠

在对电的具体认知很多年前，人们就已经知道发电鱼(electric fish)会发出电击。根据公元前2750年撰写的古埃及书籍，这些鱼被称为"尼罗河的雷使者"，是所有其它鱼的保护者。大约两千五百年之后，希腊人、罗马人，阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者，才又出现关于发电鱼的记载。古罗马医生 Scribonius Largus 也在他的大作《Compositiones Medicae》中，建议患有像痛风或头疼一类病痛的病人，去触摸电鳐，也许强力的电击会治愈他们的疾病。

阿拉伯人可能是最先了解闪电本质的族群。他们也可能比其它族群都先认出电的其它来源。早于15世纪以前，阿拉伯人就创建了"闪电"的阿拉伯字 "raad"，并将这字用来称呼电鳐。

在地中海区域的古老文化里，很早就有文字记载，将琥珀棒与猫毛摩擦后，会吸引羽毛一类的物质。公元前600年左右，古希腊的哲学家泰勒斯(Thales, 640-546B.C.)做了一系列关于静电的观察。从这些观察中，他认为摩擦使琥珀变得磁性化。这与矿石像磁铁矿的性质迥然不同磁铁矿天然地具有磁性。泰勒斯的见解并不正确。但后来，科学会证实磁与电之间的密切关系。

近代研究折叠

18世纪时西方开始探索电的种种现象。

1732年，美国的科学家富兰克林(Benjamin Franklin,1706~1790)认为电是一种没有重量的流体，存在于所有物体中。当物体得到比正常份量多的电就称为带正电若少于正常份量，就被称为带负电，所谓"放电"就是正电流向负电的过程(人为规定的)，这个理论并不完全正确，但是正电、负电两种名称则被保留下来。此时期有关"电"的观念是物质上的主张。富兰克林做了多次实验，并首次提出了电流的概念。富兰克林的这一说法，在当时确实能够比较圆满地解释一些电的现象，但对于电的本质的认识与我们的"两个物体互相磨擦时，容易移动的恰恰是带负电的电子"的看法却是相反。

1752年，他在一个风筝实验中，将系上钥匙的风筝用金属线放到云层中，被雨淋湿的金属线将空中的闪电引到手指与钥匙之间，证明了空中的闪电与地面上的电是同一回事。后来他根据这个原理，发明了避雷针。

富兰克林做了多次实验，进一步揭示了电的性质，并提出了电流这一术语。富兰克林对电学的另一重大贡献，就是通过1752年著名的风筝实验，"捕捉天电"，证明天空的闪电和地面上的电是一回事。他用金属丝把一个很大的风筝放到云层里去。金属丝的下端接了一段绳子，另在金属丝上还挂了一串钥匙。当时富兰克林一手拉住绳子，用另一手轻轻触及钥匙。于是他立即感到一阵猛烈的冲击(电击)，同时还看到手指和钥匙之间产生了小火花。他的手被d开了，这个实验表明:被雨水湿透了的风筝的金属线变成了导体，把空中闪电的电荷引到手指与钥匙之间。这在当时是一件轰动一时的大事。一年后富兰克林制造出了世界上第一个避雷针。

电流现象的研究，对于人们深入研究电学和电磁现象有着重要的意义。最早开始电流研究的是意大利的解特斯拉线圈剖学教授伽伐尼(1737-1798)。伽伐尼的发现源自于1780年的一次极为普通的闪电现象。闪电使伽伐尼解剖室内桌子上与钳子和镊子环连接触的一只青蛙腿发生痉挛现象。严谨的科学态度，使他没有放弃对这个"偶然"的奇怪现象的研究。他花费了整整12年的时间，研究像青蛙腿这种肌肉运动中的电气作用。最后，他发现如果使神经和肌肉同两种不同的金属(例如铜丝和铁丝)接触，青蛙腿就会发生痉挛。这种现象是在一种电流回路中产生的现象。但是，伽伐尼对这种电流现象的产生原因仍然未能回答，他认为蛙腿的痉挛现象是"动物电"的表现，由金属丝构成的回路只是一个放电回路。

伽伐尼的看法在当时的科学界中引起了巨大的反响，但是，另一位意大利科学家伏打(伏特)(1745~1827)不同意伽伐尼的看法，他认为电存在于金属之中，而不是存在于肌肉中，两种明显不同的意见引起了科学界的争论，并使科学界分成两大派。1799年，意大利科学家伏特以含食盐水的湿抹布，夹在银和锌的圆形板中间，堆积成圆柱状，制造出世界上最早的电池-伏特电池。1800年春季，伏特在英国皇家协会发表关于伏打电池的论文。

1821年英国人'法拉第'完成了一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现如果电路中有电流通过，它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固定，线圈就可能会运动。根据这种设想，他成功地发明了一种简单的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。

1831年，法拉第制出了世界上最早的第一台发电机。他发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。

1866年德国人西门子(Siemens)制成世界上第一台工业用发电机。

认识的进步折叠

从物质到电场

1600年，英国人吉尔伯特(William Gilbert,1544-1603)发明了验电器，这为后来人们对电的研究提供了试验基础。1660年，德国人居里克( Ott von Guerick,1602-1686)制造摩擦起电机。

在十八世纪电的量性方面开始发展，1767年蒲力斯特里(J.B.Priestley)与1785年库仑(C.A.Coulomb 1736-1806)发现了静态电荷间的作用力与距离平方成反比的定律，奠定了静电的基本定律。

在1800年，意大利的伏特(A.Voult)用铜片和锌片浸于食盐水中，并接上导线，制成了第一个电池，他提供首次的连续性的电源，堪称现代电池的元祖。1831年英国的法拉第(M. Faraday)利用磁场效应的变化，展示感应电流的产生。1851年他又提出物理电力线的概念。这是首次强调从电荷转移到电场的概念。

电场与磁场

1865年、苏格兰的麦克斯韦(J. C. Maxwell)提出电磁场理论的数学式，这理论提供了位移电流的观念，磁场的变化能产生电场，而电场的变化能产生磁场。麦克斯韦预测了电磁波辐射的传播存在，而在1887年德国赫兹(H.Hertz)展示出这样的电磁波。结果麦克斯韦将电学与磁学统合成一种理论，同时证明了光是电磁波的一种。

麦克斯韦电磁理论的发展也针对微观方面的现象做出解释，并指出电荷的分裂性而非连续性的存在，1895年洛伦兹(H.A.Lorentz)假设这些分裂性的电荷是电子(electron)，而电子的作用就依麦克斯韦电磁方程式的电磁场来决定。1897年英国汤姆生(J.J.Thomson)证实这些电子的电性是带负电性。而1898年由伟恩(W.Wien)在观察阳极射线的偏转中发现带正电粒子的存在。

从粒子到量子

而人类一直以自然界中存在的粒子与波来描述"电"的世界。到了19世纪，量子学说的出现，使得原本构筑的粒子世界又重新受到考验。海森堡(Werner Heisenberg)所提出的"测不准原理"认为一个粒子的移动速度和位置不能被同时测得电子不再是可数的颗粒也不是绕著固定的轨道运行。

一九二三年，德布罗意(Louis de Broglie)提出当微小粒子运动时，同时具有粒子性和波动性，称为"质─波二重性"，而薛定谔(Erwin Schrodinger)用数学的方法，以函数来描述电子的行为，并且用波动力学模型得到电子在空间存在的机率分布，根据海森堡测不准原理，我们无法准确地测到它的位置，但可以测得在原子核外每一点电子出现的机率。在波耳的氢原子模型中，原子在基态时的电子运动半径，就是在波动力学模型里，电子最大出现机率的位置。

随著科学的演进，人类逐渐理解"电"的物理量所能取得的数值是不连续的，它们所反映的规律是属于统计性的。

分类折叠编辑本段

分类  

静电

直、交流电

现象

静止的电荷(通常存在于绝缘体内，如橡胶、毛皮、琥珀、云层)

流动的电荷

放电时间

瞬间放电(皮秒~微秒)，通常是由于击穿绝缘体导致的放电。

持续放电(通常是存在于电路中的)

能量

由大到小可为:闪电、脱毛衣、塑料尺等

由大到小可为:亿万伏发电机输出电、工业用电、民用电、电池等

人体感觉

通常不易感(除闪电外)

36V以上即可对人体造成伤害

电磁效应折叠编辑本段

概念解释折叠

物质中的电效应是电学与其他物理学科(甚至非物理的学科)之间联系的纽带。物质中的电效应种类繁多，有许多已成为或正逐渐发展为专门的研究领域。比如:

电致伸缩、压电效应(机械压力在电介质晶体上产生的电性和电极性)和逆压电效应、塞贝克效应、珀耳帖效应(两种不同金属或半导体接头处，当电流沿某个方向通过时放出热量，而电流反向时则吸收热量)、汤姆孙效应(一金属导体或半导体中维持温度梯度，当电流沿某方向通过时放出热量，而电流反向时则吸收热量)、热敏电阻(半导体材料中电阻随温度变化而变化)、光敏电阻(半导体材料中电阻随光照灵敏变化)、光生伏打效应(半导体材料因光照产生电位差)，等等。

对于各种电效应的研究有助于了解物质的结构以及物质中发生的基本过程，此外在技术上，它们也是实现能量转换和非电量电测法的基础。

电磁测量折叠

也是电学的组成部分。测量技术的发展与学科的理论发展有着密切的联系，理论的发展推动了测量技术的改进测量技术的改善在新的基础上验证理论，并促成新理论的发现。

电磁测量包括所有电磁学量的测量，以及有关的其他量(交流电的频率、相角等)的测量。利用电磁学原理已经设计制作出各种专用仪表(安培计，伏特针、欧姆计、磁场计等)和测量电路，它们可满足对各种电磁学量的测量。

电磁测量的另一个重要的方面是非电量(长度、速度、形变、力、温度、光强、成分等)的电测量。它的主要原理是利用电磁量与非电量相互联系的某种效应，将非电量的测量转换为电磁量的测量。由于电测量有一系列优点:准确度高、量程宽、惯量小、 *** 作简便，并可远距离遥测和实现测量技术自动化，非电量的电测量正在不断发展。

电池折叠编辑本段

我们用的电池和伏特当初所制造的电池组，是运用相同的原理。电池的外壳都是由锌制成锌的外面再会覆盖一层塑料或洋铁皮，以防止电池发生渗漏的情形。在电池里没有银片或铜片，而是在正中央有一根碳棒(像很粗的铅笔芯)。电池里的碳棒和锌的外壳之间装的是浓稠的糊状化学物质(电解液)。

应用折叠编辑本段

电的发现和应用极大的节省了人类的体力劳动和脑力劳动，使人类的力量长上了翅膀，使人类的信息触角不断延伸。电对人类生活的影响有两方面:能量的获取转化和传输，电子信息技术的基础。电的发现可以说是人类历史的革命，由它产生的动能每天都在源源不断的释放，人对电的需求夸张的说其作用不亚于人类世界的氧气，如果没有电，人类的文明还会在黑暗中探索。

消费类电子产品在不同发展水平的国家有不同的内涵，在同一国家的不同发展阶段有不同的内涵。

电箱中国消费类电子产品是指用于个人和家庭与广播、电视有关的音频和视频产品，主要包括:电视机、影碟机(VCD、 SVCD、DVD)、IPTV、录像机、摄录机、收音机、收录机、组合音响、电唱机、激光唱机(CD)等。而在一些发达国家，则把电话、个人电脑、家庭办公设备、家用电子保健设备、汽车电子产品等也归在消费类电子产品中。随着技术发展和新产品新应用的出现，数码相机、手机、PDA等产品也在成为新兴的消费类电子产品。从二十世纪九十年代后期开始，融合了计算机、信息与通信、消费类电子三大领域的信息家电开始广泛地深入家庭生活，它具有视听、信息处理、双向网络通讯等功能，由嵌入式处理器、相关支撑硬件(如显示卡、存储介质、IC卡或xyk的读取设备)、嵌入式 *** 作系统以及应用层的软件包组成。广义上来说，信息家电包括所有能够通过网络系统交互信息的家电产品，如PC、机顶盒、HPC、DVD、超级VCD、无线数据通信设备、视频游戏设备、WEBTV等。音频、视频和通讯设备是信息家电的主要组成部分。电冰箱、洗衣机、微波炉等也发展成为了信息家电，并构成智能家电的组成部分。

现代的电力供应由于常规能源的日益减少而出现了供应危机，世界各国均以新能源作为发展方向，主要推广的有风能、太阳能、地热能等，随着技术的进步，电力供应的常规能源消耗将被取代!人类的生活环境会得到改善!但也造成了污染。

注意事项折叠编辑本段

经过调查，男性身体比女性身体所能承受的电压要高出2-3倍。所以，为了保证电力工作的安全，在电力工作与电路维修中，男性员工要多于女性员工。包括在电器产业方面与高端电子产业方面，应当以男性员工为主。

虽然如此，维修电路时适当的防护是必不可少的，电工手套等设备都是为了增大电阻，减小通过人体的电流。同时，一些小技巧，如维修电路时背着左手都可减小触电的危险。

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