为何发电机的电子永远都用不完？

在人类文明的发展史上，电的发现和应用是一个里程碑，时至，电早就已经与我们的生活密不可分，可以说如果没有了电，我们人类将会在一夜之间回到古代。

  通常情况下，当有合适的电流通过了某个电器，这个电器就可以正常工作了。那么什么是电流呢？物理老师告诉我们，电流是指自由电子在导体中的有规则的定向运动。由于我们所用的电都是由发电机产生的，因此我们似乎可以得出一个结论，即发电机源源不断将电子发送出来，并将它们送到千家万户。

  于是一个问题就显现出来了：电流是由电子运动产生的，那为什么发电机的电子永远都用不完？先简单说明一下，电流的方向是人为定义的，而事实上，人们定义的电流方向与电子运动实际方向是相反的，为什么会这样呢？这是因为在人们初发现电的时代，科学家还对微观世界一无所知，根本就不知道电子的存在。

  他们只能根据已知的现象，来定义电流的方向，直到电子被发现以后，人们才意识到这是个错误，但是由于人们对电流的概念已经根深蒂固，而且这个错误也无关紧要，所以电流这个概念就一直沿用至今了。

  当发电机工作时，它的金属线圈会做切割磁力线的运动，这时线圈内的自由电子，就会在电磁感应的作用下固定地向线圈一端移动，于是这一端就带负电，相应的另外一端就带正电，这样在线圈的两端就产生了感应电动势。

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  在这种情况下，如果在线圈两端之间形成了闭合的通路，那么自由电子就会在这个通路中做定向运动，从而形成电流。我们可以看到，电流形成的必要条件就是形成一个闭合的通路，可以简单地理解为，电子从发电机的负极出发，然后从正极回来。这就意味着，电子的流动是一个循环，在这个过程中，电子根本就没有消耗。

  那么我们平时用的电消耗的是什么呢？其实我们对电的应用，主要是利用了电流通过相关用电器具时，所产生的各种效应，例如热效应、电磁效应以及化学效应等。从能量转换的角度来看，发电机就是一种将机械能转化为电能的设备，电子只是能量的携带者，而不是消耗品。

  我们平常使用的大多数都是交流电，所谓的交流电，是指电流的方向会随着时间做周期性的变化。同样的，交流电的电流必须在一个闭合的通路中才可以形成，只不过这个通路里的电子一会儿向前，一会儿向后。总体上来讲，道理还是前面讲的一样，电子并没有在这个过程中消耗。

  值得一提的是，发电厂的发电机所发出的电，是要经过几级变压器的变压才终到达千家万户，在这些变压器之间都相互绝缘，它们之间的能量是通过特定的电磁感应来完成转换的。每一级变压器都是一个闭合的通路，在这些通路里所有的电子都是在做循环运动，因为没有消耗，所以它们是永远都不会用完。