电的原理与基础,电力是如何产生的

网上有很多关于电的原理与基础,电力是如何产生的的知识，也有很多人为大家解答关于电的原理的问题，今天搜了网为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!

本文目录一览：

1、电的原理

2、电是怎么来的，是如何产生的，他产生的原理是什么。

3、电的原理是什么？

电的原理

能源的发展与革命推动了人类社会的变迁与进步，尤其是两次工业革命以后，人们越发意识到能源发展的重要。

当今社会发展日新月异，但是以化石能源（如煤炭、石油等）为代表的传统能源因再生周期长，储量和质量逐年下降等问题，越来越难以满足与日俱增的能源需求，新能源的开发和利用因此被提上日程。

从植物的光合作用中找灵感：利用太阳能发电

我们都知道，地球上所有生物所能利用的能量基本全部来自于植物的光合作用。

图1 光合作用示意图（图片来源：http://www.1010jiajiao.com/czsw/shiti_id_d623a67f6a9c974e1647ce187eb3f72a）

植物的光合作用是指在光照条件下，在植物叶绿体中以二氧化碳和水为原料合成糖的生物过程，由于糖类物质在代谢过程中可以产生能量，太阳能便通过这种方式被储存下来。

然而，这种能量很难为我们直接利用，一般需要经过转化才能成为我们普遍使用的电能。物理学原理告诉我们，能量转化过程必然会带来能量损失。于是，将太阳能直接转化为电能的课题因此提上了日程。

那么，太阳能是否可以直接转化为电能？这种转化过程又与哪些因素相关？这对19世纪初的科学家们来讲，这可是一个了不得的命题。

庆幸的是，这一难题在19世纪末取得了巨大突破。

拥有“最强大脑”的他发现了光与电的奥秘

1887年，著名物理学家赫兹（现今频率的单位就是以他的名字命名的）在一次研究中偶然发现：光照射到某些物质表面，会引起物质电性质的改变。之后的研究证明，这是因为产生电子流导致的，因此这一现象被称为“光电效应”。

图2 光电效应示意图（图片来源：http://img.mp.itc.cn/upload/20160511/076aa3518f444e0c902e391fe7613d1e_th.jpg）

要知道，世界的运行原理需要符合物理学原理。在当时，牛顿建立的经典物理学原理统治着人们的思想。该原理认为光是在以太（古希腊哲学家亚里士多德设想的一种物质，19世纪被物理学家借用代指光传播的介质）这种介质中传递的一种波（可以想象一下石子投入湖中的场景，湖面荡起一圈圈以水为介质向外传递的波纹），而波的能量与振幅（振动幅度）有关（光波的振幅即为光的强度）。

图3 石子投入湖中产生波纹 （图片来源：https://huaban.com/pins/1796511277/）

这件事貌似非常符合常理。可以想象，冬天阳光不强，晒在身上有暖洋洋的感觉；而夏日里，阳光刺眼，如果不注意防护皮肤都有可能被晒伤。因此，在经典物理学下，光电效应能否发生取决于光的强度；然而，这一理论与当时的一系列实验结果相悖离。

研究表明，同一种物质，有些颜色的光无论光强多少都无法发生光电效应，有些颜色的光即使强度很低也能产生电流，经典物理学随之陷入危机：一场席卷整个科学界的风暴正在酝酿。

风暴中孕育着毁灭，但随之而来的还有新生。科学不会停滞不前，一位位科学巨匠在风暴中心劈波斩浪，经典物理学在相对论物理与量子物理的双重修正下再次扬帆起航。

而解决光电效应难题的，正是我们所熟知的阿尔伯特·爱因斯坦。

爱因斯坦因建立相对论而广为人知，但大家可能不知道，这么伟大的科学家险些没有拿到被称为科学界至高荣誉的诺贝尔奖（诺贝尔奖从不颁发给有争议的发现，而对相对论的讨论和争议至今仍未停歇）。

爱因斯坦荣获1921年诺贝尔物理学奖得益于其对光电效应的创造性解释。他提出，光是由光子组成的，而光子的本质是一个个能量包，每一个能量包所蕴含的能量与它的频率（单位时间（1s）内的变化次数）有关，因此光照射到物体上能否产生电子完全取决于能量包（光子）的能量（频率），与能量包的数量（光强）无关。

太阳能电池就像一块“三明治”

以上我们介绍了光电效应的发现历程，也知道如何才能产生光电效应，那么，产生的电子该如何被我们所利用呢？

这就牵扯到了另外一个概念——能级跃迁。

图4 能级跃迁示意图（青岛生物能源与过程研究所，碳基能源转换材料研究组）

原子由原子核和核外电子构成，原子核外的电子并非是散乱排布的，而是遵循物理学原理分层排布的，靠近原子核的电子能量低，越远离原子核的电子能量越高，不同层的电子能量不同，这些能量值也被称为“能级”。

在正常条件下，核外电子总是趋近于以总能量最低的形式进行排布，这样的电子，我们称它处于“基态”。基态的原子接收到某种形式的能量（如光子）后，便会自发转移到能量更高的能级，这便是能级跃迁，跃迁后的电子便称它处于“激发态”。

但是很不幸，激发态的电子并不稳定，有向低能级跃迁的趋势，电子具有的多余能量便以光能或者热能的形式散发掉了。

不对，能量就这样散发了，我们还是没有获得电能啊？

别着急，要想将光电效应产生的电流传导出来，我们需要构筑合适的器件结构，也就是我们常说的太阳能电池（如图2所示）。

器件结构形似三明治，具有光电效应的活性层被电子传输层和空穴（电子跃迁后形成的局部缺电子部分称为空穴）传输层夹在中间，两端为电极材料，一般是金属和氧化铟锡（ITO）。

基态的原子接收到某种形式的能量（如光子）后，便会自发转移到能量更高的能级，这便是能级跃迁，跃迁后的电子便称它处于“激发态”。因为电子传输层的激发态能级比活性层的略低一些，所以活性层激发态的电子容易传递到电子传输层，而不是回到活性层的基态；而空穴传输层基态比活性层基态电子能量略高，电子有向活性层基态传递的趋势。

这就好像给电子设置了一个个小台阶，让电子只需“抬抬脚”就迈过去了，而不是艰难的跳跃（跃迁），因而整个过程很容易实现。

通过电子传输层和空穴传输层的有效配合，整个器件构成了一个完整的回路，活性层产生的电子就可以被导出进而为我们所用了。

图5 常见的太阳能电池器件结构示意图（青岛生物能源与过程研究所，碳基能源转换材料研究组）

好啦，经过转化过程，我们终于从太阳能直接获得了电能而这就是太阳能电池的原理。科学探索的脚步永不停歇，也正因为这些伟大科学家们伟大的研究与发现，人们的生活才能变得越来越好，让我们向他们致敬！

（科普中国-科普融合创作与传播）

电是怎么来的，是如何产生的，他产生的原理是什么。

电是一种自然现象，是由电荷运动所带来的现象。

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。电子运动现象有两种：我们把缺少电子的原子说为带正电荷，有多余电子的原子说为带负电荷。

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。

扩展资料

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。

：电（自然现象之一）_百度百科

电的原理是什么？

一、电是这样产生的 利用磁铁和线圈产生的 现在所用的电，大致可以分为利用发电机发的电，以及将化学能变成的电(如电池)。除此之外，还有利用太阳光发的电等，现在其他发电方法还在陆续研发出来。 当然，家庭中所用的电，是利用发电机所发的电。 现在，我们就来探讨一下发电的原理吧！ 要发电，就需要磁铁以及产生电的线圈。 磁铁具有吸引铁等金属的磁力，这个力所及的范围，就称为磁场。 在这个磁场中移动线圈，线圈就会产生电。但是，在强大的磁场中，如果不能够移动线圈(如果不使磁力产生变化)，就无法产生电。 换言之，磁力的变化会使得线圈产生电。这个原理称为电磁感应，而产生的电流，就称为感应电流。 磁铁接近线圈时，电流会依箭头的方向流向线圈。 相反，如果磁铁远离线圈，则电流会流向相反的箭头方向。当然，如果不移动磁铁的话，则磁场不会产生变化，就不会产生电。 这个电磁感应，也可以用在自行车简单的发电机上。 如果在自行车的轮胎上安装发电机，则借助轮胎的旋转，发电机内的磁铁就会旋转。这时，线圈附近的磁场的强度产生变化，就能够产生感应电流流到线圈。 这就是电产生的原理，借此能够使自行车的灯亮起来。 与发电有密切关系的，就是电力公司的发电机。 水力发电，是利用水力转动安装在发电机上的螺旋桨，取代自行车轮胎的旋转，使得磁铁旋转而发电。 火力发电或核能发电，首先是利用锅炉或原子炉制造出高温，再利用热使得水蒸发产生蒸气，这些蒸气朝安装在发电机上的涡轮用力喷射，就能够使发电机旋转而产生电。

以上就是关于电的原理与基础,电力是如何产生的的知识，后面我们会继续为大家整理关于电的原理的知识，希望能够帮助到大家！