电能是什么

电流是导体内带电粒子作大规模定向运动所导致的。随着电流的接通，电源的能量—由某种力克服电场力做功获得的电能，被传送到电路各处以供使用。 若电流经过电阻，将产生热；若经过电动机，将通过安培力对外做功；若经过发光设备，则发出光。总之，电流流过的地方，就会有能量转换，即从电能转化为其他形式的能量，读到这里，很多人的脑子里会有一副这样的画面：那些随着电流漂移的带电粒子——我们称之为载流子，就像一个个背着储能小钢罐卡通人一样，它们在电路中奔跑，将能量不断送出，周而复始，直到电源被耗尽。 要回答这个问题，先要了解电能是怎么得到的。本文开篇第一段就说了，电能是电场力之外的某种力反抗电场力做功获得的。电荷同性相斥，异性相吸。因此，世间万物的最佳的和谐结构内部的正负电荷之和必为零。如果要将这些原本均匀相间的正负电荷残忍分离，那必然就引起它们的强烈反抗，因此你得付出代价。例如，用某种方法让一块物体带电的过程中，在获得第一个电荷微元时，几乎不费什么力，但随之后面的其他所有电荷都是新来的了——将受到越来越大的排斥力——因为同性相斥。类似的，下面这个惊心动魄的挖坑(fen)过程中，随着他越挖越深，为了将沙子放到逐渐变高的沙堆顶上，他需要对沙子作更多的功。设某次搬运的沙的重量为 ，此时沙堆与坑的落差为 ，则此次做功为 待挖坑完毕时，他克服重力做的总功为 这个总功即为沙土的重力势能的增加量。类似的，在不断的搬运电荷的过程中，你也不断做功，直到你最终获得一个宏观带电体，你所付出的全部做功之和被转换为一种能量。所以，当你获得一个带电体时，你也就获得了一份能量。那么这个能量是什么呢？换句话说，这个能量是以什么形式存在呢？堆沙时，移动沙作的功变成沙的重力势能。类似的，搬电荷也会造成一种势能的积累，它就是电势能。相隔一定距离的电荷，都处于对方形成的电场的势力范围中，或吸引或排斥。但却因为某种阻隔，无法无限靠近或远离。保留进一步靠近或远离的趋势和潜力——引而不发，就像射雕大侠手中的弯弓一样，形成彼此之间共有的一种潜在的能量，此乃电势能是也。 所以，从物理上说，电能的本质就是电势能。那么，说来说去，作为电能本质的电势能，到底存在于哪里呢？有人说，势能是作用双方共有的，但这样说还不够明确！现代物理学认为，势能是场的能量。场的能量与动能不同，它不是被一个运动的粒子所携带的，而是处于粒子周围的空间中。这其实是场的观点所带来的最深刻的物理思想的变革——能量存在于空间中，而非物体上。而实际上，不光电势能如此，重力势能也是如此，所有的势能都是如此。