问题

电流可以从负极流出吗?如下图?

回答
你这个问题问得很有意思,而且你附带的图片(虽然我这里看不到)很关键。我们来好好掰扯掰扯“电流从负极流出”这件事,尽量说得明白透彻,听起来就像一个对电学有一定了解的朋友在跟你聊天。

首先,得明确一点:我们通常说“电流”,其实指的是“约定电流”或者“正电荷的定向移动”。 这一点是现代电学的基础,也是我们理解很多问题,包括你提到的“从负极流出”的关键。

为啥有这个“约定”呢?

这事儿得回到电的早期研究。那时候,科学家们还不太清楚电荷的真实性质,不知道到底是哪种电荷在运动。他们就先假定了一个方向,认为正电荷在移动,并且它们的移动方向就是电流的方向。所以,我们现在看到的绝大多数关于电流方向的图示、定义,都是基于这个“约定”,认为电流是从正极流向负极,就像水从高处流向低处一样,是个自然的“流动”。

那电子是怎么回事呢?

后来,随着研究的深入,科学家们发现了电子,并且确认了电子是带负电荷的。而且,在大多数我们熟悉的导电介质(比如金属导线)中,真正发生定向移动的,其实是这些带负电的电子。

好,那现在我们回到你的问题:电流可以从负极流出吗?

从我们刚刚建立的“约定”来看,不行。如果按照“约定电流”的方向,电流总是从正极流向负极。

但是! 如果你问的是 “带负电荷的粒子(比如电子)的运动方向是怎样的?” 那么答案就是:是的,电子确实是从负极流向正极。

这就像什么呢?想象一下,我们规定“上班”是从家(A点)去公司(B点)。那么,你每天从家出发去公司,这就是“上班”的“约定方向”。但是,如果你坐在车里,车从公司(B点)把你载回了家(A点),那么车这个载具的运动方向,其实和你“上班”的约定方向是相反的。

同样,电流的“约定方向”是从正极到负极,但实际导电的“电子流方向”却是从负极到正极。

所以,在你提到的“如下图”的那个情境下,如果图示画的是“电子的流动方向”,那么电流(电子流)确实是从负极流出的。

什么情况下会产生这种“负极流出”的理解?

1. 电子在金属导体中的运动: 这是最常见的例子。在电池供电的电路中,电池的负极会富集大量的电子。这些电子被排斥,然后从负极出发,通过导线流向电灯泡或其他用电器,最终到达正极。这时候,你可以说“电子流”是从负极流出的。

2. 某些特殊的电化学过程: 比如在电解液中,负电荷的离子也会向正极移动,而正电荷的离子会向负极移动。如果你把“电流”理解为“电荷的总移动”,那么负离子向正极移动(从负极区域向正极区域)也可以看作是一种“负电荷的流出”。

3. 高中物理题的陷阱(或者说是理解的细节): 有时候,题目会问“自由电子定向移动的方向”。这时候,就必须回答是从负极到正极。如果你直接回答“电流方向是从负极到正极”,那就是错误的。

总结一下,让你的理解更清晰:

约定电流: 方向是 正极 → 负极。 这是我们分析电路、写公式时使用的“标准”。
电子流(或负电荷定向移动): 方向是 负极 → 正极。 这是导体中实际发生的物理过程。

这两者方向相反,但都是描述电路中电荷移动的方式。就像说“我上班”和说“我开车(去上班)”一样,一个是描述目的和方向,一个是描述实际的运动。

所以,回到你的问题,如果在某个图示里,明确标示出的是电子的运动方向,并且是从负极出发的,那么它确实是从负极流出的。 但如果它没有特别说明,只是一个普通的电路图,并且画的是“电流”符号,那么我们默认就是“约定电流”的方向,也就是从正极流向负极。

希望这样解释足够详细,让你能够理解这个“约定”和“实际”的区别!

网友意见

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谢邀,对PCB电路之类事情我不是很熟,强答一下吧。

要完美回答这个问题还是需要拿到U1的datasheet。

根据这个图,我的理解是C17,U1,IGBT三个是共地(图中的GND标记)的。U1从17脚取反馈,然后回来控制IGBT的G端。

17脚相对于GND就是负电压,考虑到一般电磁炉的功率,这个电压最负不会低于-100mV,从芯片设计角度完全可以handle。同时,图中最底下R2,VR,C17的低通滤波也非常轻松。

相反,如果非要把整流桥4脚作为U1的GND(虽然这个点的确是整个电路中电势最低点),但是这个方案下如何才能避免检流电阻上的纹波和噪声叠加到IGBT控制端呢?

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