將電療貼片貼在手臂上

只要按下開關

手部的肌肉就會產生收縮！

這是為什麼呢？

人體的肌肉系統是由許多組織、

細胞、各式各樣的化學分子、

各種帶電或不帶電的粒子所組成

不過人體有點複雜

我們先討論比較單純的物質好了

例如木頭、不銹鋼、銅線

這些物質又分成導體和非導體

都是由許多原子組成

而原子又是由原子核與電子組成

那導體中的這些粒子是如何運動的呢?

回想一下

一個密閉的管子內裝氣體

氣體粒子們會如何運動？

答案是氣體粒子們會隨機往各個方向運動

但如果希望氣體集體往某個方向運動怎麼辦呢？

這時候就需要對氣體施力

例如用活塞推動管子裡面的氣體

氣體粒子們就會集體往某個方向運動了

那如果是導體呢？

要使銅線內的自由電子們

集體往某個方向運動該怎麼辦？

這時候就需要對自由電子們施力F

我們可以將導線連接電池

導線中會形成電場E

自由電子們因為受到靜電力F等於負Q乘以E的作用

自由電子們因為受到靜電力F等於負Q乘以E的作用

而改變原本的速度方向

呈現集體往特定方向運動

也就是沿著導線運動

電子是負電荷

巨觀來說

電子們集體往某個方向移動

形成電子流動的「電子流」；

而「電流」方向定義為正電荷移動方向

會用電子流反方向的來表示導體內的電荷流量

想要描述正電荷流動的快慢

可以用流量表示

想想看

車流、人流、水流、氣流我們會怎麼定義流量呢？

以車流來說

我們可以利用ETC收費站

選定一個車道

計算在一段時間裡面

有幾台車通過這個收費站

如果我們同時計算四個車道

車流量就會變得更大

那麼

你想到如何定義正電荷流量的方法了嗎？

畫面中每個+號代表1.6乘以10的負十九次方庫倫

我們將正電荷的流量定義為電流

就是一段時間內通過某一截面的正電荷量

不過因為每個正電荷帶的電量不一定一樣

因此我們會寫成：

電流等於正電荷的帶電量除以一段時間

假設經過了30秒

電流大小就是正電荷數量

乘以一點六乘以十的負十九次方庫倫除以三十秒

我們會將符號寫成：

電流 I 等於一段時間delta t 內流經截面的總電量delta Q

SI制單位分別是安培、庫倫和秒

一安培等於每秒一庫倫

現在來測驗一下你對電流的概念是否了解了呢？

請計算圖片中導線的電流大小

接著我們再想一想

如果一條導線有粗細變化的話

粗導線和細導線的電流大小一樣嗎？

因為在相同的時間內

粗導線有多少正電荷流進來

再回頭看另一邊的細導線

就有多少正電荷從細導線流出去

所以只要是同一條導線

不管導線的粗細

他的電流大小都會是一樣的！

因此單一迴路中各點的電流大小都相同

並且我們會用這樣的箭頭來表示電流的方向

當電流流經分叉的導線時

流入的電流等於分別流出的電流

例如流入九安培的電流等於流出四安培加上五安培的電流

而電流不是向量

因此箭頭符號僅代表電流沿著導線

電流不遵守向量加法喔！

讓我們回到影片一開始的問題

電療貼片為什麼會讓手臂肌肉收縮抬起來呢？

這是因為機器會在兩個貼片間產生一個小小的電位差

讓電流通過手臂

效果就像神經在傳遞電訊號和化學訊號一樣

使得肌肉產生運動

如果把這個貼片貼在胸腔位置

設定適當的電流大小

就可以刺激心臟

配合CPR可以使不正常跳動的心臟恢復正常跳動

這就是AED─自動體外心臟除顫器

最後

我們來統整一下今天學到的知識吧！

在電場為零的導體中

電子以熱運動的方式自由運動

在導體兩端有電位差形成導體內的電場

造成負電荷移動

電子流為負電荷移動方向；電流方向定義為正電荷移動方向

電流方向定義為正電荷移動方向

真正在導體內移動的是帶負電的電子

但習慣上以電子流反方向的「電流」來表示導體內的電荷流量

電流定義為流經截面的總電量除以經過的時間

單位是安培

一安培等於每秒一庫倫

單一迴路中各點電流大小相同

電流非向量

箭頭符號僅代表電流沿著導線

電流不遵守向量加法

想想看

觸摸一顆電壓10000伏特的金屬球

和雙手連接一條電流100安培的導線

哪一個比較危險呢？

在後面電路學的章節我們會有更深入的探討

我們下次再見囉

掰掰～