[發明專利]自由電子在導體中定向移動速度的測量方法

在審

• 申請號: 202110493416.1
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113176419A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 溫欣
• 主分類號: G01P3/42
• 分類號: G01P3/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

目前學術界沒有一種方法直接測定自由電子在導體中定向移動時的速度，估算的結果是每秒幾毫米，這與實際不符。從宏觀角度看：電動機的工作原理就是通電線圈受安培力作用。從微觀分析，是電動機線圈中自由電子在磁場中受到洛倫茲力作用集體定向移動的結果，由此使導體中自由電子定向移動速度變的可見可測。其結果是：在電路中接入相匹配的電動機，電動機旋轉時線圈的最高即時線速度就是電路中自由電子定向移動的速度。或者，發電機發電時線圈垂直切割磁力線的速度就是自由電子在導體中定向移動的速度。

技術領域

本發明涉及一種測量自由電子在導體中定向移動速度的方法。

背景技術

目前學術界沒有一種方法直接測定自由電子在導體中定向移動時的速度。學術界估算的結果是電子在導體中定向移動的速度為每秒幾毫米，這與實際不符。經該方法測量我們日常50HZ交流電自由電子定向移動速度不小于50米/秒。

發明內容

在勻強磁場(a)放入直導體A，通過導線與相同勻強磁場(b)放入的直導體B連接，形成閉合回路。

給直導體A一個力，使直導體A以速度v1垂直切割磁力線，在導體A中產生感應電流，電流通過導線進入直導體B中，使直導體B在勻強磁場(b)中受安培力的作用，以速度v1沿安培力方向運動(能量守恒定律)。

從微觀角度分析以上過程：直導體A以速度v1切割磁力線時，可以看作直導體中自由電子集體以v1速度進入磁場，受洛倫茲力作用，自由電子整體定向移動產生感應電流I，設此時導線內自由電子定向移動速度為v2。

電流I通過導線進入直導體B，B中自由電子以同樣的速度v2沿電流反方向定向移動，自由電子在磁場(b)中集體受洛倫茲力作用使直導體B在磁場中以速度v1沿安培力方向運動。

在直導體A中，自由電子以速度v1進入勻強磁場，受洛倫茲力作用以速度v2在導體中做定向移動。當自由電子以速度v2進入直導體B時，自由電子集體受洛倫茲力作用使直導體B以速度v1沿洛倫茲力方向運動，由自由電子在導體A、B中速度可逆，得知v1等于v2，此結果與洛倫茲力對運動電荷不做功是一致的。

由v1等于v2得知：在理想狀態中，導體中自由電子定向移動的速度就等于直導體在勻強磁場中運動的速度。

附圖說明

附圖1是本發明結構示意圖

具體實施方式

我們要測量導體中自由電子定向移動的速度，只要測出發電機發電時線圈垂直切割磁力線的速度就是線圈中自由電子定向移動的速度。或者在電路中接入一個相匹配的電動機(電動機的磁場強度應與電路中產生電流發電機磁場相同)，電動機線圈旋轉時的最高線速度就是自由電子定向移動的速度。