關(guān)于金屬導(dǎo)體導(dǎo)電,經(jīng)典導(dǎo)電理論認(rèn)為,是由于金屬導(dǎo)體內(nèi)部存在大量的可以自由移動(dòng)的自由電子,這些自由電子在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)而形成電流.\x0d1 金屬原子的核外電子\x0d所有的原子均由原子核與繞核運(yùn)動(dòng)的核外電子構(gòu)成,原子核外電子繞核運(yùn)動(dòng)所需的向心力由原子核與電子之間的庫侖電場(chǎng)力提供,眾多的核外電子在原子核外距核不同距離的軌道上運(yùn)動(dòng),距核最近的電子,受原子核的作用力最大,電子的總能量最低,而距核最遠(yuǎn)的最外層電子,受原子核的束縛力最小,電子的勢(shì)能最大,總能量最大.這最外層電子由于受束縛最小,所以它經(jīng)常受鄰近原子的干擾,而繞鄰近原子核運(yùn)動(dòng).金屬原子之間就是依據(jù)這種外層電子干擾后的互繞運(yùn)動(dòng)形成的作用力而結(jié)合成金屬體的.由于這種結(jié)合力非常小,所以金屬有柔軟、加熱易產(chǎn)生形變等特點(diǎn).\x0d2 洛侖茲力（或感應(yīng)電場(chǎng)力）作用下的金屬導(dǎo)體\x0d如果金屬導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線運(yùn)動(dòng),則導(dǎo)體內(nèi)部核外電子受到洛侖茲力的作用,并在這種作用下原子發(fā)生極化,產(chǎn)生了原子極化電動(dòng)勢(shì).但不管洛侖茲力多大,它也不能對(duì)電子做功,增加電子動(dòng)能,使它脫離原子核束縛,并使電子在脫離原子核束縛后,繼續(xù)對(duì)它做功,在力的方向上發(fā)生加速運(yùn)動(dòng)形成電流.\x0d3 電壓分配電場(chǎng)力作用下的金屬導(dǎo)體\x0d如果金屬導(dǎo)體兩端加上一個(gè)電壓,使導(dǎo)體內(nèi)部形成一個(gè)電壓分配電場(chǎng),則導(dǎo)體內(nèi)部的核外層電子在繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)該受電壓分配電場(chǎng)力的作用,該電場(chǎng)力對(duì)電子做了正功,使電子動(dòng)能增加,有了足夠的能量克服核的束縛,到了核外,變?yōu)樽杂呻娮右驗(yàn)樵雍送怆娮又兄挥凶钔鈱与娮拥哪芰孔畲?要形成自由電子需克服核引力做功最小,所以,一般情況下,在導(dǎo)體兩端加上電壓,也只有最外層電子能夠脫離原子核,變成自由電子.最外層電子脫離原子核的束縛需對(duì)其做功最小.形成電流后的自由電子實(shí)際也是不自由的,一方面它受到了電壓分配電場(chǎng)力的作用,并在電場(chǎng)力的方向上運(yùn)動(dòng),另一方面在運(yùn)動(dòng)過程中,并非通行無阻.原子內(nèi)外空間,對(duì)于一個(gè)非常微小的電子而言,可以說是相當(dāng)廣闊的,原子核就好像宇宙空間的恒星,而自由電子就像在宇宙空間飛行一顆小流星,這個(gè)比喻也不是很恰當(dāng),因?yàn)榱餍窃谔罩酗w行可能不會(huì)使到其他物體的阻力,但自由電子卻會(huì)受阻力,這是因?yàn)樵雍送獾目臻g并不是什么也沒有,而是還繞行著內(nèi)層電子,而且這些金屬的內(nèi)層電子的數(shù)量要遠(yuǎn)比形成自由電子的最外層電子多得多,我們不妨把這些原子的內(nèi)層電子形成的屏障稱為電子云氣.電子云氣帶有負(fù)電,自由電子也帶負(fù)電,所以,自由電子要在電子云氣中穿梭形成電流,必然受到電子云氣的阻力作用.在穩(wěn)定電流形成后,如果把導(dǎo)體兩端的電壓突然撤去,導(dǎo)體內(nèi)部電場(chǎng)消失,自由電子失去了電場(chǎng)力的作用,作用在它上的只有阻力,于是電子作減速運(yùn)動(dòng),速度很快減小為零.而后在原子核的引力的作用下,重新回到原子核外層相應(yīng)的軌道上作繞核運(yùn)動(dòng).\x0d4 歐姆定律與電阻定律\x0d在電流流動(dòng)過程中,由于電子云氣對(duì)自由電子的阻力,對(duì)電流的流動(dòng)形成了一定的阻礙,也就產(chǎn)生了導(dǎo)體的電阻.必須說明的是,自由電子在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力并不等于導(dǎo)體的電阻,自由電子受到阻力大,并不意味著導(dǎo)體的電阻大,反之,導(dǎo)體的電阻大,也同樣不等于說自由電子定向移動(dòng)時(shí)受的阻力就大.\x0d5 能量轉(zhuǎn)化與焦耳定律\x0d當(dāng)導(dǎo)體兩端剛加上電壓,電場(chǎng)力對(duì)原子核最外層電子做正功,以克服原子核的束縛力,但由于電場(chǎng)力克服原子核的束縛力做功遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電流長期流動(dòng)克服電子云氣阻力做的功,所以,克服原子核束縛所做的功是十分微小,可以忽略的.\x0d自由電子在加速過程中,電場(chǎng)力也對(duì)其做了正功,但也因?yàn)殡娮蛹铀贂r(shí)間非常短,運(yùn)動(dòng)位移非常小（這里不作論述）,所以,電場(chǎng)力做也非常小,也可以忽略.所以自由電子形成電流后,電場(chǎng)主要能量損耗在于克服電子云氣做功.\x0d6 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)\x0d上面分析中電流通過導(dǎo)體時(shí)只克服電子云氣做功,電子云氣對(duì)自由電子的阻礙表現(xiàn)為電阻,所以這樣導(dǎo)體稱為純電阻導(dǎo)體,電路中只有純電阻導(dǎo)體的電路稱為純電阻電路.由以上各式可知,純電阻電路把電功轉(zhuǎn)化為熱能.\x0d但是,通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到磁場(chǎng)力（安培力）的作用, ,在此力作用下,導(dǎo)體開始加速運(yùn)動(dòng),切割磁感線,使導(dǎo)體內(nèi)原子發(fā)生極化,產(chǎn)生極化電動(dòng)勢(shì),導(dǎo)體兩端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)形成,會(huì)在其他外部導(dǎo)體部分產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng),對(duì)流過的自由電子產(chǎn)生阻力,為了克服該阻力,電流遂在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了一個(gè)與電流方向相同的電壓分配電場(chǎng),使該電場(chǎng)與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電場(chǎng)相抵消,因此保持了電流的穩(wěn)定,也在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生了電壓,該電壓大小正好與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等,方向相反.\x0d這樣電壓分配電場(chǎng)力要克服感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的阻力做功,消耗電能,這些能量轉(zhuǎn)化為安培力對(duì)外界做功,以機(jī)械能形式出現(xiàn).\x0d如果放入磁場(chǎng)中的導(dǎo)體不是理想導(dǎo)體,那么,電場(chǎng)力不但要克服感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而做功,而且克服電子云氣的阻力而做功,所以,電能有一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能形式,也有一部分轉(zhuǎn)化為熱能.\x0d7電流流通后的電源\x0d在電源內(nèi)要形成電流,除了要使外層電子克服原子核的束縛外,同樣需要克服電子云氣阻力做功,非靜電沒有這樣的功能,所以,必須在電源內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由電源負(fù)極指向正極的電壓分配電場(chǎng),外層電子就是在這個(gè)電場(chǎng)力的作用形成電流,并在電源內(nèi)部產(chǎn)生電壓降,該電壓降電源負(fù)極電位高于正極電位,即方向從負(fù)極指正極,與電源電動(dòng)勢(shì)方向相反.