电流的作用：热、化学、磁、光和机械

电路中的电流总是通过某种动作表现出来。这既可以是在特定负载下运行，也可以是电流的伴随效应。因此，通过电流的作用，可以判断给定电路中有无电流：如果负载工作，则有电流。如果观察到伴随电流的典型现象，则电路中有电流等。

原则上，电流能够引起不同的作用：热的、化学的、磁的（电磁的）、光的或机械的，并且不同类型的电流作用经常同时发生。这些当前的现象和行动将在本文中进行讨论。

电流的热效应

当直流或交流电流流过电线时，电线会发热。这种在不同条件和应用下的电热丝可以是：金属、电解质、等离子体、熔融金属、半导体、半金属。

在最简单的情况下，如果电流通过镍铬合金线，它就会发热。这种现象用于加热设备：电热水壶、锅炉、加热器、电炉等。在电弧焊中，电弧的温度通常达到7000℃，金属很容易熔化，这也是电流的热效应。

电路部分释放的热量取决于施加在该部分的电压、流过的电流值及其流过的时间（焦耳-楞次定律).

一旦你转换了一段电路的欧姆定律，你就可以使用电压或电流来计算热量，但是你必须知道电路的电阻，因为它限制了电流并且实际上会导致发热。或者，知道电路中的电流和电压，就可以很容易地计算出产生的热量。

电流的化学作用

含直流电离子的电解质 电解的 ——这是电流的化学作用。电解时负离子（阴离子）被吸引到正极（阳极），正离子（阳离子）被吸引到负极（阴极）。也就是说，电解质中所含的物质在电解过程中在电流源的电极处被释放。

例如，将一对电极浸入某种酸、碱或盐的溶液中，当电流通过电路时，一个电极产生正电荷，另一个电极产生负电荷。溶液中的离子开始沉积在带有反向电荷的电极上。

例如，在硫酸铜 (CuSO4) 的电解过程中，带正电荷的铜阳离子 Cu2+ 移动到带负电荷的阴极，在那里它们接收丢失的电荷，并变成中性铜原子，沉积在电极表面。羟基 -OH 将向阳极提供电子，结果将释放氧气。带正电的氢阳离子 H + 和带负电的 SO42- 阴离子将保留在溶液中。

电流的化学作用用于工业，例如，将水分解成其组成部分（氢和氧）。此外，电解可以让您获得一些纯净的金属。在电解的帮助下，在表面涂上一层薄薄的某种金属（镍、铬）——就是这样 电镀涂层 ETC。

1832 年，迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 确定在电极处释放的物质的质量 m 与通过电解质的电荷 q 成正比。如果直流电流 I 在时间 t 内流过电解质，则适用法拉第第一电解定律：

这里的比例因子k称为物质的电化学当量。它在数值上等于电荷通过电解质时释放的物质的质量，并且取决于物质的化学性质。

电流的磁作用

在任何导体（固态、液态或气态）中存在电流的情况下，在导体周围观察到磁场，即载流导体获得磁性。

因此，如果将磁铁带到电流流过的导线上，例如以磁罗盘针的形式，则磁针将垂直于导线转动，如果将导线缠绕在铁芯上并直接通过电流通过导线，铁芯就会变成电磁铁。

1820年，奥斯特发现了电流对磁针的磁效应，安培建立了载流导线磁相互作用的定量定律。

磁场总是由电流产生，即移动电荷，特别是带电粒子（电子、离子）。相反的电流相互排斥，单向的电流相互吸引。

这种机械相互作用是由于电流磁场的相互作用而发生的，也就是说，它首先是磁相互作用，然后才是机械相互作用。因此，电流的磁相互作用是主要的。

1831 年，法拉第发现一个电路的变化磁场会在另一个电路中产生电流：产生的 EMF 与磁通量的变化率成正比。合乎逻辑的是，电流的磁作用至今在所有变压器中使用，而不仅仅是电磁铁（例如，工业变压器）。

电流光效

在最简单的形式中，可以在白炽灯中观察到电流的发光效果，白炽灯的线圈被通过它的电流加热成白热并发光。

对于白炽灯，光能约占输送电能的 5%，其余 95% 转化为热能。

荧光灯更有效地将电流能量转化为光——由于荧光粉接收光，高达 20% 的电转化为可见光 紫外线辐射 来自汞蒸气或惰性气体（例如氖气）中的放电。

电流的光效在 LED 中更有效地实现。当电流正向通过 pn 结时，电荷载流子（电子和空穴）会随着光子的发射而重新结合（由于电子从一个能级跃迁到另一个能级）。

最好的光发射体是直接带隙半导体（即允许直接光跃迁的半导体），例如 GaAs、InP、ZnSe 或 CdTe。通过改变半导体的成分，可以制造出适用于从紫外 (GaN) 到中红外 (PbS) 的各种波长的 LED。 LED作为光源的效率平均达到50%。

电流的机械作用

如上所述，电流流过的任何导体都会在自身周围形成 磁场… 磁作用转化为运动，例如在电动机、磁起重设备、电磁阀、继电器等中。

一种电流对另一种电流的机械作用由安培定律描述。该定律最早由安德烈·玛丽·安培 (Andre Marie Ampere) 于 1820 年针对直流电制定。从 安培定律 因此，电流沿一个方向流动的平行导线相互吸引，而沿相反方向流动的导线相互排斥。

安培定律也称为决定磁场作用在载流导体的一小段上的力的定律。磁场作用在磁场中载流导线的元件上的力与导线中的电流和导线长度与磁感应强度的元件矢量乘积成正比。

这个原则是基于 电动机的操作，其中转子扮演框架的角色，电流通过扭矩 M 在定子的外部磁场中定向。