什么是内电路和外电路？从电路内机理深刻分析

01 什么是电路？

大家在初中物理接触电学后，就开始学习电路，一个完整的电路通常由电源、开关、导线、用电器组成。

如上图所示，G为电源，SA为开关，HL为用电器，连接各个器件的线为导线。

一个完整的电路细分后又可分为内电路和外电路。很多人对这两者比较陌生，那么究竟什么是内电路和外电路，两者是什么含义呢？

简单来说：内电路就是电源部分（电源内部）；外电路就是电路中外接电源的部分（除去电源的部分）。

电流方向顺时针

02 什么是电流方向？

电流方向定义为正电荷定向移动的方向，或者负电荷定向移动的反方向。

上图中电流的方向为顺时针方向。因此，在外电路中，电流的方向从电源正极到负极；在内电路中，电流方向从电源负极到正极。

可以这样理解电流的方向：

在电源的正极聚集了大量正电荷，负极聚集了大量负电荷。

由于同种电荷相斥，在外电路中，正极的大量正电荷远离正极，将沿着导线向负极移动（或负极的大量负电荷沿着导线向正极移动），因而构成了外电路回路的电流顺时针方向。

在电源内部，电源把正电荷从负极搬运到正极（或负电荷从正极搬运到负极），正极本身带正电荷，因而在搬运过程中正电荷受到斥力，需要克服阻力做功，化学能转化为电能。

这也是电动势提出的内部机理。

03 什么是电动势？

电动势是一个表征电源特征的物理量。

电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领。

在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功。

它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。

常用符号E表示，单位是伏（V）。

通常，电源都具有内阻，因此一个实际电源在电路中可等效为一个具有电动势E和内阻r的电源。

04 原电池中电流方向的机理分析

在高中电化学板块的原电池中，内电路就是原电池内部溶液与电极组成的部分。

上图中锌（Zn）、铜（Cu）电极和溶液共同组成的部分相当于内电路，连接电极的导线和灯泡构成了外电路。

锌（Zn）为原电池的负极，铜（Cu）为原电池的正极。

锌（Zn）电极在溶液中失去电子成为锌离子，失去的电子在外电路中沿导线从锌（Zn）电极流向铜（Cu）电极。

因此在铜锌原电池中，由于外电路中电子方向从锌到铜，所以电流方向由铜（Cu）到锌（Zn），即从正极到负极，这与“外电路中电流方向从正极到负极”这一结论一致。

在内电路（溶液）中，锌电极（Zn）做为负极，在失去电子后成为锌正离子聚集在电极附近，会吸引溶液中带负电的硫酸根离子（）向负极锌电极移动（电流反方向）；同理，在溶液内部，正电荷氢离子（）向正极铜电极移动（电流方向）。得出以下结论：

内电路中，电流方向从负极到正极。与第1节结论仍然一致。

05 内电路与外电路的区别总结

内电路的电流从负极流向正极，电子从正极流向负极；外电路的电流从正极流向负极，电子从负极流向正极。

在原电池中，内电路包含了溶液和电极；外电路包含了电极之外的导线和用电器部分。