電流是由電子運動形成的，為什麼發電機的電子一直用不完？

你可能會問了，電流的方向不是從正級到負級嗎？為什麼要說電子會從發電機的負極「出發」呢？

這其實是因為在人們最初提出電流這個概念的時候，並不知道電子的存在，而只是根據當時實驗觀察的現象定義了電流方向，儘管後來人們發現電子的運動方向與之前定義的電流方向是相反的，但由於這個概念用得太久了，就一直沒有改過來。

需要指出的是，在發電機給電器設備正常供電的過程中，其實並不是從發電機負極「出發」的電子在獨自做定向運動，實際上，在此過程中，發電機在電路中的作用，其實是為整個電路提供了電動勢，進而對其中所有能參與導電的電子施加了電場力，並驅使它們幾乎同時開始做定向運動。

（如上圖所示，電路中其實充滿了自由電子，在我們把開關閉合的一瞬間，電路中所有的自由電子會幾乎同時開始做定向運動）

為什麼要說「幾乎同時」呢？因為電場的建立和傳播速度是有限的，不過這個「有限的速度」非常快，大約為每秒30萬公里。

是不是覺得有點眼熟？是的，這個速度其實就是光速，也正因為如此，我們通常都會說：電的傳播速度是光速。

但需要注意的是，電的傳播速度並不是電子定向運動的速度，實際上，在形成電流的時候，電路中的自由電子在電場力作用下的定向運動速度其實是非常慢的，具體有多慢呢？

這樣說吧，在理想情況下，當強度為1安培的電流通過一根直徑為1毫米的標準銅導線時，這根導線內的自由電子的定向運動速度大概只有每秒鐘0.1毫米，可以看到，這樣的速度可以說是低得令人髮指。

綜上所述可知，在發電機給電器設備正常供電的過程中，雖然電流是由電子運動形成的，但電子本身卻並不是「消耗品」，在形成電流的時候，它們在電路中始終會處於一種「循環使用」的狀態。

我們可以將其簡單地理解為：對於發電機來講，它的負極會持續地發送出電子，與此同時，它的正極又會源源不斷地「回收」電路中的電子，在這樣的情況下，發電機的電子當然就一直用不完了。

你可能又會問了，以上所述的原理只是基於直流電的，那交流電呢？

其實道理都差不多，簡單來講，交流電其實就是電流方向隨著時間作周期性變化的電流，而要形成這樣的電流，同樣也需要閉合的通路，不同的只是，在這種閉合通路中自由電子的定向運動方向一會兒向前，一會兒向後，但在整體上，這些電子仍然處於一種「循環使用」的狀態，並不會被消耗掉。

那麼，如果說電子沒有被消耗，那平常我們用電的時候，消耗的到底是什麼呢？

簡單來講就是，我們消耗的其實是電子定向運動時所攜帶的能量，這些能量會通過各種效應（如電磁效應、熱效應、化學效應等等），轉化為各種形式的能量（如機械能、光能、熱能等等），進而驅動電器設備的正常運轉。