记得之前看过一部电影，名字叫《生存家族》，讲述的是某一天突然全球大停电，并且还没法恢复，一切跟电有关的设备都停止了运行，包括飞机、高铁、汽车，还有各种电器设备，连自来水都没了（自来水厂有电泵等很多用电设备），所以在东京生活的铃木一家不得不骑着自行车逃离东京，返回海边的乡下老家，一路上经历了很多故事/事故。豆瓣评分8.1分，是一部不错的低成本电影。
这部电影让人们反思离开了这些现代化的电气设备，人类该怎么生存下去。电的作用对现代社会来说其重要性毋庸置疑，那么在我们还未失去电的今天，就很有必要来聊聊人类赖以生存的电气设备所用的“电”到底是个什么东东。
这要从一个很小的地方开始，有多小？小到从一个原子说起吧。如下图所示，信波波扮演的就是一个原子（atom）的简单模型。
我们在初中物理课上学习过，原子由内层的原子核以及外层的电子组成，而原子核又由质子和中子组成，质子带正电荷(positive charge)，电子带负电荷(negtive charge)，一个原子里质子和电子带的电荷相等电性相反，所以原子对外不显电性，其净电荷为零。
如果电子离开了本来的原子，就会成为自由电子；但是必须往原子中加入足够强的能量，才会迫使电子离开原来的轨道成为自由电子。
这个能量的大小就取决于原子的类型。例如橡胶原子（良好的绝缘体），电子就是紧紧地黏在原子里，需要很大的能量才能让它动起来（高压击穿）。
但是对于铜这样的良导体，原子外层的电子可以很容易地离开原来的原子，在相邻的原子之间弹来弹去。
这里我们需要注意的是，无论是哪种材料，其对外的净电荷都为零（正电荷数量等于负电荷数量）。区别只在于其中的电子是否可以轻松移动，而移动的电子（电荷）就是我们后面要谈到的“电流”。
现在让我们来回忆一下初中物理课上关于电荷的一个重要特性：异种电荷相吸，同种电荷排斥。
摩擦起电这个游戏想必很多人小时候都玩过，我们在之前的关于防静电的文章里也提到过，气球摩擦头发会使头发上的电子移动到气球上，结果就是气球带上了负电荷，而头发上因为失去了电子则会带上等量的正电荷，根据我们之前说的异种电荷相吸原理，这个时候把气球靠近头发，就会发现头发一根根被气球吸起来了。（上图中摩擦过的气球能黏在墙上也是异种电荷相吸的结果，不过中间还多了一个现象叫“静电感应”，这里就不再展开说明了，感兴趣的同学可以自己深入学习。）
在电荷的周围，存在着一种看不见的、神秘的场，我们称之为静电场（electrostatic field）。静电场会在带电荷的其他东西上作用一个力。上面的静电吸附小实验就是这个场的功劳。
现在我们看到了电的世界里第一个重量级的主角——电场，而与他相爱相杀的就是另外一个主角——电压。这里我们就不去探究电场和电压的标准定义了，相信这些数学公式会让很多同学头疼。我们只需要认识到，电荷的周围存在着电场，而电荷的累积就是我们所说的电压，电压描述的是电荷的位置属性，而不是运动属性；电荷的运动被称作“电流”，而电流，则会产生我们的最后一个主角——磁场。好了，电的四大主角悉数登场，看起来是不是很绕？
我们再来概括一下：电荷的周围存在着电场，而电荷的累积得到了电压；电压能让闭合回路里的电荷流动起来形成电流，电流会使导线周围产生磁场。
然后我们发现反过来说好像也能说得通，变化的磁场会在其周围空间产生涡旋电场，这种电场能迫使导体内的自由电子做定向运动，也就是感应电动势（电压），这个感应电动势会在闭合的回路里产生感应电流。
这么看来我们是不是又绕了一圈了。对！就是这一圈让人类进入了一个崭新的纪元！我们要感谢一个叫迈克尔·法拉第的英国人，是他定性了这个电磁感应的现象，所以电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律。今天全世界用的发电机，感应马达，变压器和大部分其它电力设备都基于此定律发展而来。
现在不记得不要紧，这就跟“爱的魔力转圈圈”一样，转着转着就会了。
视频中的危险驾驶行为，请勿模仿
一旦你领会了这四个主角之间的“转圈圈”关系后，电在你面前已经不再那么神秘莫测了。他其实没有那么神奇，只是需要你有些想象力，虽然你看不到他，但你肯定能够理解他作用的基本原理，然后我们才能在“电”这条路上越走越扎实，越走越远。
普及了四大主角的基础知识后，我们回到最初的、也是最现实的问题：如果某一天没有电了，怎么办？可能结果就像电影《生存家族》里铃木一家一样，交通基本靠走（他们高级点，有自行车），通信基本靠吼了。
但是但是，我们还是忘不掉电的种种好处啊（是忘不掉手机多么好玩吧！）。那么比如某天流落到某个荒岛上，手机（卫星电话）没电了怎么办？不要慌张，噔噔噔！只要有一个手摇发电机一切都可以解决了！
它可以长这个样子：
也可以是这个样子：
甚至这个样子：
当然，大家要记住能量是守恒的，你首先要有吃的，填饱肚子了才能有力气（动能）转得动这些个手摇发电机（电能）。
或者你手边刚刚好有土豆，那么事情就轻松一点了，我们可以做一个土豆电池！
小车都可以轻松带得动，有没有！
然而，以上那些都是小儿科小case，NB的是下面这个太阳能风扇帽：
既可以是安全帽，又带风扇降温，还有四挡调速！不仅有灯光，还有指南针和温度计（妈妈再也不用担心我冷/热了）！不仅有太阳能板，还带电池可以当充电宝（妈妈再也不用担心我手机没电了）！绝对是居家旅行杀人放火必备佳品！
特别适合去非洲大草原潇洒走一回，有没有！
也只有我大天朝能造出如此惊世骇俗的产品了。不要999，只要99的那种哦！
电的世界是不是很好玩？但是我们别忘了，基础知识无论在什么地方强调都不过分，电压-电场-电流-磁场 的爱的魔力转圈圈你记住了么？
欢迎关注公众号【电子工程师的视角】，获取更多知识、乐趣。
