Ako rýchlo sa pohybujúcich elektrický prúd cez drôty

Pravdepodobne ste okamžite povedať, že rýchlosť elektrického prúdu je rovná rýchlosti svetla a budete sa mýliť. V tomto článku som sa vysvetliť na jednoduchom príklade, ako a akou rýchlosťou sa pohybuje elektrický prúd cez drôty.

vziať Povedzme napríklad simulovať nasledujúcom prípade:

Majme žiarovku pripojený k napájaniu konštantným dvojvodičový tienený kábel, dĺžka kábla je 10 kilometrov.

Teraz, keď sa obrátime na spínači v tomto okruhu, žiarovka sa rozsvieti 10 km / 300 000 km / s, 10 km - je dĺžka nášho vodiča a 300.000 km / s - je rýchlosť šírenia elektromagnetické vlny (svetlo) vo vákuu.

To znamená, že výpočty, sa ukázalo, žiarovka svieti by 0.00003333 sekúnd alebo 33,333 mikrosekúnd (nesmie byť prijatý dirigentom kapacitné). Z toho vyplýva, že "pohyb elektrónov" šírenie cez vodiaci drôt s rýchlosťou svetla.

Ale skutočnosť, že sa elektróny začnú pohybovať jeden po druhom s rýchlosťou svetla neznamená, že sa pohybujú vo vodiči s rovnakou rýchlosťou.

Tu je rýchlosť svetla, to je sadzba, za ktorú sú nabité častice začnú pohybovať jeden za druhým, a prechádzať vodič v ich silách, pri rýchlosti len niekoľko milimetrov za jednotku Čas.

Nie je jasné? Dovoľte mi vysvetliť prečo.

Takže sme uzavreli okruh stlačením spínača. V tomto okamihu sa elektróny začnú opustiť záporný pól našej vás kondenzátora, čím dochádza k zníženiu v elektrické pole v dielektrikum kondenzátora a elektrónov (z pripojeného vodiča) začína ísť kladný pól kondenzátor.

To znamená, že rozdiel potenciálu medzi doskami kondenzátora klesá. A vzhľadom k tomu, že elektróny v adjoint vodiče časti do pohybu, ich neobsadené priestor, v ktorom elektróny z priľahlej časti drôtu (elektromagnetické polia uzatvorený reťazca).

Tento proces pohybujúce sa šíri ďalej cez dirigenta, a po určitej dobe dosiahne náš spoločný žiarovky a tečúcou prúd spôsobuje to žiariť.

Ukazuje sa, že zmena elektrického poľa vo vodiči je distribuovaný okamžite, ale robiť nabité častice majú oveľa nižšiu mieru.

Analógia s tečúcou vodou

Poďme pre ľahšie pochopenie analógie s kanalizáciou.

Predstavte si nasledujúcu scénu: spustenie vodného čerpadla, tiež sa nachádza neďaleko za mestom a len zlomok s (šíri tlaková zmena u priemernej rýchlosti 1400 km / s) majú od začiatku rúrky prietoku vody. Ale to nie je rovnaká voda, ktorá práve prechádza čerpadlom, "crush" vodné molekuly nátierka s veľkou rýchlosťou, a molekuly sa pohybujú v oveľa pomalším tempom.

A s pohybom elektrického prúdu.

A ako AC

No, zdá sa, že je konštantný prúd je viac či menej zrejmé a môžu byť tiež druhú logickú otázku: A ako to ide s striedavý prúd?

V skutočnosti je rozdiel tu spočíva len v tom, že striedavý prúd mení smer s frekvenciou 50 Hertz naraz. Ale to všetko záleží na rýchlosti rovnakých faktorov ako v prípade jednosmerného prúdu.

Zhrnutie a závery

Takže, poďme sa vrátiť prúd. Takže, ak je vodič nie je ovplyvnený elektromagnetickým poľom, pohyb elektrónov vo vnútri drôtu prebieha úplne chaoticky.

Akonáhle je vodič je poľom elektrický, v závislosti od faktorov, ako je teplota Materiál vodiče, potenciálny rozdiel, elektrický prúd rýchlosť sa môže meniť od 0,6 do 6 mm v jednom jednotku času. Ako môžete vidieť, táto hodnota je veľmi ďaleko od rýchlosti svetla. A to sa počíta podľa nasledujúceho vzorca:

Pričom n - hustota voľných nosičov, s - vodiče plocha priečneho prierezu, e - náboj častíc, I - intenzita prúdu.

To je všetko, čo som chcel povedať o rýchlosti elektrického prúdu cez drôty. V prípade, že výrobok bol užitočný pre vás, budete určite ocenia to páči. Ďakujem vám za pozornosť!