Jak szybko poruszających prądu przez przewody

Prawdopodobnie od razu powiedzieć, że prędkość prądu elektrycznego jest równa prędkości światła i będzie źle. W tym artykule opiszę z prostym przykładzie, w jaki sposób iz jaką prędkością porusza się ona prądu elektrycznego przez druty.

Weź Powiedzmy na przykład symulować następujący scenariusz:

Miejmy żarówkę podłączony do stałego zasilania dwuprzewodowy ekranowany kabel, długość kabla wynosi 10 km.

Teraz jeśli włącz w tym obwodzie, żarówka zaświeci się 10 km / 300 000 km / s, 10 km - jest na długość przewodów i 300.000 km / S - oznacza prędkość propagacji fali elektromagnetycznej (lekki) w próżni.

Oznacza to, że obliczenia, jak się okazuje, żarówka świeci się przez 0.00003333 sekund lub 33,333 mikrosekund (nie będą przyjmowane przez dyrygenta pojemności). Z tego wynika, że ​​„ruch elektronów” rozłożone na prowadnicy z prędkością światła.

Ale fakt, że elektrony zaczynają się poruszać jeden po drugim z prędkością światła, nie oznacza, że ​​są one w ruchu w przewodniku z tą samą prędkością.

Tutaj, prędkość światła, to jest prędkość, z jaką naładowane cząstki zaczynają przesuwać się jedna za drugą, i przejść przez przewód co mogą w tempie zaledwie kilku milimetrów na jednostkę czas.

Nie jest jasne? Pozwól mi wyjaśnić, dlaczego.

Więc zamknięty obieg przez naciśnięcie przycisku. W tym czasie, elektrony zaczynają opuszczać biegun ujemny naszej ciebie kondensator, co jest zmniejszenie Pole elektryczne w dielektryk kondensatora i elektronów (z podłączonym przewodem) zaczynają iść biegun dodatni kondensator.

Tak więc, różnica potencjału pomiędzy okładkami kondensatora spada. Oraz ze względu na fakt, że elektrony w części przewodu adjoint w ruchu, ich nieobsadzone Przestrzeń zajmowana przez elektrony od sąsiedniej części drutu (pól elektromagnetycznych zamknięte łańcuch).

Ten proces przenoszenia spready dalej przez przewód, a po pewnym czasie osiąga naszą wspólną żarówkę i płynących przyczyn obecnych jego świecenie.

Okazuje się, że zmiana pola elektrycznego w przewodniku jest rozprowadzana natychmiast, ale czy naładowane cząstki mają znacznie niższe stawki.

Analogia z bieżącą wodą

Niech dla ułatwienia zrozumienia analogię z hydrauliką.

Wyobraźmy sobie następującą scenę: po uruchomieniu pompy wodnej, również znajduje się daleko poza miastem i tylko w ułamku s (rozchodzi zmian ciśnienia przy średniej prędkości 1400 km / s) ma od początku rury przepływu wody. Ale to nie jest ta sama woda, która właśnie przeszła przez pompę, „zmiażdżyć” woda cząsteczki spread z dużą prędkością, a cząsteczki poruszają się w znacznie wolniejszym tempie.

I przy przepływie prądu elektrycznego.

A jak AC

Cóż, wydaje się, że prąd stały jest mniej lub bardziej jasne staje się, a może być również drugi logiczne pytanie: A jak są rzeczy z prądu zmiennego?

W rzeczywistości różnica polega tu tylko na tym, że prąd przemienny zmienia kierunek o częstotliwości 50 Hz w czasie. Ale to wszystko zależy od prędkości tych samych czynników, jak w przypadku prądu stałego.

Podsumowanie i wnioski

Tak, niech ponownie prąd. Tak więc, jeśli przewód nie ma wpływu pola elektromagnetycznego, ruch elektronów wewnątrz przewodu odbywa się całkowicie w sposób chaotyczny.

Gdy przewód jest elektryczny polowy, w zależności od takich czynników jak temperatura Materiał przewodzący potencjalna różnica prędkości prąd elektryczny może zmieniać się od 0,6 do 6 mm w jednym jednostka czasu. Jak widać, wartość ta jest bardzo daleko od prędkości światła. I jest obliczana według następującego wzoru:

Gdzie n - gęstość wolnych nośników, S - przewód powierzchnia przekroju, e - naładowania cząstek I - natężenie prądu.

To wszystko, co chciałem powiedzieć o prędkości prądu elektrycznego przez druty. Jeśli artykuł był przydatny do was, z pewnością docenią to podoba. Dziękuję za uwagę!