Πόσο γρήγορα κινούνται ηλεκτρικού ρεύματος μέσω των καλωδίων

Πιθανώς αμέσως να πούμε ότι η ταχύτητα του ηλεκτρικού ρεύματος είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός και θα είναι λάθος. Σε αυτό το άρθρο θα εξηγήσω με ένα παράδειγμα απλό, πώς και με ποια ταχύτητα κινείται ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από τα καλώδια.

λαμβάνουν Ας για παράδειγμα, προσομοιώνουν το ακόλουθο σενάριο:

Ας έχουμε την λάμπα συνδεδεμένη με την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος σταθεράς δύο συρμάτων θωρακισμένο καλώδιο, το μήκος του καλωδίου είναι 10 χιλιομέτρων.

Τώρα αν ενεργοποιήσετε το διακόπτη σε αυτό το κύκλωμα, η λάμπα θα ανάψει τα 10 km / 300 000 km / s, με 10 χλμ - είναι το μήκος του αγωγού μας και 300.000 km / s - είναι η ταχύτητα διαδόσεως ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος (φως) σε κενό.

Δηλαδή, οι υπολογισμοί, αποδεικνύεται, η λάμπα ανάβει με 0.00003333 δευτερόλεπτα ή 33.333 μικροδευτερόλεπτα (δεν θα γίνονται δεκτά από αγωγό χωρητικότητα). Από τα ανωτέρω προκύπτει ότι «η κίνηση των ηλεκτρονίων» spread πάνω από το οδηγό σύρμα με την ταχύτητα του φωτός.

Αλλά το γεγονός ότι τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να κινούνται το ένα μετά το άλλο με την ταχύτητα του φωτός δεν σημαίνει ότι κινούνται σε αγωγό με την ίδια ταχύτητα.

Εδώ, η ταχύτητα του φωτός, αυτός είναι ο ρυθμός με τον οποίο τα φορτισμένα σωματίδια αρχίζουν να κινούνται το ένα πίσω από το άλλο, και να προχωρήσουμε μέσα από έναν αγωγό, τι μπορούν σε ποσοστό μόλις λίγα χιλιοστά ανά μονάδα το χρόνο.

Δεν είναι σαφές; Επιτρέψτε μου να εξηγήσω γιατί.

Γι 'αυτό και έκλεισε το κύκλωμα με το πάτημα του διακόπτη. Αυτή τη στιγμή, τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να αφήσει τον αρνητικό πόλο της μας πυκνωτή, έτσι υπάρχει μια μείωση της ηλεκτρικό πεδίο στο διηλεκτρικό του πυκνωτή και τα ηλεκτρόνια (από το συνδεδεμένο αγωγό) αρχίζουν να πάει θετικό πόλο πυκνωτή.

Έτσι, η διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών του πυκνωτή μειώνεται. Και οφείλεται στο γεγονός ότι τα ηλεκτρόνια στο τμήμα συζυγών αγωγού σε κίνηση, κενό τους χώρου που καταλαμβάνεται από τα ηλεκτρόνια από το γειτονικό τμήμα του σύρματος (από τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία κλειστά αλυσίδα).

Αυτή η διαδικασία μετακίνησης αλείμματα περαιτέρω μέσω του αγωγού, και μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα φθάνει κοινές μας βολβό και τις ρέουσες τρέχουσες αναγκάζει να λάμπει.

Αποδεικνύεται ότι η αλλαγή του ηλεκτρικού πεδίου στον αγωγό διανέμεται αμέσως, αλλά κάνει τα φορτισμένα σωματίδια έχουν ένα πολύ χαμηλότερο επιτόκιο.

Η αναλογία με τρεχούμενο νερό

Ας για την ευκολία της κατανόησης της κατ 'αναλογία με τα υδραυλικά.

Φανταστείτε την εξής σκηνή: θα τρέξει την αντλία νερού, που επίσης βρίσκεται πολύ έξω από την πόλη και μόλις ένα κλάσμα της δευτερόλεπτα (διαδίδει μεταβολή πιέσεως με μέση ταχύτητα των 1400 km / s) έχουν από την αρχή του σωλήνα ροής νερού. Αλλά αυτό δεν είναι το ίδιο το νερό που έχει μόλις περάσει μέσα από την αντλία, «φλερτ» το νερό μόρια εξάπλωση με μεγάλη ταχύτητα, και τα ίδια τα μόρια κινούνται με πολύ βραδύτερο ρυθμό.

Και με την κίνηση του ηλεκτρικού ρεύματος.

Και πώς AC

Λοιπόν, φαίνεται να είναι μια τρέχουσα σταθερά περισσότερο ή λιγότερο γίνει σαφής και μπορεί επίσης να είναι μια δεύτερη λογική ερώτηση: Και πώς είναι τα πράγματα με το εναλλασσόμενο ρεύμα;

Στην πραγματικότητα, η διαφορά εδώ έγκειται μόνο στο γεγονός ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα αλλάζει κατεύθυνση με συχνότητα 50 Hertz σε μια στιγμή. Αλλά όλα εξαρτώνται από την ταχύτητα από τα ίδια στοιχεία όπως και στην περίπτωση του συνεχούς ρεύματος.

Περίληψη και Συμπεράσματα

Έτσι, ας επανεξετάσει την τρέχουσα. Έτσι, αν ο αγωγός δεν επηρεάζεται από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, η κίνηση των ηλεκτρονίων στο εσωτερικό του καλωδίου γίνεται εντελώς σε ένα χαοτικό τρόπο.

Μόλις τον αγωγό είναι ένα ηλεκτρικό επίδρασης πεδίου, ανάλογα με παράγοντες όπως η θερμοκρασία υλικό αγωγού, η διαφορά δυναμικού, ηλεκτρικό ρεύμα ταχύτητα μπορεί να ποικίλλει από 0,6 για να 6 χιλιοστά σε ένα μονάδα χρόνου. Όπως μπορείτε να δείτε, η τιμή αυτή είναι πολύ μακριά από την ταχύτητα του φωτός. Και υπολογίζεται από τον ακόλουθο τύπο:

Όταν n - η πυκνότητα των ελεύθερων μεταφορέων, S - αγωγός εμβαδόν διατομής, e - το φορτίο των σωματιδίων, Ι - ένταση του ρεύματος.

Αυτό είναι το μόνο που ήθελα να σας πω για την ταχύτητα του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τα καλώδια. Αν το άρθρο ήταν χρήσιμο να σας, θα εκτιμήσετε αρέσει. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!