Kuinka nopeasti liikkuva sähkövirta johtimien

Olet luultavasti heti sanoa, että nopeus sähkövirta on yhtä suuri kuin valon nopeus ja olet väärässä. Tässä artikkelissa selitän yksinkertaisella esimerkillä, miten ja millä nopeudella se liikkuu sähkövirta johtimien läpi.

Otetaan esimerkiksi simuloida seuraava tilanne:

Että meillä olisi lamppu on kytketty akkuun kaksijohtiminen suojattu kaapeli, pituus kaapeli on 10 km.

Jos nyt päälle kytkin piirin, lamppu syttyy 10 km / 300 000 km / s, jossa 10 km - on pituus meidän johtimen ja 300000 km / s - on etenemisnopeus sähkömagneettisen aallon (valo) vakuumissa.

Eli laskelmat, käy ilmi, lamppu syttyy mukaan 0.00003333 sekuntia tai 33333 mikrosekuntia (ei hyväksytä kapellimestari kapasitanssi). Tästä seuraa, että "liike elektronien" levitä ohjauslangan kanssa valon nopeudella.

Mutta se, että elektronit alkavat liikkua yksi toisensa jälkeen valonnopeudella ei tarkoita, että he ovat menossa johtimen samalla nopeudella.

Täällä, valon nopeus, tämä on nopeus, jolla varautuneet hiukkaset alkavat liikkua peräkkäin, ja siirtää johtimen läpi ne voivat nopeudella vain muutamia millimetrejä kohti aikaa.

On epäselvää? Selitän miksi.

Joten suljettu piiri painamalla kytkintä. Tällä hetkellä elektronit alkavat poistua negatiiviseen napaan meidän te kondensaattori, joten on vähentää sähkökentän eristeen kondensaattorin ja elektronit (liitetyn johtimen) alkaa mennä positiiviseen napaan kondensaattori.

Siten, välinen potentiaaliero kondensaattorin levyjen pienenee. Ja johtuen siitä, että elektronit liittyvällä johdinosan liikettä, niiden vapautunut viemä tila elektroneja viereisen osan viiran (sähkömagneettisten kenttien suljettu ketju).

Tässä siirtymässä leviää edelleen johtimen läpi, ja tietyn ajan kuluttua saavuttaa yhteisiä lamppu ja virtaava virta aiheuttaa sen hehkua.

On käynyt ilmi, että muutos sähkökentän johdin on jaettu välittömästi, mutta eivät varatut hiukkaset on paljon alhaisempi.

Analogia juoksevalla vedellä

Oletetaan ymmärtämisen helpottamiseksi rinnastusta LVI.

Kuvittele seuraava tilanne: olet suorittanut vesipumppu, joka myös sijaitsee kaukana kaupungin ulkopuolella ja vain murto-osa sekuntia (paineen muutos etenee keskimäärin nopeudella 1400 km / s) on alusta veden virtauksen putkeen. Mutta tämä ei ole sama vesi, joka on juuri Pumpun läpi, "murskata" vesimolekyylit levitä hyvin nopeasti, ja molekyylit itse liikkuvat paljon hitaammin.

Ja liikkeen kanssa sähkövirran.

Ja miten AC

No, se näyttää olevan jatkuva virta enemmän tai vähemmän kirkastunut ja voi olla myös toinen looginen kysymys: Ja miten asiat vaihtovirralla?

Itse asiassa, ero on siinä vain se, että vaihtovirta vaihtaa suuntaa, jonka taajuus on 50 hertsiä kerrallaan. Mutta kaikki riippuu siitä, miten nopeasti samat tekijät kuin tapauksessa tasavirtaa.

Yhteenveto ja päätelmät

Joten, nyt uudelleen nykyisen. Joten, jos johdin ei vaikuta sähkömagneettinen kenttä, liike elektronien viiran sisäpuolella tapahtuu täysin hallitsemattomasti.

Kun johdin on sähkökentän vaikutus, riippuu useista tekijöistä, kuten lämpötilasta johdinmateriaalia, potentiaaliero, sähkövirta nopeus voi vaihdella 0,6-6 millimetriä yksi aikayksikköä. Kuten näette, tämä arvo on hyvin kaukana valonnopeudella. Ja se lasketaan seuraavalla kaavalla:

Jossa n - tiheys vapaiden varauksenkuljettajien, S - johtimen poikkipinta-ala, e - maksu hiukkasten, I - virran voimakkuuden.

Siinä kaikki Halusin kertoa nopeuden sähkövirta johdot. Jos artikkeli oli sinulle hyötyä, arvostat sitä kuin. Kiitos mielenkiinnosta!