jak cestuje elektřina?

Nejjednodušším vysvětlením je analogie, kterou většina učebnic používá. Pohonná jednotka generuje potenciální rozdíl mezi horkou a neutrální linkou. Elektřina, tj. Elektrony, chce cestovat takovým způsobem, aby snižovala potenciální energii. Síla, kterou zažívají elektrony, je způsobena rozdílem potenciálů. Analogií k tomu je koule, která se valí po nakloněné rovině.

Komentáře

• Ano. Snižte potenciální energii. Děkuji. Původní odpověď upravena.

Já … chci vědět, jak [elektřina] cestuje po sloupech služeb .

Toto je zajímavá otázka a mnoho aspektů odpovědi je překvapivé, jakmile je poprvé uslyšíte / přečtete.

Za prvé, nic ve skutečnosti neprochází dráty na pólech od elektrárnu do vašeho domova.

To, co se fyzicky pohybuje, není „elektřina“, ale nabité částice, v případě kovových drátů na užitkových pólech se jedná o elektrony, které nejsou silně vázány na atomy kovů. Říká se jim „volné elektrony“, protože se mohou snáze pohybovat.

Elektrony se rychle pohybují a odrážejí se kolem, protože kov má teplotu stovky stupňů nad absolutní nulou. Tím mám na mysli normální venkovní teplotu.

Elektrárna působí silnou silou na poskakující elektrony, což způsobuje, že se v průměru velmi pomalu driftují v jednom směru po dobu asi 0,02 sekundy a poté způsobují drift zpět v opačném směru po dobu 0,02 sekundy. Toto se nazývá střídavý proud (AC).

Pohyb nosných nábojů (v tomto případě elektronů) se nazývá elektrický proud. Měříme elektrický proud v jednotkách zvaných zesilovače. Proud 1 Amp je definován tak, že znamená proud z 6 241 000 000 000 000 000 elektronů procházející každou sekundu. V případě našeho střídavého proudu je však čistý počet elektronů procházejících kolem těžší měřit, protože po jedné sekundě driftování tam a zpět jsou většinou tam, kde začínali (přibližně řečeno). Takže průměrujeme pohyb výpočtem proudu střední kvadratické mocniny (RMS) – což trochu usnadňuje následnou aritmetiku.

Síla, která způsobuje, že nosiče náboje pomalu driftují, je síla produkovaná tzv. elektrické pole. Můžeme měřit sílu tohoto pole jako elektrický potenciál měřený ve voltech (takže to, co se měří, se nazývá napětí).

Výsledkem je, že elektrárna přeměňuje nějakou formu energie, jako je chemická energie nebo gravitační potenciální energie, na elektrickou energii a energetické póly způsobují, že je tato energie dostupná ve vašem domě (ale nemyslete na to energie vždy cestuje uvnitř vodičů – to je také mylná představa )

Komentáře

• Někdy používám jako analogii nákladní vlak: Trať je jako drát, auta jako volné elektrony, síla mezi jedním a druhým vozem jako napětí atd. Když motor začne táhnout míli dlouhou vlak, " novinky ", které vlak jede, trvá přibližně vteřinu, než dojede k poslednímu vozu — řádově rychleji než skutečná rychlost motoru v daném časovém okamžiku.
• Pěkná odpověď, mám několik dodatků, které dále zdůrazní vaše body: 1. I když byla elektrická vedení stejnosměrná, pomalá rychlost driftu elektronů (~ mm / s) znamená, že elektron z elektrárny by potřeboval v rozsahu jednoho roku (za předpokladu vzdálenosti 100 km), aby se dostal do vašeho domova. 2. Takže to, co elektrické dráty ve skutečnosti dělají, je " vedení " elektromagnetického pole. Přenos energie z elektrárny do vašeho domova se ve skutečnosti dosahuje v celém prostoru kolem nás (jak lze ověřit na základě Poyntingova vektoru – pro ohmickou zátěž směřuje dovnitř, pro baterii směřuje ven!).

Elektrárna generuje potenciální rozdíl. Tento potenciál způsobuje elektrické pole. Nyní víme, že každý vodič má volné elektrony. Takže tyto volné elektrony vodiče zažívají sílu $ (F = eE) $, která se nazývá elektromotorická síla. Tato síla udává rychlost driftu volným elektronům a elektrony se pohybují vodičem drátu. Víme, že proud teče opačným směrem než pohybující se elektrony. Takže proud proudí v důsledku tohoto pohybu elektronu v rozdílu potenciálu.

V tomto procesu protéká elektrický proud vodičem z jednoho místa na druhé v důsledku potenciálního rozdílu generovaného elektrárnou.

Komentáře

• " Známe proudové toky v opačném směru než pohybující se elektrony. " Bylo by lepší říci: " Lidé před 150 lety, kteří neznali proud v kovech, byli neseni záporně nabitými částicemi, definovali proud, aby měl opačný směr od elektronových ' s pohybů. " Jinými slovy: Směr proudu, který definujeme, je zcela libovolné, skutečný proud jsou pohybující se elektrony.
• jo, máte pravdu.
• " víme, že každý vodič má volnou elektrony " – to platí pro běžné kovové vodiče, ale existuje mnoho typů vodičů, kde nosiči náboje nejsou volné elektrony. Vaše prohlášení je tedy nepravdivé. Navrhuji změnit " každý " na " metal ".
• Myslím, že slovo " vodič " se obvykle používá k definování kovového vodiče, nikoli polovodič nebo supravodič. A také používám slovo " vodič " k definování kovového vodiče. Měli byste si uvědomit, že zde je otázkou " jak aktuální cestovní forma pohání motor k našemu domu. Jde tedy o elektrickou záležitost a v elektrické oblasti obecně používáme slovo " vodič " k označení vodiče nesoucího kovový proud. @ RedGrittyBrick
• Jsou tedy kovy jedinými materiály s mobilními nosiči nábojů v jejich vodivém pásmu atomů / iontů?