miten sähkö kulkee?

Yksinkertaisin selitys on analogia, jota käytetään useimmissa oppikirjoissa. Voimalaite tuottaa potentiaalisen eron kuuman ja neutraalin linjan välillä. Sähkö, eli elektronit, haluaa kulkea siten, että se vähentää potentiaalista energiaa. Elektronien kokema voima johtuu potentiaalierosta. Vastaavuus tähän on pallo, joka liikkuu kaltevaa tasoa pitkin.

Kommentit

• Kyllä. Vähennä potentiaalista energiaa. Kiitos. Alkuperäistä vastausta muokattu.

Haluan tietää, kuinka [sähkö] kulkee apupisteillä .

Tämä on mielenkiintoinen kysymys, ja monet vastauksen näkökohdat ovat yllättäviä, kun kuulet / luet niitä ensimmäisen kerran.

Ensinnäkään mikään ei todellakaan kulje napojen johtojen läpi aina voimalaitos kotiisi.

Fyysisesti liikkuva ei ole ”sähkö”, vaan varautuneita hiukkasia. Hyödyllisissä pylväissä olevien metallijohtojen tapauksessa nämä ovat elektroneja, jotka eivät ole vahvasti sidoksissa metalliatomeihin. Näitä kutsutaan ”vapeiksi elektroneiksi”, koska ne voivat liikkua helpommin.

Elektronit pilkkaavat nopeasti ja heiluttavat paljon, koska metallin lämpötila on satoja astetta absoluuttisen nollan yläpuolella. Tarkoitan tällä tavanomaista ulkolämpötilaa.

Voimalaitos kohdistaa voimakkaasti pomppivia elektroneja, mikä saa heidät keskimäärin hyvin hitaasti yhteen suuntaan noin 0,02 sekunnin ajaksi ja saa ne sitten ajautumaan. takaisin vastakkaiseen suuntaan 0,02 sekunnin ajan. Tätä kutsutaan vaihtovirraksi (AC)

Latauskantajien (tässä tapauksessa elektronien) liikettä kutsutaan sähkövirraksi. Mitataan sähkövirta yksiköinä, joita kutsutaan vahvistimiksi. 1 ampeerin virralla määritellään tarkoittavan virtaa 6 241 000 000 000 000 000 elektronista joka kulkee joka sekunti. Vaihtovirran tapauksessa menneiden elektronien nettomäärää on kuitenkin vaikeampaa mitata, koska yhden sekunnin edestakaisen ajautumisen jälkeen ne ovat enimmäkseen takaisin sinne, mistä ne ovat alkaneet (suunnilleen ottaen). Joten keskimäärin liike ulos laskemalla neliökeskiarvo (RMS) – mikä helpottaa myöhempää aritmeettisuutta.

Voiman, joka saa latauskantajat hitaasti ajautumaan, on voima, jonka tuottaa sähkökenttä. Voimme mitata tämän kentän voimakkuuden sähköpotentiaalina mitattuna voltteina (joten mitattua kutsutaan jännitteeksi).

Tuloksena on, että voimalaitos muuntaa jonkinlaisen energian, kuten kemiallisen energian tai gravitaatiopotentiaalin, sähköenergiaksi ja käyttöpylväät aiheuttavat tämän energian saatavuuden kotona (mutta älä ajattele energia kulkee aina johtojen sisällä – tämä on myös väärinkäsitys )

kommentit

• Käytän joskus tavarajunaa analogisesti: raita on kuin lanka, autot ovat kuin vapaat elektronit, yhden ja seuraavan auton välinen voima on kuin jännite jne. Kun moottori alkaa vetää mailin pituisen juna, " uutiset " että juna liikkuu kestää noin sekunnin päästä viimeiseen autoon – suuruusluokan nopeammin kuin moottorin todellinen nopeus kyseisenä ajankohtana.
• Hieno vastaus, minulla on muutama lisäys, jotta voin korostaa vielä enemmän kohtiasi: 1. Vaikka voimajohdot olisivatkin tasajännitteisiä, elektronien hidas kulkeutumisnopeus (~ mm / s) tarkoittaa, että voimalaitoksen elektroni tarvitsisi vuodessa (olettaen 100 km: n etäisyyden) päästäksesi kotiisi. 2. Joten mitä sähköjohdot todella tekevät, on " ohjata " sähkömagneettista kenttää. Voimansiirto voimalaitokselta kotiisi saavutetaan tosiasiallisesti kaiken ympäröivän tilan kautta (kuten voidaan todeta ottamalla huomioon Poynting-vektori – ohmisen kuormituksen kohdalla se osoittaa sisäänpäin, akun kohdalla ulospäin!).

Voimalaitos tuottaa potentiaalieron. Tämä potentiaali aiheuttaa sähkökentän. Nyt tiedämme, että jokaisella johtimella on vapaita elektroneja. Joten tämä johtimen vapaa elektroni kokee voiman $ (F = eE) $, jota kutsutaan sähkömoottoriksi. Tämä voima antaa ajautumisnopeuden vapaille elektronille ja elektronille, jotka liikkuvat johdinlangan läpi. Tiedämme, että virta kulkee vastakkaiseen suuntaan liikkuvien elektronien kanssa. Joten virta virtaa tämän elektronin liikkeen vuoksi potentiaalierossa.

Tässä prosessissa sähkövirta kulkee johtimen läpi paikasta toiseen voimalaitoksen aiheuttaman potentiaalieron vuoksi.

Kommentit

• " Tiedämme, että virta kulkee vastakkaiseen suuntaan liikkuvien elektronien kanssa. " Oli parempi sanoa: " 150 vuotta sitten ihmisiä, jotka eivät tienneet metallien virtaa, kuljettivat negatiivisesti varautuneet hiukkaset, määritelty virta on päinvastainen suunta kuin elektroni ' s -liikkeet. " Toisin sanoen: Määrittelemämme virran suunta on täysin mielivaltaiset, varsinainen virta ovat liikkuvia elektroneja.
• joo, olet oikeassa.
• " tiedämme, että jokaisella johtimella on vapaa elektronit " – tämä pätee yleisiin metallijohtimiin, mutta on olemassa useita johtimia, joissa varauksen kantajat eivät ole vapaita elektroneja. Joten lausuntosi ei pidä paikkaansa. Ehdotan, että muutat " jokainen " muotoon " metalli ".
• Luulen, että yleensä sanaa " johdin " käytetään määrittämään metallijohdin, ei puolijohde tai superjohdin. Ja käytän myös sanaa " johdin " metallijohtimen määrittelemiseen. Huomaa, että tässä on kysymys " kuinka nykyinen matkustus muodostaa voimalaitteen talomme. Joten kyse on sähköstä, ja sähkökäytössä käytämme yleensä sanaa " johdin " osoittamaan metallivirtaa johtavaa johtoa. @ RedGrittyBrick
• Ovatko metallit siis ainoat materiaalit, joiden atomien / ionien johtumisalueella on liikkuvia varauksen kantajia?