hogyan közlekedik az áram?

A legegyszerűbb magyarázat a legtöbb tankönyv analógiája. Az erőmű potenciális különbséget generál a forró és a semleges vezeték között. Az elektromosság, vagyis az elektronok úgy akarnak haladni, hogy csökkentsék a potenciális energiát. Az elektronok által tapasztalt erőt a potenciálkülönbség okozza. Ennek analógiája egy golyó gördül le egy ferde síkon.

Megjegyzések

• Igen. Csökkentse a potenciális energiát. Köszönöm. Az eredeti válasz szerkesztve.

Én … szeretném tudni, hogyan halad az [áram] a közmű pólusain .

Ez egy érdekes kérdés, és a válasz sok szempontja meglepő, amikor először hallja / elolvassa őket.

Először is, a pólusokon lévő vezetéken keresztül semmi sem halad igazán az erőművet otthonába.

Ami fizikailag mozog, az nem “elektromosság”, hanem töltött részecskék, a használati pólusokon lévő fémhuzalok esetében ezek olyan elektronok, amelyek nincsenek erősen kötve a fématomokhoz. Ezeket “szabad elektronoknak” nevezzük, mert könnyebben tudnak mozogni.

Az elektronok gyorsan rázkódnak és sokat ugrálnak, mert a fém hőmérséklete több száz fokkal meghaladja az abszolút nulla értéket. Ez alatt a normál kültéri hőmérsékletet értem.

Az erőmű erős erőt fejt ki a pattogó elektronokra, ami általuk átlagosan nagyon lassan sodródik egy irányba körülbelül 0,02 másodpercig, majd sodródást okoz. vissza az ellenkező irányba 0,02 másodpercig. Ezt nevezzük váltakozó áramnak (AC).

A töltéshordozók (ebben az esetben az elektronok) mozgását elektromos áramnak nevezzük. Az elektromos áramot Amper nevű egységekben mérjük. Az 1 Amp áramerősség azt jelenti, hogy 6,241,000,000,000,000,000,000 elektron áramát jelenti másodpercenként. Az AC áramunk esetében azonban a múltba eső elektronok nettó számát nehezebb megmérni, mert egy másodpercnyi ide-oda sodródás után többnyire ott vannak, ahol elkezdődtek (megközelítőleg szólva). Tehát átlagoljuk a mozgást a négyzetes középérték (RMS) átlagának kiszámításával – ami kissé megkönnyíti a későbbi számtant.

Az az erő, amely a töltéshordozók lassú sodródását okozza, olyan erő, amelyet az ún. egy elektromos mező. Mérhetjük ennek a térnek az erősségét, mint egy elektromos feszültséget, amelyet voltban mérünk (tehát amit mérünk, azt feszültségnek nevezzük).

Az eredmény az, hogy az erőmű valamilyen energiafajtát, például kémiai energiát vagy gravitációs potenciális energiát alakít át elektromos energiává, és a közüzemi pólusok miatt ez az energia elérhetővé válik az otthonában (de ne gondold az energia mindig a vezetékek belsejében halad – ez szintén tévhit )

Megjegyzések

• Néha tehervonatot használok hasonlatként: A pálya olyan, mint a vezeték, a kocsik olyanok, mint a szabad elektronok, az egyik és a másik kocsi közötti erő olyan, mint a feszültség, stb. Amikor a motor mérföld hosszúságú húzásba kezd vonat, a " hír " hogy a vonat halad, körülbelül egy másodpercet vesz igénybe, hogy elérje az utolsó kocsit – nagyságrendekkel gyorsabban, mint a motor tényleges fordulatszáma az adott pillanatban.
• Szép válasz, van néhány kiegészítésem, hogy tovább hangsúlyozzam a következőket: 1. Még akkor is, ha az elektromos vezetékek egyenáramúak lennének, az elektronok lassú sodródási sebessége (~ mm / s) azt jelenti, hogy az erőmű elektronjának egy év leforgása alatt (100 km távolságot feltételezve) szüksége lenne ahhoz, hogy elérje otthonát. 2. Tehát az elektromos vezetékek tulajdonképpen az, hogy " irányítják az elektromágneses teret ". Az erőátvitel az erőműből az otthonába valójában a körülöttünk lévő teljes téren keresztül valósul meg (amint azt a Poynting vektor figyelembevételével is igazolhatjuk – egy ohmos terhelés esetén befelé, egy akkumulátor esetén pedig kifelé mutat!).

Az erőmű potenciálkülönbséget generál. Ez a potenciál elektromos teret okoz. Most már tudjuk, hogy minden vezetőnek van szabad elektronja. Tehát a vezető ezen szabad elektronjai egy $ (F = eE) $ erőt tapasztalnak, amelyet elektromotoros erőnek nevezünk. Ez az erő sodrási sebességet ad a szabad elektronoknak és az elektronok a vezetőhuzalon keresztül mozognak. Tudjuk, hogy az áram a mozgó elektronokkal ellentétes irányban áramlik. Tehát áram áramlik az elektron ezen mozgása miatt potenciálkülönbségben.

Ebben a folyamatban az elektromos áram a vezetőn keresztül áramlik egyik helyről a másikra az erőmű által generált potenciálkülönbség miatt.

Megjegyzések

• " Tudjuk, hogy az áram a mozgó elektronokkal ellentétes irányban áramlik. " Jobb volt ezt mondani: " 150 évvel ezelőtt azokat az embereket, akik nem tudták, hogy a fémek áramában milyen negatív töltésű részecskék hordoztak / i> áram az ellenkező irányú, mint az elektron ' mozgásai. " Más szavakkal: Az áram általunk meghatározott iránya: teljesen önkényes, a tényleges áram a mozgó elektron.
• igen, igazad van.
• " tudjuk, hogy minden vezetőnek van szabad elektronok " – ez igaz a közönséges fémes vezetőkre, de sok olyan vezető létezik, ahol a töltéshordozók nem szabad elektronok. Tehát állítása valótlan. Azt javaslom, hogy " minden " -re változtasson " fémre ".
• szerintem általában a " vezető " szót használjuk a fémes vezető meghatározására, nem félvezető vagy szupervezető. A fémes vezető meghatározásához a " vezető " szót is használom. Meg kell jegyeznie, hogy itt a kérdés " az, hogy a jelenlegi ház hogyan vezet erőművet házunkhoz. Tehát elektromos kérdésről van szó, és az elektromos áramban általában a " vezetőt használjuk " a fémes áramot vezető vezető megjelölésére. @ RedGrittyBrick
• Tehát a fémek az egyetlen olyan anyag, amelynek mobil töltéshordozói vannak az atomja / ionja vezető sávjában?