come viaggia lelettricità?

La spiegazione più semplice è lanalogia usata dalla maggior parte dei libri di testo. Il propulsore genera una potenziale differenza tra la linea calda e quella neutra. Lelettricità, cioè gli elettroni, vuole viaggiare in modo tale da ridurre lenergia potenziale. La forza sperimentata dagli elettroni è causata dalla differenza di potenziale. Lanalogia con questo è una palla che rotola giù da un piano inclinato.

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• Sì. Riduci lenergia potenziale. Grazie. Risposta originale modificata.

Voglio … sapere come [lelettricità] viaggia sui pali delle utenze .

Questa è una domanda interessante e molti aspetti della risposta sono sorprendenti la prima volta che li ascolti / li leggi.

In primo luogo, niente viaggia davvero attraverso i fili sui pali per tutto il percorso da la centrale elettrica a casa tua.

Ciò che si muove fisicamente non è “elettricità” ma particelle cariche, nel caso di fili metallici su poli di servizio questi sono elettroni che non sono fortemente legati agli atomi di metallo. Questi sono chiamati “elettroni liberi” perché possono muoversi più facilmente.

Gli elettroni oscillano rapidamente e rimbalzano molto perché il metallo ha una temperatura di centinaia di gradi sopra lo zero assoluto. Con questo intendo la normale temperatura esterna.

La centrale applica una forte forza agli elettroni che rimbalzano che li induce, in media, a spostarsi molto lentamente in una direzione per circa 0,02 secondi e poi li fa andare alla deriva indietro nella direzione opposta per 0,02 secondi. Questa è chiamata corrente alternata (AC)

Il movimento dei portatori di carica (in questo caso gli elettroni) è chiamato corrente elettrica. Misuriamo la corrente elettrica in unità chiamate Ampere. Una corrente di 1 Amp è definita per indicare la corrente da 6.241.000.000.000.000.000 di elettroni che passa ogni secondo. Tuttavia, nel caso della nostra corrente CA, il numero netto di elettroni che passano è più difficile da misurare perché dopo un secondo di spostamento avanti e indietro sono per lo più indietro dove hanno iniziato (approssimativamente parlando). Quindi calcoliamo la media del movimento calcolando la corrente quadratica media (RMS), il che rende un po più facile laritmetica successiva.

La forza che fa spostare lentamente i portatori di carica è una forza prodotta da ciò che viene chiamato un campo elettrico. Possiamo misurare la forza di questo campo come potenziale elettrico misurato in volt (quindi ciò che viene misurato è chiamato voltaggio).

Il risultato è che la centrale converte una qualche forma di energia come lenergia chimica o lenergia potenziale gravitazionale in energia elettrica e i pali delle utenze fanno sì che questa energia sia resa disponibile nella tua casa (ma non pensare lenergia viaggia sempre allinterno dei cavi – anche questo è un malinteso )

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• A volte uso un treno merci come analogia: il binario è come il filo, le macchine sono come gli elettroni liberi, la forza tra unauto e laltra è come la tensione, ecc. Quando il motore inizia a tirare lungo un miglio treno, la " notizia " che il treno si sta muovendo impiega circa un secondo per raggiungere lultima carrozza — ordini di grandezza più veloci di la velocità effettiva del motore in quel momento nel tempo.
• Bella risposta, ho alcune aggiunte, per sottolineare ulteriormente i tuoi punti: 1. Anche se le linee elettriche fossero DC, la velocità di deriva lenta degli elettroni (~ mm / s) significa che lelettrone della centrale avrebbe bisogno di un anno (ipotizzando una distanza di 100 km) per raggiungere la tua casa. 2. Quindi ciò che i cavi elettrici effettivamente fanno è " guidare " il campo elettromagnetico. Il trasferimento di potenza dalla centrale a casa tua è effettivamente ottenuto attraverso tutto lo spazio intorno a noi (come si può verificare considerando il vettore Poynting – per un carico ohmico punta verso linterno, per una batteria punta verso lesterno!).

La centrale elettrica genera differenza di potenziale. Questo potenziale causa un campo elettrico. Ora sappiamo che ogni conduttore ha elettroni liberi. Quindi questi elettroni liberi del conduttore sperimentano una forza $ (F = eE) $, che è chiamata forza elettromotrice. Questa forza fornisce una velocità di deriva agli elettroni liberi e gli elettroni si muovono attraverso il filo conduttore. Sappiamo che la corrente scorre in direzione opposta a quella degli elettroni in movimento. Quindi una corrente scorre a causa di questo movimento di elettroni in differenza di potenziale.

In questo processo la corrente elettrica scorre attraverso il conduttore da un luogo allaltro a causa della differenza di potenziale generata dalla centrale elettrica.

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• " Sappiamo che la corrente scorre in direzione opposta al movimento degli elettroni. " Sarebbe meglio dire: " 150 anni fa persone che non conoscevano la corrente nei metalli erano trasportate da particelle caricate negativamente, definite corrente per avere la direzione opposta rispetto ai ' s movimenti. " In altre parole: la direzione della corrente che definiamo è completamente arbitraria, la corrente effettiva sono gli elettroni in movimento.
• sì, hai ragione.
• " sappiamo che ogni conduttore ha elettroni " – questo è vero per i comuni conduttori metallici, ma ci sono molti tipi di conduttori in cui i portatori di carica non sono elettroni liberi. Quindi la tua affermazione non è vera. Suggerisco di cambiare " ogni " in " metallo ".
• Penso che di solito la parola " conduttore " sia usata per definire conduttore metallico non un semiconduttore o super-conduttore. E uso anche la parola " conduttore " per definire conduttore metallico. Dovresti notare che qui la domanda è " come lattuale forma di viaggio del motore a casa nostra. Quindi è una questione di elettrico e in elettrico usiamo generalmente la parola " conduttore " per indicare il conduttore di corrente metallico. @ RedGrittyBrick
• Quindi i metalli sono gli unici materiali con portatori di carica mobili nella loro banda di conduzione di atomi / ioni?