hoe reist elektriciteit?

De eenvoudigste verklaring is de analogie die de meeste studieboeken gebruiken. De motor genereert een potentiaalverschil tussen de hete en de neutrale lijn. De elektriciteit, oftewel elektronen, wil zo reizen dat het de potentiële energie vermindert. De kracht die de elektronen ervaren, wordt veroorzaakt door het potentiaalverschil. De analogie hiermee is een bal die van een hellend vlak naar beneden rolt.

Opmerkingen

• Ja. Verminder de potentiële energie. Dank je. Oorspronkelijk antwoord bewerkt.

Ik … wil weten hoe [elektriciteit] zich verplaatst op elektriciteitspalen .

Dit is een interessante vraag en veel aspecten van het antwoord zijn verrassend de eerste keer dat je ze hoort / leest.

Ten eerste gaat er niets echt door de draden op de palen helemaal vanaf de energiecentrale bij u thuis.

Wat fysiek wel beweegt is geen “elektriciteit” maar geladen deeltjes, in het geval van metaaldraden aan elektriciteitspalen zijn dit elektronen die niet sterk gebonden zijn aan de metaalatomen. Dit worden “vrije elektronen” genoemd omdat ze gemakkelijker kunnen bewegen.

De elektronen schudden en stuiteren snel veel omdat het metaal een temperatuur heeft die honderden graden boven het absolute nulpunt ligt. Daarmee bedoel ik de normale buitentemperatuur.

De energiecentrale oefent een sterke kracht uit op de stuiterende elektronen waardoor ze gemiddeld 0,02 seconden langzaam in één richting drijven en ze vervolgens laten afdrijven terug in de tegenovergestelde richting gedurende 0,02 seconden. Dit wordt wisselstroom (AC) genoemd.

De beweging van ladingsdragers (in dit geval elektronen) wordt elektrische stroom genoemd. We meten elektrische stroom in eenheden die Ampère worden genoemd. Een stroom van 1 Ampère wordt gedefinieerd als de stroom van 6.241.000.000.000.000.000 elektronen die elke seconde voorbijgaat. In het geval van onze wisselstroom is het netto aantal voorbijgaande elektronen echter moeilijker te meten, omdat ze na een seconde heen en weer drijven meestal terug zijn waar ze begonnen (ongeveer gesproken). Dus we nemen het gemiddelde van de beweging uit door de stroom van het gemiddelde kwadraat (RMS) te berekenen – wat de volgende rekenkunde een beetje gemakkelijker maakt.

De kracht die ervoor zorgt dat de ladingsdragers langzaam afdrijven, is een kracht die wordt geproduceerd door wat wordt genoemd een elektrisch veld. We kunnen de sterkte van dit veld meten als een elektrisch potentieel gemeten in volt (dus wat wordt gemeten, wordt een spanning genoemd).

Het resultaat is dat de energiecentrale een of andere vorm van energie, zoals chemische energie of potentiële zwaartekrachtenergie, omzet in elektrische energie en dat de elektriciteitspalen ervoor zorgen dat deze energie in uw huis beschikbaar komt (maar denk niet de energie reist altijd binnen de draden – dit is ook een misvatting )

Reacties

• Ik gebruik soms een goederentrein als analogie: het spoor is als de draad, de autos zijn als de vrije elektronen, de kracht tussen de ene auto en de andere is als spanning, enz. Als de motor een kilometer lang begint te trekken trein, het " nieuws " dat de trein rijdt duurt ongeveer een seconde om de laatste auto te bereiken — ordes van grootte sneller dan het werkelijke toerental van de motor op dat moment.
• Mooi antwoord, ik heb een paar toevoegingen, om je punten verder te benadrukken: 1. Zelfs als de elektriciteitsleidingen gelijkstroom waren, de langzame driftsnelheid van de elektronen (~ mm / s) betekent dat het elektron van de elektriciteitscentrale op de schaal van een jaar (uitgaande van een afstand van 100 km) nodig zou hebben om uw huis te bereiken. 2. Wat elektrische draden dus eigenlijk doen, is " geleiden " het elektromagnetische veld. De krachtoverdracht van de energiecentrale naar je huis wordt feitelijk bereikt door alle ruimte om ons heen (zoals je kunt zien aan de hand van de Poynting-vector – voor een ohmse belasting wijst deze naar binnen, voor een batterij naar buiten!).

Energiecentrale genereert potentieel verschil. Dit potentieel veroorzaakt een elektrisch veld. Nu weten we dat elke geleider vrije elektronen heeft. Dus deze vrije elektronen van de geleider ervaren een kracht $ (F = eE) $, die elektromotorische kracht wordt genoemd. Deze kracht geeft een driftsnelheid aan de vrije elektronen en elektronen bewegen door de geleiderdraad. We weten dat stroom in tegengestelde richting vloeit dan bewegende elektronen. Dus een stroom vloeit als gevolg van deze beweging van elektronen in potentiaalverschil.

In dit proces vloeit elektrische stroom door de geleider van de ene plaats naar de andere vanwege het potentiaalverschil dat wordt gegenereerd door een elektriciteitscentrale.

Reacties

• " We weten dat stroom in tegengestelde richting vloeit als bewegende elektronen. " Het was beter om te zeggen: " Mensen die 150 jaar geleden de stroom in metalen niet kenden, werden gedragen door negatief geladen deeltjes, gedefinieerd stroom om de tegenovergestelde richting van het elektron te hebben ' s bewegingen. " Met andere woorden: de richting van de stroom die we definiëren is volledig willekeurig, de werkelijke stroom zijn de bewegende elektronen.
• ja, je hebt gelijk.
• " we weten dat elke geleider gratis elektronen " – dit geldt voor gewone metalen geleiders, maar er zijn veel soorten geleiders waarbij de ladingsdragers geen vrije elektronen zijn. Dus uw bewering is niet waar. Ik raad aan om " elke " te wijzigen in " metal ".
• Ik denk dat gewoonlijk het woord " conductor " wordt gebruikt om een metalen geleider te definiëren, niet een halfgeleider of supergeleider. En ik gebruik ook het woord " conductor " om metalen conductor te definiëren. Merk op dat hier de vraag is " hoe de huidige reis de krachtcentrale naar ons huis vormt. Het is dus een kwestie van elektrisch en in het algemeen gebruiken we het woord " conductor " om een metalen stroomvoerende geleider aan te duiden. @ RedGrittyBrick
• Zijn metalen dus de enige materialen met mobiele ladingsdragers in hun atoom- / ionengeleidingsband?