jak przemieszcza się prąd?

Najprostszym wyjaśnieniem jest analogia używana w większości podręczników. Zespół napędowy generuje różnicę potencjałów między linią gorącą i neutralną. Elektryczność, czyli elektrony, chce podróżować w taki sposób, aby zmniejszyć energię potencjalną. Siła, jakiej doświadczają elektrony, jest spowodowana różnicą potencjałów. Analogią do tego jest kula tocząca się po pochyłej płaszczyźnie.

Komentarze

• Tak. Zmniejsz energię potencjalną. Dziękuję Ci. Oryginalna odpowiedź została edytowana.

Chcę … dowiedzieć się, w jaki sposób [energia elektryczna] przemieszcza się po słupach mediów .

To interesujące pytanie i wiele aspektów odpowiedzi jest zaskakujących, gdy je słyszysz / czytasz po raz pierwszy.

Po pierwsze, nic tak naprawdę nie przechodzi przez przewody na biegunach od elektrownię do Twojego domu.

Fizycznie porusza się nie „elektryczność”, ale naładowane cząstki, w przypadku metalowych drutów na słupach sieci elektroenergetycznej są to elektrony, które nie są silnie związane z atomami metalu. Nazywa się je „swobodnymi elektronami”, ponieważ mogą się łatwiej poruszać.

Elektrony szybko drgają i dużo odbijają się, ponieważ metal ma temperaturę setki stopni powyżej zera absolutnego. Przez co rozumiem normalną temperaturę zewnętrzną.

Elektrownia przykłada dużą siłę do odbijających się elektronów, co powoduje, że średnio bardzo powoli dryfują one w jednym kierunku przez około 0,02 sekundy, a następnie powodują ich dryfowanie z powrotem w przeciwnym kierunku przez 0,02 sekundy. Nazywa się to prądem przemiennym (AC)

Ruch nośników ładunku (w tym przypadku elektronów) nazywa się prądem elektrycznym. Mierzymy prąd elektryczny w jednostkach zwanych Amperami. Prąd o natężeniu 1 Amp definiuje się jako prąd z 6 241 000 000 000 000 000 elektronów przepływających przez każdą sekundę. Jednak w przypadku naszego prądu przemiennego, liczba netto przechodzących elektronów jest trudniejsza do zmierzenia, ponieważ po jednej sekundzie dryfowania w przód iw tył w większości są one tam, gdzie zaczęły (mówiąc w przybliżeniu). Więc uśredniamy ruch, obliczając prąd średniokwadratowy (RMS) – co nieco ułatwia późniejszą arytmetykę.

Siła, która powoduje powolne dryfowanie nośników ładunku, jest siłą wytwarzaną przez to, co nazywamy pole elektryczne. Możemy zmierzyć siłę tego pola jako potencjał elektryczny mierzony w woltach (więc to, co jest mierzone, nazywa się napięciem).

W rezultacie elektrownia przekształca jakąś formę energii, taką jak energia chemiczna lub potencjalna energia grawitacyjna, w energię elektryczną, a bieguny w sieci powodują, że energia ta jest dostępna w Twoim domu (ale nie myśl energia zawsze przemieszcza się wewnątrz przewodów – to również jest nieporozumienie )

Komentarze

• Czasami używam pociągu towarowego jako analogii: tor jest jak drut, wagony są jak wolne elektrony, siła między jednym a drugim jest jak napięcie itp. Kiedy silnik zaczyna ciągnąć milę pociągu, " wiadomości ", że pociąg jedzie, potrzebuje około sekundy, aby dotrzeć do ostatniego wagonu — rzędy wielkości szybciej niż faktyczna prędkość silnika w tym momencie.
• Dobra odpowiedź, mam kilka dodatków, aby jeszcze bardziej podkreślić twoje punkty: 1. Nawet jeśli linie energetyczne były prądem stałym, mała prędkość dryftu elektronów (~ mm / s) oznacza, że elektron z elektrowni potrzebowałby w skali roku (zakładając odległość 100 km), aby dotrzeć do Twojego domu. 2. Tak więc to, co faktycznie robią przewody elektryczne, to " przewodnik " pole elektromagnetyczne. Przeniesienie mocy z elektrowni do twojego domu jest faktycznie osiągane przez całą przestrzeń wokół nas (co można zweryfikować, biorąc pod uwagę wektor Poyntinga – dla obciążenia omowego wskazuje on do wewnątrz, a dla baterii na zewnątrz!).

Elektrownia generuje potencjalną różnicę. Ten potencjał powoduje powstanie pola elektrycznego. Teraz wiemy, że każdy przewodnik ma wolne elektrony. Zatem na swobodne elektrony przewodnika działa siła $ (F = eE) $, która jest nazywana siłą elektromotoryczną. Siła ta nadaje swobodnym elektronom prędkość dryfu, a elektrony poruszają się przez drut przewodzący. Wiemy, że prąd płynie w przeciwnym kierunku niż poruszające się elektrony. Tak więc prąd płynie z powodu tego ruchu elektronu w różnicy potencjałów.

W tym procesie prąd elektryczny przepływa przez przewodnik z jednego miejsca do drugiego z powodu różnicy potencjałów generowanej przez elektrownię.

Komentarze

• " Wiemy, że prąd płynie w przeciwnym kierunku niż poruszające się elektrony. " Lepiej było powiedzieć: " Ludzie 150 lat temu, którzy nie wiedzieli, że prąd w metalach był przenoszony przez ujemnie naładowane cząstki, zdefiniowano prąd ma kierunek przeciwny do ' ruchów elektronu. " Innymi słowy: Kierunek prądu, który definiujemy, to całkowicie arbitralne, rzeczywisty prąd to poruszające się elektrony.
• tak, masz rację.
• " wiemy, że każdy przewodnik ma wolny elektrony " – dotyczy to zwykłych przewodników metalicznych, ale istnieje wiele typów przewodników, w których nośnikami ładunku nie są swobodne elektrony. Więc twoje stwierdzenie jest nieprawdziwe. Proponuję zmienić " co " na " metal ".
• Myślę, że zwykle słowo " przewodnik " jest używane do określenia przewodnika metalowego, a nie półprzewodnikowy lub nadprzewodnikowy. Używam również słowa " przewodnik " do zdefiniowania przewodnika metalowego. Należy zauważyć, że tutaj pytanie brzmi " w jaki sposób obecnie podróżuje elektrownia do naszego domu. Jest to więc kwestia elektryczna, aw elektryce generalnie używamy słowa " przewodnik " do wskazania metalowego przewodnika przewodzącego prąd. @ RedGrittyBrick
• Czy więc metale są jedynymi materiałami z ruchomymi nośnikami ładunku w ich paśmie przewodnictwa atom / jony?