cum călătorește electricitatea?

Cea mai simplă explicație este analogia utilizată de cele mai multe manuale. Centrala generează o diferență de potențial între linia fierbinte și cea neutră. Electricitatea, adică electronii, dorește să călătorească în așa fel încât să reducă energia potențială. Forța experimentată de electroni este cauzată de diferența de potențial. Analogia cu aceasta este o minge care se rostogolește pe un plan înclinat.

Comentarii

• Da. Reduceți energia potențială. Mulțumesc. Răspunsul original a fost modificat.

Vreau să știu cum se deplasează [electricitatea] pe poli de utilitate .

Aceasta este o întrebare interesantă și multe aspecte ale răspunsului sunt surprinzătoare la prima dată când le auziți / le citiți.

În primul rând, nimic nu călătorește cu adevărat prin firele de pe poli până la centrala electrică către casa ta.

Ceea ce se mișcă fizic nu este „electricitate”, ci particule încărcate, în cazul firelor metalice de pe poli de utilitate, aceștia sunt electroni care nu sunt puternic legați de atomii metalici. Aceștia sunt numiți „electroni liberi”, deoarece se pot mișca mai ușor.

Electronii se mișcă rapid și sar în jurul valorii, deoarece metalul are o temperatură cu sute de grade peste zero absolut. Prin care mă refer la temperatura normală a exteriorului.

Centrala electrică aplică o forță puternică electronilor care revin, ceea ce îi determină, în medie, să derive foarte încet într-o singură direcție timp de aproximativ 0,02 secunde și apoi să îi determine să derive. înapoi în direcția opusă timp de 0,02 secunde. Aceasta se numește curent alternativ (AC)

Mișcarea purtătorilor de sarcină (în acest caz electroni) se numește curent electric. Măsurăm curentul electric în unități numite Amperi. Un curent de 1 Amp este definit pentru a însemna curentul de la 6.241.000.000.000.000.000 de electroni care trece în fiecare secundă. Cu toate acestea, în cazul curentului nostru alternativ, numărul net de electroni care trec este mai greu de măsurat, deoarece după o secundă de derivați înainte și înapoi, aceștia sunt în mare parte înapoi de unde au început (aproximativ vorbind). Deci, calculăm media mișcării calculând curentul pătrat mediu rădăcină (RMS) – ceea ce face ca aritmetica ulterioară să fie un pic mai ușoară.

Forța care determină purtătorii de sarcină să derive încet este o forță produsă de ceea ce se numește un câmp electric. Putem măsura puterea acestui câmp ca potențial electric măsurat în volți (deci ceea ce se măsoară se numește tensiune).

Rezultatul este că centrala electrică transformă o anumită formă de energie, cum ar fi energia chimică sau energia potențială gravitațională, în energie electrică, iar polii de utilitate fac ca această energie să fie pusă la dispoziție în casa dvs. (dar nu vă gândiți) energia călătorește întotdeauna în interiorul firelor – și aceasta este o concepție greșită )

Comentarii

• Uneori folosesc un tren de marfă ca analogie: calea este ca sârma, vagoanele sunt ca electronii liberi, forța dintre o vagon și următoarea este ca tensiunea, etc. Când motorul începe să tragă o milă lungime tren, " știrile " că trenul se deplasează durează aproximativ o secundă pentru a ajunge la ultimul automobil — ordine de mărime mai rapide decât viteza reală a motorului în acel moment din timp.
• Răspuns frumos, am câteva adăugiri, pentru a vă accentua mai mult punctele: 1. Chiar dacă liniile de alimentare erau DC, viteza de deriva lentă a electronilor (~ mm / s) înseamnă că electronul de la centrala electrică ar avea nevoie pe scara unui an (presupunând o distanță de 100 km) pentru a ajunge la casa ta. 2. Deci, ceea ce fac firele electrice este de a " ghida " câmpul electromagnetic. Transferul de energie de la centrala electrică la casa dvs. se realizează de fapt prin tot spațiul din jurul nostru (așa cum se poate verifica luând în considerare vectorul Poynting – pentru o încărcare ohmică îndreaptă spre interior, pentru o baterie îndreaptă spre exterior!).

Centrala generează diferențe de potențial. Acest potențial provoacă un câmp electric. Acum știm că fiecare conductor are electroni liberi. Deci, acești electroni liberi ai conductorului experimentează o forță $ (F = eE) $, care se numește forță electromotivă. Această forță dă o viteză de deriva electronilor liberi, iar electronii se mișcă prin firul conductor. Știm că curentul curge în direcție opusă electronilor în mișcare. Deci, un curent curge datorită acestei mișcări a electronului în diferența de potențial.

În acest proces, curentul electric curge prin conductor dintr-un loc în altul datorită diferenței de potențial generate de centrala electrică.

Comentarii

• " Știm fluxurile de curent în direcție opusă electronii în mișcare. " Ar fi mai bine să spunem: " Oamenii de acum 150 de ani, care nu știau curentul în metale, erau transportați de particule încărcate negativ, / i> curent pentru a avea direcția opusă față de mișcările electronilor '. " Cu alte cuvinte: direcția curentului pe care o definim este complet arbitrar, curentul real este electronii în mișcare.
• da, ai dreptate.
• " știm că fiecare conductor are electroni " – acest lucru este valabil pentru conductorii metalici obișnuiți, dar există multe tipuri de conductori în care purtătorii de sarcină nu sunt electroni liberi. Deci declarația dvs. este neadevărată. Vă sugerez să schimbați " la fiecare " în " metal ".
• Cred că de obicei cuvântul " conductor " este folosit pentru a defini conductorul metalic nu un semiconductor sau superconductor. Și mai folosesc cuvântul " conductor " pentru a defini conductor metalic. Trebuie să rețineți că aici întrebarea este " modul în care călătoria curentă formează centrala electrică spre casa noastră. Deci, este o chestiune de electricitate și în electricitate folosim, în general, cuvântul " conductor " pentru a indica conductorul de transport al curentului metalic. @ RedGrittyBrick
• Deci, metalele sunt singurele materiale cu purtători de încărcare mobili în banda lor de conducere a atomilor / ionilor?