Cât de repede se deplasează curent electric prin fire

Probabil că spui imediat că viteza curentului electric este egală cu viteza luminii si vei fi greșit. In acest articol voi explica cu un exemplu simplu, cum și la ce viteza se deplasează curent electric prin fire.

Să ia, de exemplu, simula următorul scenariu:

Să avem bec conectat la sursa de alimentare constantă cu două fire ecranat cablu, lungimea cablului este de 10 kilometri.

Acum, dacă ne întoarcem la comutatorul în acest circuit, becul se va aprinde 10 km / 300 000 km / s, cu 10 km - este lungimea conductorului nostru si 300.000 km / s - este viteza de propagare a undei electromagnetice (lumina) sub vid.

Adică, calculele, se pare, becul se aprinde de 0.00003333 secunde, sau 33,333 microsecunde (nu sunt acceptate de capacitate conductor). Din aceasta rezultă că „mișcarea electronilor“ răspândit peste firul de ghidare cu viteza luminii.

Dar faptul că electronii încep să se miște unul după altul cu viteza luminii nu implică faptul că acestea sunt în mișcare într-un conductor cu aceeași viteză.

Aici, viteza luminii, aceasta este rata la care particulele încărcate încep să se miște unul în spatele celuilalt, și pentru a trece printr-un conductor care poate, la o rată de doar câțiva milimetri per unitate timp.

Nu este clar? Permiteți-mi să explic de ce.

Așa că am închis circuitul prin apăsarea comutatorului. În acest moment, electronii încep să părăsească terminalul negativ al nostru condensator, astfel, există o reducere câmp electric în dielectric al condensatorului și electronii (de la conductorul conectat) începe să meargă terminalul pozitiv condensator.

Astfel, diferența de potențial dintre plăcile condensatorului scade. Și datorită faptului că electronii din porțiunea Adjoint conductor în mișcare, lor liber spațiu ocupat de electronii din porțiunea adiacentă a firului (prin câmpuri electromagnetice închise lanț).

Acest proces de tartinabile se deplasează mai departe prin conductorul, și după un anumit timp ajunge la bec nostru comun și cauzele curent care curge să strălucească.

Se pare că schimbarea câmpului electric în conductorul este distribuit imediat, dar nu particulele încărcate au o rată mai mică de mult.

Analogia cu apă curentă

Hai pentru ușurința de a înțelege analogia cu instalații sanitare.

Imaginați-vă următoarea scenă: executați pompa de apă, de asemenea situate departe în afara orașului și în doar o fracțiune de secunde (schimbare de presiune se propagă cu o viteză medie de 1400 km / s) au de la începutul conductei de curgere a apei. Dar acest lucru nu este aceeași apă pe care tocmai a trecut prin pompă, „zdrobi“, moleculele de apă se împrăștie cu o mare viteză, iar moleculele se deplasează într-un ritm mult mai lent.

Și cu mișcarea curentului electric.

Și cum AC

Ei bine, se pare a fi un curent constant este mai mult sau mai puțin devine clar și poate fi, de asemenea, oa doua întrebare logică: Și cum sunt lucrurile cu curent alternativ?

De fapt, diferența de aici constă doar în faptul că curentul alternativ își schimbă direcția, cu o frecvență de 50 Hertz, la un moment dat. Dar totul depinde de viteza de aceleași elemente ca și în cazul curent.

Rezumat și concluzii

Deci, să reluăm curentul. Deci, în cazul în care conductorul nu este afectat de câmpul electromagnetic, mișcarea electronilor în interiorul firului are loc complet într-un mod haotic.

Odată ce conductorul este un efect de câmp electric, în funcție de factori cum ar fi temperatura materialul conductor, diferența de potențial, viteza curentului electric poate varia de la 0,6 la 6 milimetri în unul unitatea de timp. După cum puteți vedea, această valoare este foarte departe de viteza luminii. Și se calculează cu următoarea formulă:

În cazul în care n - densitatea de purtători, S - conductor din zona secțiunii transversale, e - descarcării a particulelor, I - intensitatea curentului.

Asta e tot ce am vrut să-ți spun despre viteza curentului electric prin fire. Dacă articolul a fost util pentru tine, vei aprecia place. Vă mulțumesc pentru atenție!