การไหลของอิเล็กตรอนในสาย


9

ไฟฟ้าคือ "การไหลของอิเล็กตรอน" ลูกของฉันถามฉันว่านี่เป็นเช่นนั้นหรือไม่ในที่สุดลวดทองแดงควรหายไป / หายไป / จบเพราะเรื่องนี้กำลังเคลื่อนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ฉันไม่ใช่วิศวกรไฟฟ้าฉันจะบอกอะไรเขา


อาจเกี่ยวข้อง: amasci.com/miscon/elect.html
ntoskrnl

3
แม่น้ำหายไปเพราะน้ำไหลจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งหรือไม่?

1
ฉันคิดว่าค่อนข้างสั้นและเป็นนามธรรมสำหรับเด็กแล้วคุณจะสับสนมากขึ้นเพราะแม่น้ำจะ 'หายไป' - มันลงเอยในทะเลแล้วระเหยขึ้นไปในอากาศและตกลงมาเหมือนฝนตกที่ไหนซักแห่ง การเปรียบเทียบที่น่าสงสารสำหรับการไหลของประจุ
JIm Dearden

ฉันไม่เห็นว่าการเปรียบเทียบที่ไม่ดี - วัฏจักรของน้ำคล้ายกับวงจรปิด อิเล็กตรอนมาจากแบตเตอรี่ผ่านลวดและกลับเข้าไปในแบตเตอรี่
MSalters

2
เก้าอี้ดนตรี. ผู้คน (อิเลคตรอน) และเก้าอี้ (อะตอมทองแดง) ไม่เคยหายไปไหนพวกเขาแค่ย้ายที่นั่งไปที่นั่ง หากไม่มีใครอยู่ในเก้าอี้ลวดจะถูกปล่อยออกมาและหากผู้คนนั่งอยู่ในคนอื่น ๆ จะถูกชาร์จลวด (ลบ) แต่ลวดไม่เคยหายไป การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้นเกี่ยวข้องกับอะตอมทองแดงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น มันคือการเคลื่อนไหวที่สามารถใช้เป็นงานได้ อะตอมอยู่ในสถานที่นั้นเอง
Adam Davis

คำตอบ:


8

ในโลหะอย่างทองแดงอิเล็กตรอนบางตัวไม่ถูกยึดกับอะตอมเดี่ยว หากแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับลวดทองแดงอิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้จะไหลจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่ง การไหลของอิเล็กตรอนนี้เป็นกระแสไฟฟ้า แต่อะตอมทองแดงเองไม่เคลื่อนที่ดังนั้นลวดทองแดงจึงไม่หายไป แน่นอนแหล่งจ่ายแรงดันต้องจ่ายอิเล็กตรอนเพิ่มเติมเพื่อให้การไหลดำเนินต่อไป

ลองนึกถึงน้ำตก - กระแสไฟฟ้าเป็นเหมือนโมเลกุลของน้ำที่ตกลงมาและโมเลกุลของน้ำจะตกลงมาเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (ซึ่งคล้ายกับแรงดันไฟฟ้า) น้ำตกจะต้องมีโมเลกุลของน้ำมากขึ้นเพื่อให้น้ำตกมีอยู่ต่อไป แต่แม่น้ำที่ไหลผ่านซึ่งโมเลกุลของน้ำจะไหล (คล้ายกับอะตอมทองแดง) ไม่เคลื่อนไหวหรือหายไป


2
+1; อันที่จริงนี่คือคำตอบที่ถูกต้อง - คุณจะไม่เข้าไปในรายละเอียดที่ไม่จำเป็นดังนั้นจึงมีที่ว่างเล็ก ๆ สำหรับการอธิบายเพิ่มเติมที่ซับซ้อนขณะที่ตอกตะปูด้วยค้อน ฉันชอบการเปรียบเทียบน้ำตกเป็นพิเศษเนื่องจากน้ำในน้ำตกกลับสู่แหล่งกำเนิดจริง ( en.wikipedia.org/wiki/Water_cycle ) ทำให้การเปรียบเทียบค่อนข้างสมบูรณ์และยอดเยี่ยม

เพื่อให้ได้ลึกมากขึ้นอิเล็กตรอนจะไม่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วของแสงผ่านวัสดุ ตำแหน่งของพวกเขาน่าจะเป็น แต่โดยรวมแล้วพวกเขาเคลื่อนที่ด้วยความเร็วลอยของอิเล็กตรอนของวัสดุซึ่งจริงๆแล้วค่อนข้างช้า สัญญาณไฟฟ้าผ่านลวดคือสนามไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ผ่านวัสดุ
Rosa Richter

5

หากต้องการเพิ่มอีก 2 เซ็นต์และความเข้าใจที่ง่ายกว่านี้ฉันมักจะเห็นภาพกระแสไหลผ่านสายเหมือนลูกหินในหลอด (ลูกแก้วเล็ก ๆ ถ้ามันแปลไม่ดี)

ลวดมีอิเลคตรอนอยู่แล้วดังนั้นหลอดของเราจึงเต็มไปด้วยหินอ่อน โดยการใช้แรงดันไฟฟ้า (เป็นไฟฟ้าแรง ) คุณสามารถผลักดันหินอ่อนใหม่. เมื่อคุณทำเช่นนี้หินอ่อนปรากฏออกมา เอาอันที่โผล่ออกมาแล้วดันอีกด้านหนึ่ง ในวงจรจริงมันไม่ได้จบที่จะผลักอิเล็กตรอนเข้าและออก แต่มันไหลไปรอบ ๆ (ดังนั้นหลอดของเราจะรวมตัวกันที่ปลายทั้งสอง)

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เราจะไม่สร้างหรือทำลายเพิ่มหรือเอาอิเล็กตรอนออก - พวกมันมีอยู่แล้ว ทั้งหมดที่เราทำคือผลักดันพวกเขาไป สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าไม่ใช่อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวที่ถูกผลักไปรอบ ๆ มันคือการไหล คุณดันปลายด้านหนึ่งและอีกปลายหนึ่งขยับ การผลักอิเล็กตรอนที่ปลายด้านหนึ่งไม่ได้หมายความว่าอิเล็กตรอนตัวเดียวกันจะผลักไปที่ปลายอีกด้านหนึ่งเหมือนกับการผลักลูกหินที่ปลายอีกด้านหนึ่งออกมา

ในขณะที่คุณเจาะลึกลงไปเรื่อย ๆ คุณสามารถเริ่มมองเห็นหลุมและพาหะและอิเล็กตรอนที่กระโดดขึ้นและลงระดับพลังงาน แต่มันเป็นคำง่ายๆง่าย ๆ แค่จินตนาการว่าผลักหินอ่อนลงไปในหลอด

* ใช่อาจมีข้อยกเว้น แต่อาจไม่เกี่ยวข้องกัน


0

คำตอบที่ง่ายที่สุดที่คุณสามารถให้ได้คือสำหรับอิเล็กตรอนทุกตัวที่ออกมาจากปลายด้านหนึ่งของสายอิเล็กตรอนอีกตัวจะถูก "ผลัก" เข้าที่ปลายอีกด้านของสาย ดังนั้นแม้ว่าอิเล็กตรอนจะมี "การไหล" แต่ลวดก็ไม่ได้ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมา (ไม่มีการสูญเสียสุทธิ)!

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.