ไฟฟ้าเปลี่ยนไปจากลบเป็นบวกหรือกลับกัน?

10

มันเป็นความรู้ทั่วไปที่อิเล็กตรอนไหลจากลบไปเป็นบวก แต่ฉันสังเกตเห็นบ่อยกว่าทิศทางของกระแสไฟฟ้าที่ถูกละเลย ตัวอย่างเช่นตัวต้านทานมักจะใส่หลังไฟ LED หรือไดโอดจะใส่ในทางตรงกันข้าม ทำไมทิศทางการไหลมักไม่สนใจในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์?

current

14

การวางตัวต้านทานก่อนหรือหลัง LED จะไม่เกี่ยวข้องกับทิศทางที่อิเล็กตรอนหรือกระแสไหล

— Olin Lathrop

3

และทิศทางของกระแสไฟฟ้าจะไม่ถูกละเลยเพียงแค่นำไปเป็นตรงกันข้ามกับการไหลของอิเล็กตรอน

— clabacchio

2

ปลั๊กไร้ยางอาย! (บังเอิญฉันได้ตอบคำถามของคุณเกี่ยวกับตัวต้านทาน )

— BlueRaja - Danny Pflughoeft

3

กระแสสูญญากาศในทิศทางใดในท่อเครื่องดูดฝุ่น

— supercat

"ไฟฟ้า" เป็นวลีที่มีลักษณะคล้ายกันกับ "กลไก"; มันเป็นพื้นที่ของฟิสิกส์ ฟิสิกส์ไม่ได้ไหลไปไหน แต่เราบอกได้ว่ากระแสไฟฟ้าไหล

— ntoskrnl

13

อิเล็กตรอนมีประจุลบ ปัจจุบันคือคูลอมบ์ต่อวินาที คูลอมบ์เป็นบวกดังนั้นคูลอมบ์ที่เคลื่อนไหวในทิศทางเดียวนั้นเกิดจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปอีกทิศทางหนึ่งในเมตาดาต้า

เมื่อเราพูดถึงกระแสไฟฟ้าเรากำลังพูดถึงการไหลของอนุภาคประจุบวก หากการไหลของกระแสนั้นสร้างขึ้นจากอนุภาคเชิงลบที่ไหลไปในทิศทางตรงกันข้ามมันก็ไม่ต่างกันนั่นก็คือประจุลบสองตัวที่ถูกยกเลิก มันเป็นเพียงกรณีของคณิตศาสตร์และการประชุมลงชื่อ

ครั้งเดียวที่คุณให้ความสนใจกับผู้ให้บริการที่เกิดขึ้นจริงคือในสิ่งที่เหมือนเซมิคอนดักเตอร์ที่คุณจำเป็นต้องรู้ว่าสิ่งที่เกิดขึ้นในขณะที่คุณเดินทางจากผู้ให้บริการอิเล็กตรอนในวง "การนำ" ในการนำวง หลุมนั้นเป็นพาหะที่มีประจุเป็นบวก แต่นั่นเป็นเพราะเรานับการขาดอิเล็กตรอนกระแสที่แท้จริงยังคงประกอบไปด้วยอิเล็กตรอนจำนวนมากที่ลอยอย่างช้าๆ

กระแสอิเล็กตรอนอยู่เสมอหรือไม่?

ที่จริงถ้าคุณเคยจำลองระบบไฟฟ้าในร่างกายคุณจะพบว่าคุณสามารถจำลองเซลล์ประสาทได้อย่างแม่นยำโดยใช้เครือข่ายทรานซิสเตอร์และเช่นนั้น กระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับไอออนเช่นโพแทสเซียม ซึ่งหมายความว่าคุณมีการเคลื่อนไหวของบทความประจุบวก มันยังคงถูกดึงออกมาเป็นแผนผังเพราะมันไม่สำคัญว่าตัวให้บริการชาร์จนั้นตราบเท่าที่แผนผังของคุณมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าดี

อิเล็กตรอนเคลื่อนที่กำลังหรือไม่?

บ่อยครั้งที่ผู้คนคิดว่าพลังของคุณคืออิเล็กตรอน ในความเป็นจริงคุณกำลังส่งสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสามารถชะลอความเร็วของสัญญาณของคุณ (เช่นพลังงาน) ส่งสัญญาณสายคู่ยาว (หนึ่งสัญญาณและหนึ่งสัญญาณกลับ) โดยการเปลี่ยนอิเล็กทริกระหว่างพวกเขา ซึ่งหมายความว่าสายทองแดงที่ไม่หุ้มฉนวนเพียงแค่นั่งในพื้นที่จริง ๆ แล้วจะมีสัญญาณของพวกเขาเดินทางใกล้กับความเร็วของแสง สาย coax ของคุณอาจจะเดินทางด้วยความเร็วแสงถึงสองในสาม อิเล็กตรอนลอยเป็นหน้าที่ของสนามไฟฟ้าที่มีอยู่ ถ้าคุณต้องวัดว่าอิเล็กตรอนลอยเร็วแค่ไหนคุณจะพบมันตามลำดับไม่กี่เมตรต่อวินาที

— Kortuk
แหล่งที่มา

ฉันได้รับการสอนอย่างไรอิเล็กตรอนเดินทางด้วยความเร็วแสง แต่เพื่อก่อให้เกิดกระแสการเคลื่อนไหวที่มีประสิทธิภาพเป็นผลมาจากอิเล็กตรอนเหล่านี้แม้ว่าจะเร็วกว่าเพราะสัญญาณไม่ได้ถูกส่งโดยอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ผ่านสาย แต่โดยสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้อิเล็กตรอนทั้งหมดลอยไปด้วยกัน บวกหรือลบ

— clabacchio

@clabacchio นั่นถูกต้องมากหรือน้อย ความเร็วของสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าจะลดลงลวดอยู่ที่ 40 ถึง 90% ของความเร็วแสง แต่ความเร็วที่อิเล็คตรอนเคลื่อนที่นั้นเรียกว่าความเร็วดริฟท์นั้นอยู่ที่ประมาณหลายมิลลิเมตรต่อวินาที

1

@clabacchio อิเล็กตรอนไม่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง แต่อย่างที่เดวิดพูดว่ามันเข้ากันได้ดีทีเดียว พวกเขามีความเร็วดริฟท์เน็ต แต่พวกเขาเป็นอนุภาคในการจราจรติดขัด

— Kortuk

@Kortuk ฉันยอมรับความไม่รู้ของฉันเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่ฉันไม่รู้ว่าความเร็วนั้นวัดได้อย่างไรสำหรับหลักการของ Heisemberg คุณไม่สามารถสังเกตเห็นอิเล็กตรอนได้โดยไม่ไปรบกวนมัน

— clabacchio

@clabacchio อาจารย์ใหญ่ไฮเซนเบิร์กบอกว่าคุณไม่สามารถรู้ได้ทั้งตำแหน่งและความเร็วด้วยระดับความแม่นยำที่มากขึ้น ไม่ได้ระบุว่าคุณไม่สามารถวัดได้ทั้งคู่ แต่จะมีความไม่ถูกต้องบางอย่าง อิเล็กตรอนจะเริ่มเร่งความเร็วและจากนั้นจะมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมอื่นในโลหะ ในฟิสิกส์ของอุปกรณ์คุณมักคำนวณเส้นทางที่ไม่ได้ตั้งใจ นำไปสู่การกำหนดนี้ความเร็วดริฟท์ ฉันหวังว่านี่จะช่วยได้บ้าง

— Kortuk

11

ตามที่คุณสังเกตคนมักจะไม่รู้และไม่สนใจ โชคดีที่มีคน 99% ออกไปที่นั่นมันไม่สำคัญ อนุสัญญาก็คือมันไหลจาก + ถึง - และมันมีประโยชน์สำหรับวิศวกรทุกคนที่จะปฏิบัติตามอนุสัญญานั้นเพียงเพื่อให้การพูดคุยกับวิศวกรอื่นง่ายขึ้น

คนเดียวที่สำคัญจริงๆก็คือคนที่ออกแบบชิป (ไม่ใช่คนที่ออกแบบด้วยชิป) และนักฟิสิกส์บางคน บางคนเชื่อว่ามันสำคัญจริง ๆ แต่โดยปกติแล้วพวกเขามักจะขี้เมาในงานปาร์ตี้ที่ไม่มีใครอยากอยู่

สำหรับเร็กคอร์ดตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันมักพบถัดจาก LED สามารถไปด้านใดด้านหนึ่งของ LED โดยไม่มีผลร้าย

+1 สำหรับตัวต้านทานที่ จำกัด ในปัจจุบันฉันเพิ่งวางไว้เหนือ LED ของฉันตามที่ฉันวางไว้ฉันลืมว่าบางคนพบว่าเป็นสิ่งที่จำเป็น ฉันจะทราบว่าฉันคิดว่าประเด็นสำคัญที่นี่คืออิเล็กตรอนหนึ่งพันล้านจะมีค่าเป็นลบในคูลอมบ์ซึ่งหมายความว่าเมื่อกระแสไหลคุณกำลังกำหนดว่ามันเคลื่อนที่อย่างไร หากคุณรู้ว่าผู้ให้บริการของคุณถูกเรียกเก็บเงินในเชิงลบคุณกำลังบอกว่ากำลังจะไปจาก - ถึง +

— Kortuk

4

เหตุผลเดียวที่ทำให้ทิศทางปัจจุบันไม่ได้รับการใส่ใจในสถานการณ์เช่นนี้เป็นเพราะมันไม่สำคัญในสถานการณ์เหล่านั้น

ไม่มีกระแสจนกว่าวงจรจะเสร็จสมบูรณ์และวงจรไม่สมบูรณ์จนกว่าคุณจะเชื่อมต่อทั้ง LED และตัวต้านทาน เมื่อเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมแล้วมันไม่สำคัญว่าจะตามมาในวงจรใดเนื่องจากวัตถุประสงค์ของตัวต้านทานคือการ จำกัด กระแสในวงจรและหลังขึ้นอยู่กับผลรวมของความต้านทานของ LED และตัวต้านทาน (และพารามิเตอร์อื่น ๆ ซึ่งจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อคุณสลับตัวต้านทานและไฟ LED ดังนั้นฉันแค่เพิกเฉยพวกมันในคำตอบนี้) และผลรวมนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับว่าตัวต้านทานอยู่หลัง LED หรือก่อนหน้านั้นหรือก่อนที่มันจะ

ดังนั้นใช่บางทีมันอาจจะเป็นการดีที่จะเชื่อมโยงพวกเขาตามลำดับที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้กระแส "ไม่ถึง LED โดยตรง แต่ผ่านตัวต้านทานเท่านั้น" แต่ในทางปฏิบัติแล้วมันไม่ได้สร้างความแตกต่างเลย และเชื่อฉันในกรณีที่มันสร้างความแตกต่าง (เช่นแรงดันไฟฟ้าสูงมากซึ่งทำให้ฉนวนแตกหากความต้านทานเกิดขึ้นน้อยกว่าที่ต้องการ) ไม่มีใครสนใจสิ่งที่ดูเหมือนเล็กน้อย และไม่ฉันไม่มีความคิดใด ๆ หากทิศทางปัจจุบันมีความสำคัญมากในสถานการณ์ไฟฟ้าแรงสูง

— sharptooth
แหล่งที่มา

2

ฉันขอดรอปทฤษฎีเกี่ยวกับความรู้จากมหาวิทยาลัยของฉันได้ไหม :)

ดังที่คนอื่น ๆ ชี้กระแสที่ไหลจาก "บวก" ไปยัง "ลบ" เป็นเพียงวิธีธรรมดาในการเป็นตัวแทนของปรากฏการณ์ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอิเล็กตรอนมีประจุเป็นลบและอาจเป็นความจริงข้อตกลงที่ชอบที่จะให้สัญญาณเชิงบวกกับโปรตอนที่อยู่ในแกนกลางของอะตอม จากนั้นจัดการกับค่าลบ (ที่ออกมาจากประจุลบ blah blah blah) มันน่ารำคาญดังนั้นการตัดสินใจที่จะพิจารณากระแสตรงข้ามกับการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

เรื่องราวเกี่ยวกับศักยภาพและทุ่งนา

อีกมุมมองหนึ่งก็คือเนื่องจากพาหะประจุลบนั้นศักย์ไฟฟ้า (ที่กำหนดแรงดันไฟฟ้า) จะเป็นลบเมื่อมีอิเล็กตรอนมากขึ้นดังนั้นมันจึงเป็นบวกเมื่ออิเล็กตรอนมีค่าน้อยลงและคุณคาดหวังว่ากระแสไฟฟ้าไหลจาก มีโอกาสสูงที่จะลดลงเป็นวัตถุเมื่อตก

สิ่งนี้ไม่มีอิทธิพลต่อคำสั่งของส่วนประกอบในสาขาเดียวกันของวงจรขณะที่กระแส (สำหรับหลักการของเขตอนุรักษ์และ blah blah blah) จะเหมือนกันในสาขาทั้งหมด สำหรับการวิเคราะห์เชิงลึกเพิ่มเติมโปรดดูที่นี้ คิดว่ามันเหมือนกับท่อที่มีน้ำแรงดัน: ไม่สำคัญ (ในทางทฤษฎี) ถ้ากังหันอยู่ก่อนหรือหลังคอขวดเนื่องจากหลังจะมีผลกระทบต่อปริมาณของน้ำที่ไหลในท่อ

ไดโอด

ไดโอดนั้นยังง่ายต่อการเข้าใจสิ่งที่มันทำ (โดยทั่วไปแล้วกระแสในทิศทางเดียวและไม่ใช่สิ่งอื่นสิ่งที่ตรงกันข้ามสำหรับอิเล็กตรอน) และซับซ้อนกว่าที่จะเข้าใจว่าทำไมมันถึงทำแบบนี้

หลุม

เกี่ยวกับสิ่งที่ "หลุม" พวกมันถูกนำมาใช้เพราะในเซมิคอนดักเตอร์ฟิสิกส์และอื่น ๆ เมื่อทำงานกับเซมิคอนดักเตอร์เจือมีวัสดุ (หรือดีกว่าวัสดุเจือ) ที่มีอิเล็กตรอนน้อยลงในวงวาเลนซ์และนำอิเล็กตรอนจากสถานที่ใกล้เคียง วงการนำการนำสร้างกระแส แต่นี้เป็นไกลง่ายขึ้นถ้าพูดคุยเกี่ยวกับหลุมเดินทางในการนำวงดนตรี

— clabacchio
แหล่งที่มา