Потік електронів у дроті

Електрика - це "потік електронів". Моя дитина запитала мене, чи це так, то зрештою мідний дріт повинен зникнути / зникнути / закінчити, оскільки справа рухається з одного місця на інше. Я не інженер-електрик, що мені йому сказати?

current wire electron

— Хамаюн Алі Шах
джерело

Можливо, відповідні: amasci.com/miscon/elect.html

— ntoskrnl

Чи зникає річка, оскільки вода тече з одного місця в інше?

Я думаю, що це трохи коротко і трохи абстрактно для дитини, і тоді ви отримуєте більше плутанини, тому що річки 'зникають' - вони опиняються в морі, випаровуються в повітря і падають як десь дощ. Погана аналогія з витратою заряду.

— JIm Dearden

Я не вважаю це поганою аналогією - кругообіг води подібний до замкнутого контуру. Електрони надходять від акумулятора, проходять через дріт і назад в акумулятор.

— MSalters

Музичні стільці. Люди (електрони) та стільці (атоми міді) ніколи не зникають, вони просто пересуваються на місце. Якщо нікого немає в кріслах, дріт розряджається, а якщо люди сидять в інших колах, дріт заряджається (негативно). Але дріт ніколи не зникає. Рух електронів передбачає лише кілька атомів міді, багато електронів. Це рух, який можна використовувати як роботу. Самі атоми залишаються на місці.

— Адам Девіс

Відповіді:

У такому металі, як мідь, деякі електрони не пов'язані з окремими атомами. Якщо напруга подається на мідний дріт, ці вільні електрони протікають від одного атома до іншого. Цей потік електронів є електричним струмом, але самі атоми міді не рухаються, тому мідний дріт не зникає. Звичайно, джерело напруги повинен подавати додаткові електрони для продовження потоку.

Як аналогію, подумайте про водоспад - електричний струм схожий на те, що молекули води падають, а молекули води падають через гравітацію (що аналогічно напрузі). Водоспад повинен забезпечуватися більшою кількістю молекул води, щоб водоспад продовжував існувати, але русло річки, по якому протікають молекули води (аналогічні атомам міді), не рухається і не зникає.

— Нуль
джерело

+1; на самому ділі, це є правильна відповідь - ви не вдаючись у зайві подробиці, що робить мало місця для додаткових ускладнень в поясненні, в той час як удари цвях молотком; Особливо мені подобається аналогія водоспаду, оскільки вода водоспаду фактично повертається до джерела ( en.wikipedia.org/wiki/Water_cycle ), що робить цю аналогію досить повною та блискучою.

Щоб трохи заглибитися, самі електрони не рухаються зі швидкістю світла через матеріал. Їх положення є ймовірнісним, але в цілому вони рухаються зі швидкістю руху електронів матеріалу, яка насправді є досить повільною. Електричні сигнали через дріт - це електричне поле, що рухається через матеріал.

— Роза Ріхтер

Щоб додати ще 2 центи та більш спрощене розуміння, мені часто легше візуалізувати струм струму через дріт як трубу з мармуру (маленькі скляні кульки, якщо це не добре перекладається).

У дроті вже є електрони, тому наша трубка повна мармуру. Застосовуючи напругу (електрорушійну силу ), ви можете просунути новий мармур. Коли ви це зробите, мармур вискакує. Візьміть той, що вискочив, і просуньте його в інший кінець. У реальній схемі він не має кінців, щоб проштовхувати електрони всередину і назовні, але він протікає всюди навколо (щоб наша трубка була би з'єднана разом з обох кінців).

В електроніці ми не створюємо і не руйнуємо, не додаємо і не видаляємо електрони * - вони вже є. Все, що ми робимо, - це підштовхувати їх. Також важливо розуміти, що не один електрон пересувається, це потік. Ви натискаєте один кінець, а другий кінець рухається. Натискання електронів на одному кінці не означає, що ті ж самі електрони виштовхують на іншому кінці, подібно тому, як виштовхування мармуру закінчується іншим.

Коли ви копаєтеся все далі та далі, ви можете почати цінувати дірки та носії та електрони, що підскакують вгору та вниз по рівнях енергії; але це спрощено, просто уявіть, як штовхати мармур у трубочку.

* Так, ймовірно, є винятки, але вони не мають значення.

— Олівер
джерело

Найпростіша відповідь, яку ви можете дати, - це те, що для кожного електрона, який виходить з одного кінця дроту, інший електрон "просувається" на іншому кінці дроту. Тому, незважаючи на те, що спостерігається "потік" електронів, провід не втрачає жодних електронів (немає чистих втрат)!

— Чайка
джерело