Переходить електрика від негативної до позитивної чи навпаки?

Загальновідомо, що електрони переходять від негативного до позитивного, але я помічав, як часто напрямок струму ігнорується. Наприклад, резистор часто ставлять ПІСЛЯ світлодіода, або діод ставлять навпаки. Чому напрям потоку часто не враховується в електроніці?

Електрони мають негативний заряд. Струм - куломи в секунду. Куломи позитивні, тому кулон, що рухається в одному напрямку, насправді викликається електронами, що рухаються іншим напрямком у мета.

Коли ми обговорюємо струм, ми обговорюємо потік частинок позитивного заряду. Якщо потік струму насправді складається з негативних частинок, що протікають у зворотному напрямку, це не має різниці, тобто два негативи, які скасовуються. Це лише випадок конвенції з математики та знаків.

Єдиний раз, коли ви звертаєте увагу на фактичні носії, - це щось на зразок напівпровідника, де вам потрібно знати, що відбувається під час подорожі від носіїв електронів у зоні провідності «дірки» в смузі носія. Дірки є позитивними носіями заряду, але це тому, що ми рахуємо відсутність електрона, фактичний струм все ще складається з багатьох багатьох електронів, що повільно дрейфують.

Чи завжди струм електронів?

Насправді, якщо ви коли-небудь моделюєте електричні системи в організмі, ви виявите, що можете точно моделювати нейрон за допомогою транзисторної мережі тощо. Значна частина струму стосується таких іонів, як калій. Це означає, що у вас дійсно є рухи позитивних статей заряду. Він як і раніше зображений як схематичний, оскільки не має значення, який носій заряду, поки у ваших схематичних моделей добре встановлені електричні властивості.

Чи рухається сила електрона?

Часто люди думають, що ваша сила, яку ви посилаєте, - це електрон. Насправді ви посилаєте електромагнітні сигнали. Ви можете уповільнити швидкість сигналу (тобто потужність), поширюючи довгу пару проводів (один сигнал і один сигнал повернення), змінюючи діелектрик між ними. Це означає, що два незахищені мідні дроти, що просто сидять у просторі, насправді мають свій сигнал подорожувати близько швидкості світла. Ваш коаксіальний кабель, ймовірно, буде подорожувати дуже близько двох третин швидкості світла. Відплив електронів - це функція наявного електричного поля. Якби ви міряли, наскільки швидко електрони дрейфують, ви знайшли б це в порядку кількох метрів на секунду.

Як ви зазначали, люди часто не знають і не байдуже. На щастя, для 99% людей там це не має значення. Конвенція полягає в тому, що вона протікає від + до -, і всім інженерам корисно дотримуватися цієї конвенції просто, щоб полегшити спілкування з іншими інженерами.

Єдине, що насправді важливо, це або люди, які проектують чіпи (а не люди, які проектують мікросхеми), і деякі фізики. Деякі люди вважають, що це дійсно важливо, але вони, як правило, педантичні п'яниці на фрат-вечірках, яких ніхто не хоче бути поруч.

Для запису, обмежувач струму, який часто зустрічається поруч із світлодіодом, може виходити з будь-якої сторони світлодіода без негативних наслідків.

Єдина причина, чому поточний напрямок не враховується в таких сценаріях, це те, що він насправді не має значення в цих сценаріях.

Немає струму до тих пір, поки схема не буде завершена, і схема не буде завершена, поки ви не підключите і світлодіод, і резистор. Після того, як вони підключені послідовно, не має значення, що випливає з ланцюга, оскільки метою резистора є обмеження струму в ланцюзі, а останній залежить від суми опорів світлодіода та резистора (та інших параметрів які не змінюються при зміні резистора та світлодіода, тому я просто ігнорую їх у цій відповіді), і ця сума не залежить від того, чи буде резистор після світлодіода чи перед ним .

Так, так, можливо, ідеологічно було б краще підключити їх у визначеному порядку, щоб струм "не потрапляв до світлодіода безпосередньо, а лише через резистор", але практично це не має ніякого значення. І повірте мені, у випадках, коли це має значення (наприклад, надвисока напруга, яке змушує ізоляцію руйнуватися, якщо опір трапляється трохи нижче, ніж потрібно), ніхто не зневажає речі, які здаються незначними. І ні, я не маю уявлення, чи поточний напрямок має велике значення у сценаріях високої напруги.

Чи можу я відмовитись від певної педантичної теорії зі свого університетського навчання? :)

Як вказували інші хлопці, струм, який перетікає від "плюс" до "мінус", є лише звичайним способом представлення явищ. Це пов'язано з тим, що електрони за визначенням мають негативний заряд, і, ймовірно, саме цей факт є умовою, яка вважає за краще давати позитивний знак протонам, що знаходяться в ядрі атома. Тоді розгляд негативних значень (які виходять із негативного заряду бла-бла-бла) це дратує, отже, рішення вважати струм протилежним руху електронів.

---

Історія про потенціали та поля

Інша точка зору полягає в тому, що, завжди через негативний носій заряду, електричний потенціал (який визначає напруги) є негативним там, де більше електронів, тому він позитивний там, де електронів менше, і ви могли б очікувати, що струм тече від більший потенціал до нижчого, як об’єкти при падінні.

Це не впливає на порядок компонентів в одній гілці ланцюга, оскільки струм (для принципу консервативних полів і бла-бла-бла) однаковий у всій гілці. Для більш глибокого аналізу дивіться це . Розгляньте це як трубу з водою під тиском: не має значення (теоретично), якщо турбіна до або після вузького місця, оскільки остання в будь-якому випадку матиме вплив на кількість води, що стікає в трубу.

---

Діод

Діод, як і раніше просто зрозуміти, що він робить (в основному струм тече в одну сторону, а не в іншу; протилежні речі для електронів) і складніше зрозуміти, чому він робить це так.

---

Отвори

Щодо речі "дірки", вони використовуються, тому що в фізиці напівпровідників і більше при роботі з легованими напівпровідниками є матеріали (а краще, леговані матеріали), які мають менше електронів у валентній зоні і беруть електрони з близьких місць у смугу провідності, створюючи струм. Але це набагато простіше, якщо говорити про дірки, що подорожують у провідниковій смузі