Kuidas kiiresti liikuvate elektrivoolu läbi juhtmed

Sa ilmselt kohe öelda, et kiirus elektrivool on võrdne valguse kiirusega ja siis valesti. Käesolevas artiklis ma selgitan lihtsa näite, kuidas ja millise kiiruse ta liigub elektrivool läbi juhtmed.

Võtame näiteks simuleerida järgmist stsenaariumi:

Olgem on pirn ühendatud pidevat elektritoidet kahejuhtmeliste varjestatud kaabel, pikkus kaabel on 10 kilomeetrit.

Nüüd, kui me sisse lülitada lüliti sellesse ringi pirn põlema 10 km / 300 000 km / s, 10 km - on pikkus meie dirigent ja 300,000 km / s - on kiirus levimise elektromagnetilise laine (hele) vaakumis.

See tähendab, et arvutused, selgub, pirn põleb poolt 0.00003333 sekundit või 33333 mikrosekundit (ei aktsepteeri dirigent mahtuvus). Sellest järeldub, et "liikumine elektronid" leviku juhtetraadilt koos valguse kiirus.

Kuid tõsiasi, et elektronid hakkavad liikuma üksteise järel koos valguse kiirus ei tähenda, et nad liiguvad dirigent sama kiirusega.

Siin on valguse kiirus, see on kiirus, millega laetud osakesi hakkab liikuma üksteise taga, ja liikuda dirigent nad saavad kiirusega vaid mõne millimeetri ühiku aega.

Ei ole selge? Lubage mul selgitada, miks.

Nii et me suletud vooluringi vajutades lülitit. Sel ajal, elektronid hakkavad lahkuma miinusklemm meie te kondensaator, seega on vähendada elektriline dielektrikus kondensaatori ja elektronid (alates ühendatud dirigent) hakkavad minema positiivne terminal kondensaator.

Seega potentsiaalide erinevusega kondensaatori plaatidel väheneb. Ja tänu sellele, et elektronid kaasfunktor dirigent osa liikuma, nende vaba ruumi poolt hõivatud elektronid kõrval osa traat (elektromagnetväljad suletud ahel).

See protsess liigub levib läbi dirigent ja teatud aja möödudes jõuab meie ühine pirn ja voolav vool põhjustab see kuma.

Tuleb välja, et muutus elektrivälja dirigent levitatakse viivitamatult, kuid teha laetud osakesed on palju aeglasemalt.

Analoogia voolava vee

Olgem arusaamist analoogia torustiku.

Kujutage järgmist stseeni: sa jooksed veepump, ka kaugel asuvad väljaspool linna ja vaid murdosa sekundit (rõhu muutus levimissuunast keskmise kiirusega 1400 km / s) on algusest peale vee pealevoolu torule. Aga see ei ole sama vett, mis on just läbinud pump, "crush" veemolekulid leviku suure kiiruse ja molekulid ise liikuma palju aeglasemalt.

Ja liikumist elektrivool.

Ja kuidas AC

Noh, see tundub olevat pidev vool rohkem või vähem selginenud ja võib olla ka teine ​​loogiline küsimus: Ja kuidas on lood vahelduvvoolu?

Tegelikult vahe siin peitub ainult selles, et vahelduvvoolu muudab suunda sagedusega 50 hertsi korraga. Aga see kõik sõltub kiirus samad tegurid nagu näiteks alalisvoolu.

Kokkuvõte ja järeldused

Niisiis, oletame vaadata praegust. Niisiis, kui dirigent ei mõjuta elektromagnetvälja elektronide liikumise sees traat toimub täiesti kaootiliselt.

Kui dirigent on elektrivälja mõju, sõltuvalt teguritest nagu temperatuur dirigent materjal, potentsiaalide vahe, elektrivoolu kiirus võib erineda 0,6-6 millimeetrit ühe ajaühikus. Nagu näete, see väärtus on väga kaugel valguse kiirus. Ja see on arvutatud järgmise valemiga:

Kui n - tihedus vaba kandjaid, S - juhi ristlõikepindala, e - laengu osakesed, I - voolutugevus.

See on kõik, mida ma tahtsin teile rääkida kiiruse elektrivoolu läbi juhtmed. Kui artikkel oli kasulik teile, te mõistate seda soovite. Tänan teid tähelepanu eest!