Hoe snel bewegende elektrische stroom door de draden

Je hebt waarschijnlijk meteen zeggen dat de snelheid van de elektrische stroom is gelijk aan de snelheid van het licht en u verkeerd zijn. In dit artikel zal ik uitleggen met een eenvoudig voorbeeld, hoe en met welke snelheid deze in beweging elektrische stroom door de draden.

Laten we bijvoorbeeld simuleren het volgende scenario:

Laten we de lamp verbonden met de constante spanningsbron tweeaderige afgeschermde kabel, de lengte van de kabel 10 kilometer.

Als we nu zet de schakelaar in dit circuit, zal de lamp oplichten 10 km / 300 000 km / s, met 10 km - wordt de lengte van ons geleider en 300.000 km / s - is de voortplantingssnelheid van een elektromagnetische golf (licht) onder vacuüm.

Dat wil zeggen, de berekeningen, zo blijkt, de lamp brandt door 0.00003333 seconden of 33.333 microseconden (mag niet worden aanvaard door dirigent capaciteit). Hieruit volgt dat "de beweging van elektronen" verdeeld over de geleidingsdraad met de lichtsnelheid.

Maar het feit dat de elektronen beginnen te bewegen ene na het andere met de lichtsnelheid betekent niet dat de overbrenging in een geleider met dezelfde snelheid.

Hier, de lichtsnelheid, is de snelheid waarmee de geladen deeltjes beginnen achter elkaar bewegen, en bewegen door een geleider kunnen ze met een snelheid van slechts enkele millimeters per eenheid tijd.

Het is niet duidelijk? Laat me uitleggen waarom.

Zo sloten we het circuit door het indrukken van de schakelaar. Op dit moment is de elektronen beginnen met de negatieve pool van onze u condensator te verlaten, er is dus een vermindering van de elektrisch veld in het diëlektricum van de condensator en de elektronen (vanaf de aangesloten geleider) beginnen te gaan pluspool condensator.

Zo is het potentiaalverschil tussen de condensatorplaten afneemt. En vanwege het feit dat de elektronen in de geadjungeerde geleidergedeelte in beweging, de vrijgekomen ruimtebeslag van de elektronen van het aangrenzende gedeelte van de draad (door elektromagnetische velden gesloten chain).

Deze werkwijze een volgende stap spreads door de geleider, en na een bepaalde tijd onze gezamenlijke lamp en de vloeiende stroom heeft als effect bereikt, te gloeien.

Het blijkt dat de verandering van het elektrische veld in de geleider onmiddellijk verdeeld, maar wel de geladen deeltjes een veel lagere snelheid.

De analogie met stromend water

Laten we voor het gemak van het begrijpen van de analogie met het sanitair.

Stelt u zich de volgende scène: u de waterpomp draaien, zich ook ver buiten de stad en in slechts een fractie van sec (drukverandering voortplant met een gemiddelde snelheid van 1400 km / s) hebben vanaf het begin van de waterstroom leiding. Maar dit is niet hetzelfde water dat net is gepasseerd door de pomp, "verpletteren" de watermoleculen verspreid met grote snelheid, en de moleculen zich bewegen in een veel trager tempo.

En met de beweging van elektrische stroom.

En hoe AC

Nou, het lijkt te zijn van een constante stroom is min of meer duidelijk worden en kan ook een tweede logische vraag zijn: En hoe gaat het met wisselstroom?

In feite is het verschil ligt hier slechts dat de wisselstroom richting verandert met een frequentie van 50 Hz tegelijk. Maar het hangt allemaal af van de snelheid van dezelfde factoren als in het geval van gelijkstroom.

Samenvatting en Conclusies

Dus, laten we opnieuw de stroom. Dus, als de geleider niet wordt beïnvloed door het elektromagnetische veld, de beweging van elektronen in de draad geschiedt volledig op chaotische wijze.

Zodra de geleider een elektrisch veldeffect, afhankelijk van factoren zoals temperatuur geleidermateriaal, het potentiaalverschil, kan elektrische stroom snelheid varieert 0,6-6 mm in een tijdseenheid. Zoals u kunt zien, deze waarde is erg ver van de snelheid van het licht. En is berekend met de volgende formule:

Waarbij n - de dichtheid van vrije ladingsdragers, S - geleider dwarsdoorsnedegebied, e - de lading van de deeltjes, I - stroomsterkte.

Dat is alles wat ik wilde je vertellen over de snelheid van de elektrische stroom door de draden. Als het artikel was nuttig voor u, u zal het leuk vinden. Dank u voor uw aandacht!