Hvor fort beveger elektrisk strøm gjennom ledningene

Du har sannsynligvis umiddelbart si at hastigheten på elektrisk strøm er lik lysets hastighet, og du vil være galt. I denne artikkelen vil jeg forklare med et enkelt eksempel, hvordan og hvilken hastighet den beveger elektrisk strøm gjennom ledningene.

La oss ta for eksempel simulere følgende scenario:

La oss ha pære koblet til den konstante strømtilførsel skjermet to-leder kabel, er lengden på kabelen 10 kilometer.

Nå hvis vi slår på bryteren i denne kretsen, vil pæren lyse opp 10 km / 300 000 km / s, med 10 km - er lengden på lederen og 300.000 km / s - er forplantningshastigheten for en elektromagnetisk bølge (lys) i vakuum.

Det vil si, de beregninger, det viser seg, pæren lyser opp ved 0.00003333 sekunder, eller 33,333 mikrosekunder (skal ikke bli akseptert av lederen kapasitans). Av dette følger det at "bevegelsen av elektroner" spredt over ledetråden med lysets hastighet.

Men det faktum at elektronene begynner å bevege seg en etter en med lysets hastighet betyr ikke at de beveger seg i en leder med samme hastighet.

Her, lysets hastighet, er dette den hastigheten som de ladede partiklene begynner å bevege seg etter hverandre, og bevege seg gjennom en leder de kan med en hastighet på bare noen få millimeter per enhet tid.

Det er ikke klart? La meg forklare hvorfor.

Så vi lukket krets ved å trykke på bryteren. På denne tiden, elektronene begynner å forlate negative terminalen på vår du kondensator, og dermed er det en reduksjon i elektriske felt i kondensatorens dielektrikum og elektroner (fra den tilkoplede lederover) begynner å gå positiv terminal kondensator.

Dermed avtar potensialforskjellen mellom kondensatorplatene. Og på grunn av det faktum at elektronene i den adjungerte lederdel i bevegelse, deres ledige rommet som opptas av elektroner fra det tilstøtende parti av tråden (av elektromagnetiske felt stengt kjede).

Denne prosessen med å flytte sprer seg videre gjennom lederen, og etter en viss tid når vår felles pære og de strømmende strømmen er årsaken til den til å gløde.

Det viser seg at forandringen av det elektriske felt i lederen er fordelt umiddelbart, men gjør de ladede partiklene har en mye lavere hastighet.

Analogien med rennende vann

La oss for å lette forståelsen analogien med rørleggerarbeid.

Tenk deg følgende scene: du kjører vannpumpen, som også ligger langt utenfor byen og på bare en brøkdel av sekund (trykkendring vil forplante seg med en gjennomsnittshastighet på 1400 km / s) har helt fra begynnelsen av vannstrømningsrøret. Men dette er ikke det samme vannet som nettopp har gått gjennom pumpen, "knuse" vannmolekylene spres med stor hastighet, og molekylene seg flytte på en mye langsommere.

Og med bevegelse av elektrisk strøm.

Og hvordan AC

Vel, synes det å være en konstant strøm mer eller mindre blitt klart, og kan også være en annen logisk spørsmål: Og hvordan går det med vekselstrøm?

Faktisk forskjellen her ligger bare i det faktum at endringer vekselstrømmen retning med en frekvens på 50 Hz på en gang. Men det hele avhenger av hastigheten av de samme faktorene som i tilfellet med likestrøm.

Oppsummering og konklusjoner

Så, la oss dra tilbake til den nåværende. Så, hvis lederen ikke blir påvirket av det elektromagnetiske felt, bevegelse av elektroner inne i ledningen foregår helt i en kaotisk måte.

Når lederen er en elektrisk felteffekt, avhengig av faktorer slik som temperatur ledermaterialet, den potensialforskjell, kan elektrisk strømhastighet variere fra 0,6 til 6 mm i ett tidsenhet. Som du kan se, er denne verdien svært langt fra lysets hastighet. Og det er beregnet ved hjelp av følgende formel:

Der n - tettheten av frie bærere, S - ledertverrsnittsarealet, e - det ladnings av partiklene, I - strømstyrke.

Det er alt jeg ønsket å fortelle deg om hastigheten til elektrisk strøm gjennom ledningene. Hvis artikkelen var nyttig for deg, vil du sette pris på det liker. Takk for oppmerksomheten!