Напряжение скорости электронов?

Ток - это количество электронов, проходящих через провод. Можем ли мы сказать, что напряжение - это скорость этих электронов?

25 голосов | спросил Sadiq 12 J000000Tuesday16 2016, 13:32:13

12 ответов


34
  

Напряжение скорости электронов?

Нет, это не скорость электронов, движущихся внутри проводника.

Единица напряжения потенциальная энергия за заряд :

 формула определения напряжения


Пример ...

Представьте, что мы имеем шар массы M = 10 кг .

Этот шар существует в консервативном гравитационном поле (гравитационное поле Земли). Если мы хотим поднять его на высоту 1 метр, мы должны - каким-то образом - снабдить энергией X , что дает шару достаточную скорость для перемещения на 1 м над его поверхностью.

Мы дадим шарик это количество энергии в терминах кинетической энергии (скорость). Поэтому мы бросаем мяч вверх с некоторой скоростью, и по мере продвижения шара вверх его скорость уменьшается; и его потенциальная энергия увеличивается до тех пор, пока она не остановится, и вся кинетическая энергия не превратится в потенциальную энергию.

На следующем рисунке показано количество потенциальной энергии для шара массы M = 10 кг на разных высотах над уровнем моря:

 энергия на разных уровнях высоты

Но что, если мы хотим сделать общий масштаб?
Для любого шара произвольной массы на любой высоте мы можем получить количество энергии для каждого 1 кг в ней (энергия на массу):

ответил Elbehery 12 J000000Tuesday16 2016, 16:04:39
25

Напряжение является свойством электрического поля.

Электрическое поле ведет себя немного как гравитационное поле. Объекты в гравитационном поле сжимаются. Бросьте камень в гравитационное поле, и он ускорится вниз, беря энергию с поля.

Электрические поля, в отличие от гравитационных полей, имеют полярность. Бросьте электрон в электрическое поле и он ускорится в направлении положительного заряда. Электрон не имеет напряжения, он имеет заряд: \ $ 1.6Ã-10 ^ {â'19} \ $ кулоны .

Сколько силы прикладывается к электрону, зависит от напряжения положительной и отрицательной сторон поля и их расстояния.

Это все в свободном пространстве. Как насчет внутри провода? Ситуация там больше похожа на тубу, наполненную шарами, чем свободное пространство. Приложите силу к мячу на одном конце, и он подтолкнет мяч на другом конце. Приложите напряжение к проводу, и электроны будут двигаться, вытесняя один на положительном конце. Приложенное усилие соответствует напряжению, приложенному к проводу.

Ключевая вещь в этой модели заключается в том, что сила движется намного быстрее, чем передаваемые ею шарики /электроны - для этого не требуется прохождение шара /электрона, это просто требует, чтобы он подтолкнул своих соседей а.

ответил pjc50 12 J000000Tuesday16 2016, 14:18:13
4

Нет, напряжение - это «потенциальная энергия», даваемая электронам. Как будто ты берешь камень и поднимаешься. Пока вы не подключите нагрузку, электроны никуда не уходят.

Если вы позволите ему упасть на камень (или подключить резистор к источнику напряжения), энергия переместит камень (электроны).

ответил Antonio 12 J000000Tuesday16 2016, 13:55:58
4

Возьмите сценарий в реальном времени,

Мы можем воспринимать воду как аналог.

Давайте рассмотрим верхний резервуар и водопроводный кран, который поступает из него над головным резервуаром.

Теперь,

Всякий раз, когда открытая водопроводная вода будет проходить через этот кран.

Достигнутое количество воды эквивалентно текущему

При чем Давление , это напряжение

ответил Photon001 12 J000000Tuesday16 2016, 14:59:04
3
  

Напряжение скорости электронов?

Нет

Напряжение - это показатель того, сколько энергии подается на заряд. В самом основном, электрон (базовый заряд) при перемещении через электрическую разность потенциалов одного вольта сообщается до 1,602Ã-10 â'19 joules. Говорят, что электрон имеет энергию 1 электронвольт.

Таким образом, напряжение - это энергия, деленная на заряд.

Вы можете начать с мощности и умножить ее на время, чтобы получить энергию:

Энергия = Мощность Ã - время = V â <... i>

Теперь замените Q (заряд) на текущее время Ã-, и вы получите:

Энергия = V â <... q v="Энергия" .>

ответил Andy aka 12 J000000Tuesday16 2016, 15:14:18
2

Это физический вопрос. Я не верю, что существует экспериментальный метод, доступный в рамках электротехнической дисциплины, чтобы ответить на этот вопрос достоверно.

Сказав это, принято считать, что скорость электронов в проводнике, испытывающем поток тока, на самом деле довольно медленная по сравнению со скоростью света. Это часто называют «скоростью дрейфа» электронов. Однако эффекты напряжения и тока на электронах распространяются через проводник при почти скорости света. Обычная аналогия - это труба, заполненная мрамором. Если вы нажмете мрамор на одном конце трубы, мрамор на другом конце будет испытывать толкание почти мгновенно, даже если ни один из промежуточных мраморов не сдвинется.

ответил FiddyOhm 12 J000000Tuesday16 2016, 14:23:38
2

Напряжение - это давление, которое толкает электроны вокруг цепи. Он ничего не говорит об их скорости. Если вы берете 1,5-вольтовую батарею и не подключаете ее ни к чему, то есть еще 1,5 В, хотя никакие электроны не течет никуда.

Кроме того, напряжение представляет собой разность давлений между двумя точками. Вы можете измерять только напряжение между одной точкой и другой. Именно поэтому его также называют «потенциальной разницей».

Можно вычислить среднюю скорость электрона, если вы знаете ток, физические свойства провода (в частности, его площадь поперечного сечения) и свойства материала, из которого изготовлен провод (расстояние между атомами, и сколько свободных электронов имеется на атом).

ответил Simon B 12 J000000Tuesday16 2016, 14:49:12
2

Нет, напряжение - это не скорость электронов через провод, а ток (почти).

Вы сказали: «Ток - это количество электронов, проходящих через провод», но это не совсем правильно. Ток представляет собой количество электрического заряда (электронов), проходящего через проводник за единицу времени. ampere , наша единица измерения для тока, определяется как 1 coulomb электрического заряда в секунду. Ток - это значение скорости.

Для аналогии с водопроводом заряд (кулоны) аналогичен объему воды ( галлон), ток (ампер) аналогичен скорости потока воды (галлоны в минуту), а напряжение аналогично давлению воды, которое вызывает поток.

ответил Ben Miller 12 J000000Tuesday16 2016, 21:10:04
1

Напряжение не является свойством электронов. Электрон - это «субъекты», как есть. Напряжение (или разность потенциалов) является «способностью» переносить определенный заряд. В электронике этот заряд обычно переносится электронами. Более высокое напряжение способно переносить больше электронов, следовательно, индуцировать более высокий ток.
Другой способ взглянуть на это состоит в том, что напряжение представляет собой величину потенциальной энергии, которую электрон получает или теряет, переходя от одного потенциального потенциала к другому. Таким образом, напряжение очень похоже на потенциальную энергию в кинетике - если я поднимаю мяч, свойства шара не изменяются, но он приобретает потенциальную энергию.

ответил RJR 12 J000000Tuesday16 2016, 13:56:41
1

Если электрон был мрамором, напряжение - как высота склона, в котором мрамор находится наверху.

Это может быть действительно высокий склон - мили. Это может быть крошечный подъем - всего пару сантиметров. Это то, что определяется напряжением.

ответил Euan M 12 J000000Tuesday16 2016, 20:00:11
0

Много хорошей информации здесь, чтобы надеяться, прояснить ваш вопрос.

Напряжение можно рассматривать как разность энергий между двумя точками в сети (разность потенциалов), думайте о падении напряжения на резисторе. Разные на каждом конце из-за мощности, рассеиваемой через резистор.

Если вам нужно рассмотреть напряжение питания в цепи (ЭДС, электродвижущую силу), это можно рассматривать как напряжение, подающее ток через цепь.

записка об электронном потоке

Принято считать, что электроны перемещаются из + в -, однако это не так. Формулы и т. Д., Конечно, будут работать с этим соглашением, однако важно помнить, что они действительно текут от - до + (электрон является отрицательным носителем заряда).

Я надеюсь, что это вместе со многими другими комментариями поможет. Тони

ответил Tony GR 12 J000000Tuesday16 2016, 16:24:26
0

Скорость электронов зависит от плотности проволоки. Это также зависит от количества свободных атомов в проводнике.

Подумайте об этом, как толкать песок сквозь камни. Чем плотнее камни, тем труднее он нажимает на него песок.

Чем больше песка (свободных электронов) находится внутри, тем меньше расстояния вам нужно будет выталкивать за то же количество песка, выпавшего на другом конце.

Подробнее см. скорость дрейфа . Фактическая скорость электрона в примере составляет всего 23 мкм /с.

Фактически, напряжение будет влиять на скорость электронов : в данной формуле замените I на U /R, и вы увидите, что скорость будет увеличиваться с напряжением.

ответил Thomas Weller 14 J000000Thursday16 2016, 14:52:42

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132