Если электроны медленно движутся в электрической цепи, то какой сигнал или энергия она движется со скоростью света? [Дубликат]

    

У этого вопроса уже есть ответ:

    

Я читаю «Справочник по теории радио», и я смущен утверждением, в котором говорится, что электроны движутся по проволоке со скоростью улиток. Но далее говорится, что «электрический эффект» является мгновенным. Я предполагаю, что он означает скорость света. Тогда каков этот таинственный электрический сигнал в проводе, который движется со скоростью света? Это EMF? По определению электричество - это поток электронов. Но все же электроны, как говорят, медленно двигаются? Не может быть противоречия. Я прошу помощи в разъяснении этого. Спасибо. Возникает еще один вопрос: «Напряжение скорости электронов?» Это не тот же вопрос. Я не спрашиваю о напряжении. Я спрашиваю о кажущемся противоречии, учитывая тот факт, что электричество, являющееся потоком электронов, имеет почти мгновенный эффект в то время как сами электроны очень медленно. Хотя это не тот же вопрос, там было достаточно полезной информации и наряду со всеми превосходными ответами, которые мой вопрос был хорошо объяснен.

12 голосов | спросил Sedumjoy 23 FebruaryEurope/MoscowbThu, 23 Feb 2017 07:42:21 +0300000000amThu, 23 Feb 2017 07:42:21 +030017 2017, 07:42:21

4 ответа


6

Электроны замирают в случайном порядке из-за тепловой энергии (более правильно при энергии Ферми, как только вы начинаете думать в квантовых терминах). Однако это случайное движение не имеет никакого чистого эффекта в больших масштабах, кроме генерации шума Джонсона.

Наложенным на это случайное движение является скорость дрейфа, которая является скоростью улиток, из-за макроскопического тока. Каждый из 64 г меди имеет планетарный заряд в свободных электронах (96500 кулонов), поэтому им не нужно быстро двигаться, чтобы создать большой ток.

Электрические и магнитные поля движутся со скоростью света в изолирующей среде вокруг провода, и это то, что переносит сигнал и контролирует все - ток в проводе реагирует на электрическое поле, начиная с поверхности и опускается вниз в основную массу металла в соответствии с скин-эффектом.

На радиочастотах весь ток переносится в самые самые маленькие микроны проводника, почти все действия находятся в пространстве или изоляторе вокруг провода (или внутри волновода)

ответил Mark Tillotson 23 FebruaryEurope/MoscowbThu, 23 Feb 2017 15:07:13 +0300000000pmThu, 23 Feb 2017 15:07:13 +030017 2017, 15:07:13
19

Это изменения в полях внутри и вокруг провода, которые движутся со скоростью света. Представьте себе провод как полой трубки, полной электронов. Когда нет тока, электроны все сидят там, отталкивая друг друга, но так как некуда идти, они просто сидят спокойно.

Когда электрон у задней части провода начинает толкаться (например, батареей), он приближается к соседям спереди, а затем толкает их вперед. Эти электроны начинают двигаться, а затем заставляют их нажимать на своих соседей. В конце концов все электроны движутся по проводу.

Скорость, с которой электроны слышат о движении своих соседей, определяет, как быстро сигнал проходит по проводу. Ничто об этом процессе фактически не требует, чтобы электроны действительно шли куда угодно быстро, просто чтобы их соседи быстро менялись.

Это все огромное упрощение, на самом деле существует непрерывное электрическое поле, и вокруг провода создается магнитное поле, и, конечно, провод не является полым, но эта картина может помочь в получении концепции.

ответил Austin 23 FebruaryEurope/MoscowbThu, 23 Feb 2017 07:59:40 +0300000000amThu, 23 Feb 2017 07:59:40 +030017 2017, 07:59:40
13

Не могли бы мы аналогично это сделать? Представьте себе действительно длинный поезд с огромным количеством тренеров. Двигатель начинает двигаться очень, очень медленно. Мгновенно, последний тренер также начинает двигаться. Скорость двигателя не имеет никакого отношения к скорости, с которой передается информация о поездке, начинающемся перемещаться .

Электроны подобны тренерам.

ответил Arkadeb Sengupta 23 FebruaryEurope/MoscowbThu, 23 Feb 2017 07:55:29 +0300000000amThu, 23 Feb 2017 07:55:29 +030017 2017, 07:55:29
7

сами электроны движутся со славной скоростью долей миллиметра в секунду. Однако они настолько близки друг к другу, что постоянно натыкаются друг на друга. Это приводит к тому, что электрический сигнал перемещается вниз по проводу, где-то обычно около 2/3 градусов скорость света. Эта скорость может быть эффективно замедлена различными элементами схемы. Сигнал внутри коаксиального кабеля будет двигаться медленнее, чем сигнал в свободно висящем проводе. Подробнее об этом см. В википедии о коэффициенте скорости , в частности, о коэффициенте скорости в без потерь линии передачи.

Что касается «электрического эффекта», он, вероятно, говорит об электромагнитном излучении, которое может быть вызвано некоторыми колебаниями в схемах (изменения электрического поля, приводящие к радиоволнам, электронам, движущимся между состояниями энергии в светодиодах и т. д.). Они движутся со скоростью света в вакууме, потому что электромагнитное излучение является легким и наоборот.

ответил Los Frijoles 23 FebruaryEurope/MoscowbThu, 23 Feb 2017 07:57:43 +0300000000amThu, 23 Feb 2017 07:57:43 +030017 2017, 07:57:43

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