Как электроны «знают», куда идти, когда они заземлены в этом простом примере с лампочкой?

 Это просто совершенно разные электроны?

Да. Электроны на самом деле не дрейфуют далеко. Обычно всего несколько миллиметров в секунду, если я правильно помню. Сравните это с очередью трафика; когда первый двигается, он оставляет место для следующего, который затем двигается и оставляет место для следующего и так далее. Движение происходит по всей очереди (проводу), хотя отдельные вагоны (электроны) движутся мало.

Новые электроны входят на другом конце, так как они видят здесь нехватку электронов, теперь, когда все они продвинулись на шаг вперед. Недостаток электронов в каком-то месте — это именно пятно с чуть меньшим отрицательным зарядом, которое отталкивает электроны меньше, чем все остальные места. Так что новые электроны будут быстро двигаться сюда.

Если да, то какой смысл в батарее?

Мы только что описали , как движутся электроны. Но почему они двигаются, это другой вопрос. Что-то должно «притягивать» электроны, иначе они вообще не хотели бы двигаться.

Поскольку мы знаем, что отрицательный заряд притягивается положительным, мы можем создать такое «притяжение», поместив положительный заряд. Это положительный конец батареи. Электроны притягиваются к нему, и это вызывает дрейф. Это вызывает ток.

Поскольку электроны продолжают прибывать на положительный конец, они будут накапливаться. Они будут накапливать все большее и большее отрицательное электрическое поле, которое будет отталкивать и вскоре препятствовать прибытию новых электронов. Ток снова остановится. Так что аккумулятор должен их уносить.

Внутри батареи какая-то сложная химия принимает поступающие заряды и переносит их к отрицательному концу. Они не хотят быть здесь, потому что отталкиваются от чего-то негативного. Поэтому они уходят в землю, освобождая место для других.

Аккумулятор похож на насос в водопроводной трубе, который поддерживает поток.

Как электроны, покидающие отрицательную клемму, «знают», куда им идти (к лампочке)?

Они перемещаются в области с более низкой потенциальной энергией. Представьте себе, что ваша ванна наполнена водой до уровня сливного отверстия. Если вы добавите воду где-нибудь в ванне, часть воды вытечет из слива. Большая часть воды, утекающей в канализацию, будет не из добавленного вами ведра, но нас не волнуют конкретные молекулы воды. Просто добавление любой воды создает давление, которое выталкивает другую воду (равного объема) в канализацию.

Это просто совершенно разные электроны? Если да, то какой смысл в батарее?

Да, это разные электроны. Но батарея обеспечивает «давление» (напряжение), которое позволяет им двигаться.

Причина, по которой электроны могут перемещаться по цепи, заключается в том, что существует разность потенциалов между каждым последующим бесконечно малым отрезком провода.

Или, другими словами, каждая часть провода имеет немного более низкий электрический потенциал, чем предыдущая часть, электрон, только что покидающий отрицательную клемму батареи, будет иметь высокий электрический потенциал. Если вы думаете об этом, это должно быть так, поскольку электроны никогда не могут течь по цепи без разности потенциалов.

Батарея необходима для поддержания разности потенциалов в цепи из-за разделения зарядов посредством химических реакций внутри батареи.