Ток в цепи

Я знаю, что для того, чтобы в цепи был ток, нам нужна разность потенциалов, которая создает градиент, заставляющий электроны двигаться от низкого потенциала к высокому. Мой вопрос в том, как в цепи разность потенциалов заставляет заряды двигаться настолько идеально (по проводу, потому что для этого потребуется постоянно меняющаяся сила на зарядах вдоль провода). Спасибо.

Электрическое поле, которое обеспечивает скорость дрейфа и, следовательно, электроны дрейфуют или, скажем, толкают друг друга и, следовательно, кажутся медленными. en.m.wikipedia.org/wiki/Drift_velocity Может быть, это может дать некоторые идеи.
Хорошо, но как электрическое поле указывает в нужном нам направлении, т.е. идеально по проводу
см. для этого вы должны знать направление электрического поля от положительного к отрицательному или, скажем, от высокого потенциала к низкому потенциалу.
Если бы я сделал цепь с большим количеством петель, то как электрическому полю удалось бы указать вдоль петли?

Ответы (2)

Думайте о батарее как о множестве электронов, собранных вместе на ее выводах (внутренняя электродвижущая сила переносит их туда). Они все отталкивают и хотят отойти. Они не могут, так как окружающий воздух непроводящий. Сопротивление изоляционного материала намного больше, чем сила отталкивания.

Затем прикрепляешь провод. Теперь они движутся, потому что есть путь с гораздо меньшим сопротивлением, чем сила отталкивания. Когда электрон удаляется от терминала, мы можем подумать, что он замедляется, поскольку отталкивание уменьшается с расстоянием. Действительно, да, но электрон не одинок. За ним следующий электрон, продвигающийся вперед. Все они выстраиваются в очередь друг за другом и двигаются в одном темпе.

Теперь согните проволоку. Электрон, движущийся вперед из-за того, что его толкают сзади, теперь не может продолжать движение вперед. Изоляционный материал снаружи провода сопротивляется ему сильнее, чем его толкают. Поэтому он должен пойти другим путем. И есть только один другой путь, по которому сопротивление достаточно мало, - это продолжаться по проводу.

Если бы не было доступного пути, то пришлось бы остановиться. Тогда он останется там, где он есть, и начнет отталкивать поступающие электроны ливера. Его собственная сила отталкивания все еще мала по сравнению с комбинированным толчком, исходящим от батареи, поэтому прибудет больше электронов . Это постепенно увеличивает отталкивание, которое, в свою очередь, постепенно уменьшает ток. Вскоре это отталкивание уравновешивает толчок батареи, и все перестает двигаться.

Здесь два момента. Во-первых, вам понадобится довольно большая сила, чтобы заставить электрон покинуть провод. Электрону обычно намного легче следовать по проводу. Во-вторых, в стационарном состоянии электрическое поле перпендикулярно проволоке. Если к изогнутому проводнику приложено напряжение, поверхностные заряды накапливаются в искривленных частях, что приводит к чистому электрическому полю в осевом направлении.

Я знаю, что мой вопрос прозвучит глупо, но можете ли вы также сказать, почему электрическое поле в проводе перпендикулярно проводу?
На самом деле это следствие накопления электрических зарядов на поверхности проводов. Если электрическое поле не перпендикулярно проводу, оно заставит заряды реорганизоваться таким образом, что поле снова будет перпендикулярно проводу.