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.
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.
Риши Каккар
пользователь194517
Риши Каккар
пользователь194517