Предыстория : Я инженер-программист, только начинаю увлекаться электроникой, и кажется, что все, что мне когда-либо говорили об электричестве за всю мою жизнь, — ложь в конфетах. Я не могу найти последовательных логических ответов на самые элементарные вопросы, и это сводит меня с ума!
Я уже достаточно взрослый. Я просто хочу знать правду, даже если это будет больно.
Это продолжение книги Как сопротивление *действительно* работает? (постоянный ток, батарея, светодиод, атомы, электроны)
Вольт – электрическая потенциальная энергия на единицу заряда
J = КВ
В = Дж/Кл
Таким образом, «вольт» НЕ является единицей заряда, как нам говорили в школе, потому что это и есть кулон.
Однако как хранить джоуль в кулоне? Я думаю, что это как-то связано с энергетическими уровнями электронов в атоме.
Если это просто продукт заряда, создающего электрическое поле, это тоже имеет смысл... это просто кажется немного тавтологичным - что, может быть, и нормально.
Все это предполагает, что математика верна, а не просто очередная сказка в конфетах.
Вот у меня есть гипотеза. Пожалуйста, разорвите его.
Пауза.
Создает ли эта энергия сама по себе напряжение?
(Я предполагаю, что заряда еще нет, потому что гипотетические электроны не покинули свои собственные атомы)
Они идут к воздушному шару или к моим волосам?
Я предполагаю, что они должны вытягиваться из моего тела и направляться к воздушному шару,
Воздушный шар теперь «положительно» заряжен (стиль Бена Франклина) с избыточными отрицательными электронами (стиль настоящей физики).
Воздушный шар отталкивает электроны в моих волосах, которые (с большим трудом) убегают в мое тело во время высокоэнергетического трения.
Мои волосы теперь «отрицательно» заряжены (со всеми этими положительными дырочками).
Без избыточной энергии избыточные электроны (которые остались в моем теле) не могут течь обратно через мои волосы.
Мои волосы заряжены и имеют -2500 вольт между ними и нейтральными вещами.
Баллон заряжен и имеет +2500 вольт между ним и нейтральными вещами.
Между шариком и моими волосами теперь +5000 вольт (или -5000 между моими волосами и шариком).
Притяжение происходит, и, поскольку очень небольшое количество тока не может течь, я слышу треск молнии между воздушным шаром и моими волосами, восстанавливая баланс силы в истинном стиле джедая.
Это кажется логичным... но так ли это? Что происходит на самом деле?
Когда вы делаете что-то, что перемещает электрон вверх или вниз по орбите (например, попадаете в нужный материал фотоном или выполняете химическую реакцию), движение настолько мало по сравнению с другими молекулами, что кажется, что заряд не сдвинулся.
Когда вы трете два материала, например, волосы и воздушный шар, вы используете трибоэлектрический эффект , чтобы фактически передавать электроны от одного объекта к другому.
По мере того, как вы передаете больше заряда или приближаете два объекта друг к другу, в конечном итоге сила, действующая на электроны из-за напряжения, становится достаточной для перемещения электронов от одного объекта к другому. Между прочим, когда это начинает происходить, воздух с дополнительными электронами становится ионизированным, и его сопротивление падает, поэтому БАХ! Магия джедая... ну, внезапная искра.
6 Трение вызывает возбуждение атомов.
Не совсем. Каким-то образом (и это плохо смоделировано) физическое действие материалов отрывает электроны от некоторых атомов. Когда материал удаляется (все еще удерживая электроны), заряды разделяются.
7 Энергия заставляет некоторые электроны «подняться» до следующей оболочки.
Не совсем. Энергия хранится в разделении зарядов, а не в возбужденных атомах.
Я предполагаю, что они должны вытягиваться из моего тела и направляться к воздушному шару,
Правильно здесь. Растирание перемещает электроны с ваших волос на воздушный шар, делая его отрицательно заряженным.
8 Воздушный шар теперь «положительно» заряжен (стиль Бена Франклина) с избытком отрицательных электронов (стиль настоящей физики).
Воздушный шар заряжен отрицательно с любой стороны. Бен сказал бы, что воздушный шар пропускает (положительно) заряженную электрическую жидкость к волосам. Но теперь мы знаем, что носители заряда отрицательны, поэтому он действительно движется в другом направлении.
9 Воздушный шар отталкивает электроны в моих волосах, которые (с большим трудом) улетают в мое тело во время высокоэнергетического трения.
Нет. Трение выталкивает электроны на воздушный шар. Поскольку это довольно хороший изолятор, они просто висят там и почти не двигаются. В вашем организме может быть небольшой дефицит электронов, но незначительный.
10 Мои волосы теперь «отрицательно» заряжены (со всеми этими положительными отверстиями).
Теперь ваши волосы (слегка) положительно заряжены из-за оставшихся электронов.
11 Без избыточной энергии избыточные электроны (которые остались в моем теле) не могут течь обратно через мои волосы.
Нет, они не могут течь обратно, потому что находятся на изоляторе, а электронам очень трудно двигаться через него. Если бы они все были на металлическом стержне, то быстро проникли бы в ваше тело.
12 Мои волосы заряжены и между ними и нейтральными вещами -2500 вольт. 13 Воздушный шар заряжен и имеет +2500 вольт между ним и нейтральными вещами.
Отрицательно заряженный воздушный шар будет иметь отрицательное, а не положительное напряжение. Но мы можем предположить, что эти значения могли быть сгенерированы.
Притяжение происходит, и, поскольку очень небольшое количество тока не может течь, я слышу треск молнии между воздушным шаром и моими волосами, восстанавливая баланс силы в истинном стиле джедая.
«ток не может течь». Если заряд течет, это ток. Если заряд не течет, тока нет.
Поскольку это хороший изолятор, а не большая «трещина», вы, вероятно, услышите множество крошечных потрескиваний, когда поднесете тыльную сторону ладони или что-то еще к воздушному шару. Когда ваша кожа окажется достаточно близко, напряжения между двумя битами будет достаточно, чтобы они прыгнули по воздуху (искра). Но многие из соседних участков остаются заряженными до тех пор, пока что-то не подойдет достаточно близко, чтобы повторить там процесс.
Нильс Нильсен