Какая скорость движения тока по проводам электрической цепи?
Вопрос
Когда электричество проходит через провод, с какой скоростью оно движется по этим проводам? Какова скорость передвижения электрических зарядов внутри проводников?
Добавить ответ на вопрос
Извините, у вас нет разрешения отвечать на этот вопрос. Необходима авторизация на сайте.
Ответы ( 1 )
Важно отличать скорость движения заряженных частиц и скорость электрического тока. Движение самих частиц происходит довольно медленно, особенно при переменном токе, когда они движутся в разные стороны и, по сути, не перемещаются. Однако сила, приводящая в движение эти частицы, распространяется по проводам со скоростью света, примерно 300 000 км/с. Можно представить себе это на примере: предположим, вы дуете в трубу, и воздух начинает выходить из нее. С вашим дыханием вы увеличиваете давление в трубе, и частицы воздуха начинают двигаться практически одновременно по всей трубе. Однако сами частицы из того участка трубы, в который вы дуете, далеко не сразу достигнут конца трубы. То же самое происходит и с электричеством, только вместо разности давлений используется разность потенциалов для провода. Скорости разнятся значительно, конечно. Можно представить себе сопротивление на том же примере — предположим, что внутри трубы есть пористый материал. В этом случае понадобится гораздо больше усилий для проталкивания воздуха через нее.
Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. Провод, в свою очередь, служит для проведения этого тока. Скорость движения тока по проводнику составляет 300 000 километров в секунду, что равно скорости света.
Скорость движения тока по проводам электрической цепи зависит от типа проводника и условий в цепи.
В металлических проводниках, таких как медь или алюминий, электрический ток движется сравнительно быстро благодаря наличию свободных электронов в структуре проводника. Свободные электроны перемещаются под действием электрического поля, создаваемого источником электрической энергии, и образуют электрический ток. Скорость передвижения этих электронов составляет обычно несколько миллиметров в секунду.
Однако, важно отметить, что скорость передвижения электронов не является скоростью распространения сигнала или электрической энергии по проводу. Скорость распространения сигнала, называемая скоростью света, зависит от диэлектрических свойств материала, окружающего проводник, и обычно достигает значительного значения — около 300 000 километров в секунду в вакууме и немного ниже этого значения в других средах.
Таким образом, скорость движения тока по проводам электрической цепи определяется скоростью передвижения свободных электронов внутри проводника, а скорость передвижения электрической энергии зависит от свойств окружающей среды и может быть значительно выше скорости движения электронов.
Электрический ток — это организованное движение электронов в проводнике. Скорость движения электронов в проводнике составляет примерно 1 мм/сек, что означает, что скорость тока в проводнике также будет около 1 мм/сек. Движение электронов возникает под воздействием внешнего электрического поля. Скорость распространения этого электрического поля (или электрической волны) близка к скорости света в вакууме. Интересно, что скорость распространения волны может быть очень большой, даже превышать скорость света. Это можно понять на примере с двумя расчёсками. Положите одну расчёску на другую, при этом у них должны быть разные числа зубьев на единицу длины. Затем сдвигайте одну расчёску вдоль другой. Вы увидите, что зубья одной расчёски будут перекрывать зубья другой быстрее, чем движение расчёски. Чем больше числовое различие между числами зубьев на единицу длины, тем больше будет скорость перекрытия. Если поднять эти расчёски над столом и осветить их сверху, можно наблюдать движение теней, вызванное перекрытием зубьев.