Điện có đi từ âm sang dương hay ngược lại không?


10

Đó là kiến ​​thức phổ biến rằng các electron chuyển từ âm sang dương, nhưng tôi đã nhận thấy thường xuyên hơn là hướng của dòng điện bị bỏ qua. Ví dụ, điện trở thường được đặt SAU LED, hoặc diode được đặt ngược lại. Tại sao hướng của dòng chảy thường không được chú ý trong thiết bị điện tử?


14
Đặt điện trở trước hoặc sau đèn LED không liên quan gì đến hướng của các electron hoặc dòng điện đang chạy.
Olin Lathrop

3
Và hướng của dòng điện KHÔNG BAO GIỜ bị bỏ qua, đơn giản là nó thường được coi là ngược lại với dòng điện tử.
clabacchio


3
Hướng nào của chân không chảy trong ống hút bụi?
supercat

"Điện" như một cụm từ rất giống với "cơ học"; đó là một lĩnh vực vật lý. Vật lý không chảy bất cứ nơi nào. Nhưng chúng ta có thể nói một dòng điện .
ntoskrnl

Câu trả lời:


13

Electron có điện tích âm. Hiện tại là Coulomb mỗi giây. Coulomb là dương, do đó, một coulomb di chuyển một hướng thực sự là do các electron di chuyển theo hướng khác trong meta.

Khi chúng ta thảo luận về hiện tại, chúng ta đang thảo luận về dòng chảy của các hạt điện tích dương. Nếu dòng chảy thực sự được tạo thành từ các hạt âm chảy ngược chiều thì nó không có sự khác biệt, đó là hai tiêu cực hủy bỏ. Nó chỉ là một trường hợp của toán học và ký quy ước.

Lần duy nhất bạn chú ý đến các sóng mang thực tế là ở một thứ giống như chất bán dẫn nơi bạn cần biết điều gì đang xảy ra khi bạn di chuyển từ các sóng mang điện tử trong "lỗ" trong dải dẫn. Các lỗ trống là các hạt mang điện tích dương, nhưng đó là bởi vì chúng ta đang đếm sự vắng mặt của một điện tử, dòng điện thực tế vẫn được tạo thành từ nhiều electron chậm trôi.

Là hiện tại luôn luôn điện tử?

Trên thực tế nếu bạn từng mô hình các hệ thống điện trong cơ thể, bạn sẽ thấy rằng bạn có thể mô hình chính xác một nơron bằng cách sử dụng mạng bóng bán dẫn và như vậy. Phần lớn dòng điện liên quan đến các ion như kali. Điều này có nghĩa là bạn thực sự có chuyển động của các bài báo tích điện dương. Nó vẫn chỉ được vẽ như một sơ đồ bởi vì nó không quan trọng việc mang điện tích là gì miễn là sơ đồ của bạn mô hình tốt các tính chất điện.

Là điện tử di chuyển năng lượng?

Mọi người thường nghĩ rằng sức mạnh của bạn mà bạn đang gửi là điện tử. Trong thực tế, bạn đang gửi tín hiệu điện từ. Bạn có thể làm chậm tốc độ tín hiệu của mình (tức là nguồn điện) truyền xuống một cặp dây dài (một tín hiệu và một tín hiệu trở lại) bằng cách thay đổi điện môi giữa chúng. Điều này có nghĩa là hai dây đồng không được che chắn chỉ ngồi trong không gian sẽ thực sự có tín hiệu truyền đi gần tốc độ ánh sáng. Cáp dỗ của bạn có thể sẽ di chuyển rất gần với hai phần ba tốc độ ánh sáng. Các electron trôi là một chức năng của điện trường có mặt. Nếu bạn đo tốc độ của các electron đang trôi nhanh như thế nào, bạn sẽ tìm thấy nó theo thứ tự vài mét mỗi giây.


Tôi đã được dạy như thế nào, các electron di chuyển với tốc độ ánh sáng; nhưng, để tạo thành dòng điện, chuyển động hiệu quả là dẫn xuất của các electron này, tuy nhanh hơn vì tín hiệu không được gửi bởi electron đi qua dây mà bởi tín hiệu điện từ khiến tất cả các electron trôi cùng nhau. Cộng hoặc trừ.
clabacchio

@clabacchio Điều đó ít nhiều đúng. Tốc độ của tín hiệu điện từ đi xuống dây theo thứ tự từ 40 đến 90% tốc độ ánh sáng. Nhưng tốc độ mà các electron thực tế di chuyển, được gọi là vận tốc trôi, là khoảng vài milimet mỗi giây.

1
@clabacchio, các electron không di chuyển với tốc độ ánh sáng, nhưng như david nói, điều đó khá phù hợp. Chúng có vận tốc trôi dạt ròng, nhưng chúng là một hạt trong một vụ kẹt đường.
Kortuk

@Kortuk Tôi thừa nhận sự thiếu hiểu biết của mình về điều này, nhưng tôi không biết tốc độ đó được đo như thế nào, vì theo nguyên tắc Heisprice, bạn không thể quan sát một electron mà không can thiệp vào nó.
clabacchio

@clabacchio, hiệu trưởng Heisenberg nói rằng bạn không thể biết cả vị trí và vận tốc với mức độ chính xác nhất định. Nó không nói rõ bạn không thể đo cả hai, chỉ là sẽ có một số không chính xác. Các electron bắt đầu tăng tốc và sau đó thường tương tác với các nguyên tử khác trong kim loại. Trong vật lý thiết bị, bạn thường tính toán đường dẫn tự do trung bình . Điều này dẫn đến việc xác định vận tốc trôi . Tôi hy vọng điều này sẽ giúp một số.
Kortuk

11

Như bạn đã lưu ý, mọi người thường không biết và không quan tâm. May mắn thay, đối với 99% số người ngoài đó không thành vấn đề. Quy ước là nó chảy từ + đến - và rất hữu ích cho tất cả các kỹ sư gắn bó với quy ước đó chỉ đơn giản là làm cho việc nói chuyện với các kỹ sư khác trở nên dễ dàng hơn.

Những người duy nhất thực sự quan trọng là những người thiết kế chip (không phải người thiết kế chip) và một số nhà vật lý. Một số người tin rằng nó thực sự quan trọng, nhưng họ thường là những kẻ say xỉn trong các bữa tiệc mà không ai muốn ở bên.

Đối với bản ghi, điện trở giới hạn hiện tại thường được tìm thấy bên cạnh một đèn LED có thể đi ở hai bên của đèn LED mà không có hiệu ứng xấu.


+1 cho điện trở giới hạn hiện tại, tôi chỉ luôn đặt nó lên trên đèn LED của mình như là vấn đề tôi đã đặt nó ở đâu, tôi quên rằng một số người cho rằng đó là một yêu cầu. Tôi sẽ lưu ý, tôi nghĩ rằng điểm chính ở đây là một tỷ electron sẽ có giá trị âm trong coulomb, điều này có nghĩa là khi dòng điện chạy qua, bạn đang xác định nó đang di chuyển theo hướng nào. nếu bạn biết nhà cung cấp dịch vụ của bạn bị tính phí âm, bạn đang nói rằng nó sẽ chuyển từ - sang +.
Kortuk

4

Lý do duy nhất khiến hướng đi hiện tại bị coi nhẹ trong các tình huống như vậy là vì nó không thực sự quan trọng trong các kịch bản đó.

Không có dòng điện cho đến khi mạch hoàn thành và mạch không hoàn thành cho đến khi bạn kết nối cả đèn LED và điện trở. Một khi những cái đó được kết nối nối tiếp thì không có vấn đề gì xảy ra trong mạch vì mục đích của điện trở là giới hạn dòng điện trong mạch và cái sau phụ thuộc vào tổng điện trở của đèn LED và điện trở (và các thông số khác không thay đổi khi bạn trao đổi điện trở và đèn LED, vì vậy tôi chỉ bỏ qua chúng trong câu trả lời này) và số tiền đó không phụ thuộc vào việc điện trở nằm sau đèn LED hay trước nó .

Vì vậy, có thể, về mặt ý thức hệ sẽ tốt hơn nếu kết nối chúng theo một thứ tự cụ thể để dòng điện "không chạm tới đèn LED trực tiếp, mà chỉ thông qua điện trở", nhưng thực tế nó không có gì khác biệt. Và tin tôi đi, trong trường hợp khi nó tạo ra sự khác biệt (như điện áp siêu cao làm cho cách điện bị phá vỡ nếu điện trở xảy ra thấp hơn một chút so với mức cần thiết) thì không ai coi thường những thứ có vẻ nhỏ. Và không, tôi không có ý tưởng nào nếu hướng hiện tại quan trọng trong các tình huống điện áp cao.


2

Tôi có thể bỏ một số lý thuyết nhi khoa từ các nghiên cứu đại học của tôi? :)

Như những người khác đã chỉ ra, dòng điện chạy từ "cộng" sang "trừ" chỉ là một cách thông thường để biểu diễn các hiện tượng. Điều này là do thực tế là các electron có định nghĩa là điện tích âm và có lẽ chính thực tế này là một quy ước thích đưa ra một dấu hiệu tích cực cho các proton nằm trong lõi của nguyên tử. Sau đó, xử lý các giá trị âm (phát ra từ điện tích âm blah blah blah) thật khó chịu, do đó quyết định coi dòng điện là ngược lại với sự chuyển động của các điện tử.


Câu chuyện về tiềm năng và lĩnh vực

Một quan điểm khác là, luôn luôn do mang điện tích âm, điện thế (xác định điện áp) là âm khi có nhiều electron hơn, do đó, nó dương ở nơi các electron ít hơn và bạn sẽ mong đợi rằng dòng điện chạy từ tiềm năng cao hơn đến thấp hơn, như các đối tượng khi đang rơi.

Điều này không ảnh hưởng đến thứ tự của các thành phần trong cùng một nhánh của mạch, vì dòng điện (đối với nguyên tắc của các trường bảo thủ và blah blah blah) là giống nhau trong toàn bộ nhánh. Để phân tích sâu hơn xem điều này . Coi nó giống như một đường ống có nước bị áp lực: không thành vấn đề (về mặt lý thuyết) nếu một tuabin ở trước hoặc sau khi tắc nghẽn, vì trong trường hợp sau, nó sẽ có ảnh hưởng đến lượng nước chảy trong đường ống.


Các diode

Các diode, vẫn đơn giản để hiểu những gì nó làm (về cơ bản dòng điện chạy theo một hướng chứ không phải theo hướng khác; những thứ ngược lại cho các điện tử) và phức tạp hơn để hiểu tại sao nó lại làm theo cách này.


Hố

Và về "lỗ", chúng được sử dụng vì trong vật lý bán dẫn và hơn thế nữa khi làm việc với chất bán dẫn pha tạp, có những vật liệu (hoặc tốt hơn, vật liệu pha tạp) có ít electron hơn trong dải hóa trị và lấy electron từ những nơi gần các dải dẫn, tạo ra hiện tại. Nhưng điều này là xa dễ dàng hơn nếu nói về lỗ đi du lịch trong vùng dẫn

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.