Làm thế nào để điện tạo ra nhiệt, và các electron đi đâu?

Khi các electron chạy qua một dây dẫn, nó có thể bị mất điện trở, có khả năng tạo ra nhiệt không may từ dòng điện này, khiến chúng ta có ít dòng điện ở đầu kia của dây dẫn đối diện với nguồn điện.

Khi dòng điện bị mất do nhiệt, điều gì xảy ra với electron? Ý tôi là, cái gì còn lại của nó? Tôi đoán nhiệt được gây ra bởi ma sát, nhưng điều đó không có nghĩa là electron không thể truyền hết tới tải của dây dẫn, hay sao?

Các electron không "đi" bất cứ nơi nào và dòng điện (dòng điện tử ròng) không bị "mất" vì nhiệt. Nhưng các electron thu được năng lượng thông qua ứng dụng của điện trường và chúng có thể mất năng lượng đó thông qua các tương tác không đàn hồi với các hạt khác (hạt nhân) trong dây dẫn. Năng lượng bị mất là ở dạng chuyển động rung ngẫu nhiên, đó chỉ là một cách khác để nói "nhiệt".

Nếu bạn muốn có câu trả lời chi tiết hơn, bạn nên hỏi về Vật lý SE .

Không, hiện tại không bị mất do nhiệt. Dòng điện tương tự chảy trong một đầu của dây dẫn chảy ra đầu kia, bất kể lượng nhiệt tỏa ra trong dây (hay bất kỳ điện trở nào khác).

Năng lượng được bảo toàn vì điện trở nhân với dòng điện làm giảm điện áp. Dòng điện lần này là dòng điện, được lấy từ mạch và làm nóng điện trở. Việc giảm điện áp trong điện trở có nghĩa là có ít điện áp hơn cho phần còn lại của mạch, nhưng dòng điện qua toàn bộ vòng lặp là như nhau.

Điều này tương tự như một tuabin được điều khiển bởi nước áp lực cao. Cùng một lượng nước ra khỏi tuabin khi đi vào, nhưng có sự chênh lệch áp suất giữa lưu lượng đầu vào và lưu lượng đầu ra. Đó là sự chênh lệch áp suất (hậu môn với điện áp) nhân với lưu lượng nước (tương tự như dòng điện) đại diện cho công việc được thực hiện, đi vào quay tuabin.

Electron là các hạt có tính chất rất đặc biệt. Chúng hành xử như một vấn đề với khối lượng và tốc độ và khi va chạm với các hạt khác, chúng tạo ra nhiệt. Một bản chất khác của điện tử là từ trường đi kèm với các điện tử khi chúng thay đổi hướng. Bản chất độc đáo này không được tìm thấy trong bất kỳ hạt nào khác hơn là các điện tử thực hiện phép thuật thực sự.

Vì vậy, các điện tử không biến mất sau khi được sử dụng mà thay vào đó chúng trở lại với người gửi ban đầu sau khi thực hiện công việc cần thiết. Họ giống như những người lao động có kỹ năng đặc biệt khi người quản lý của họ gửi cho họ một nhiệm vụ đặc biệt bằng cách cho họ một số ưu đãi và họ quay trở lại cùng một người quản lý sau khi họ hoàn thành nhiệm vụ được giao khi anh ta có thể gửi lại cho họ một nhiệm vụ khác với những ưu đãi phù hợp.

Ví dụ, nếu chúng ta cần một động cơ để quay, bộ nguồn (Người quản lý) sẽ hỏi động cơ (khách hàng) về mức độ cần thiết để quay trong một giây. Động cơ tính toán điều này thông qua việc đo lực quay cần bao nhiêu để vượt qua lực cản cơ học của các bộ phận quay và sau đó quay chúng với tốc độ cần thiết.

Biết rằng các electron chuyển động trong từ trường tạo ra lực quay, điều cần thiết bây giờ là gửi đúng số lượng electron (lao động) trong giây này có khả năng tạo ra lực quay cần thiết khi chúng cắt từ trường bên trong của động cơ. Lượng electron này trong một giây là cường độ hiện tại và để tiếp tục thêm giây nữa, nguồn cung cấp năng lượng (người quản lý) cần có năng lượng để gửi cùng một lượng mỗi giây để nó có các động lực cần thiết để buộc (thuyết phục) lượng cần thiết của các điện tử để đi đến khách hàng và làm công việc cần thiết.

Các ưu đãi cũng có thể là một từ trường khác, nhưng lần này được áp dụng tại các electron trong nguồn cung cấp năng lượng (người quản lý đặt sức lao động của họ trong một tình huống rất căng thẳng buộc họ phải tiến lên) từ trường này được áp dụng trên các electron trong khi họ đang quay bằng cách sử dụng một dạng năng lượng khác như nước rơi hoặc áp lực hơi nước.

Để tiếp tục gửi các điện tử (người lao động), người quản lý phải tiếp tục trả các ưu đãi (ví dụ đun sôi nước để tạo ra hơi nước). Đó là lý do tại sao chúng ta cần tiêu thụ một số loại năng lượng để sản xuất năng lượng điện.

Theo cách hiểu hiện đại và đơn giản nhất, điện trở của một dây dẫn được gây ra bởi sự va chạm của các electron với dao động tập thể của mạng nguyên tử của kim loại, được gọi là "phonon". Dao động của mạng tinh thể có thể được coi là "khí của các phonon", thực sự xác định / xác định nhiệt độ của một dây dẫn, và do đó tất cả các nhiệt động học cổ điển đều được áp dụng. Trong quá trình va chạm, các electron trôi mất năng lượng, do đó cần có một điện trường bên ngoài để duy trì dòng chảy của chúng. Xem thêm giải thích trong bài viết Wikipedia hay này, " Điện trở suất và độ dẫn điện ".