Cơ chế nào xảy ra bên trong một điện trở cho điện thế rơi và dòng điện không đổi?


7

Quá trình nào xảy ra bên trong điện trở ngay sau khi được kết nối với pin? Tôi đang cố gắng để có được một hình ảnh của nó.

Khi áp dụng một sự khác biệt tiềm năng, điện trường mà nó tạo ra sẽ đẩy các electron xuống đầu cực thấp hơn và theo cách này đến đầu kia, các electron này va chạm với các ion và năng lượng lỏng lẻo.

Có phải là electron có năng lượng bằng không do mất điện thế dưới dạng động năng phụ (bên cạnh chuyển động ngẫu nhiên) khi rời khỏi điện trở? Là tất cả năng lượng bị mất trong điện trở? Cơ chế nào làm cho tất cả năng lượng bị mất trong điện trở và năng lượng bằng không dưới dạng động năng phụ?


Các nguyên tử giữ các electron chặt hơn.
Ignacio Vazquez-Abrams

Câu trả lời:


12

Câu hỏi của bạn dựa trên một vài quan niệm sai lầm, nhưng đây vẫn là một câu hỏi hay.

Đầu tiên, vì các electron có điện tích âm, chúng thực sự bị đẩy từ điểm có tiềm năng điện thấp hơn sang điểm có tiềm năng cao hơn.

Thứ hai, chúng ta thường không nghĩ về một điện tử di chuyển suốt điện trở. Nhiều điện tử tồn tại trong vật liệu để bắt đầu. Khi một điện trường được áp dụng, tất cả chúng được đẩy cùng nhau hướng tới tiềm năng cao hơn. Một số trong số họ được tự do di chuyển và vì vậy họ di chuyển.

Trên thực tế, các electron tự do di chuyển hầu hết đã di chuyển, ngẫu nhiên theo các hướng khác nhau. Khi trường được áp dụng, nó chỉ có xu hướng hơi lệch sự phân bố hướng chuyển động của chúng sao cho xu hướng chung là các electron sẽ di chuyển về phía tiềm năng cao hơn.

Nhưng trên đường đi, chúng có khả năng tương tác với các hạt nhân nguyên tử hoặc các electron khác và nảy xung quanh, dẫn đến chuyển động ngẫu nhiên mà chúng ta vừa thảo luận.

Mỗi khi một electron "bật" ra khỏi một nguyên tử trong vật liệu, nó có thể nhường một chút động năng của nó cho nguyên tử và làm cho nó rung động. Rung động này có thể được chuyển đến các nguyên tử khác gần đó và sự kết hợp tổng thể của các rung động khác nhau là những gì chúng ta trải nghiệm dưới dạng nhiệt.

Còn về việc các electron đi ra từ đầu xa (đầu cuối tiềm năng cao) của điện trở vẫn có một số động năng (và năng lượng điện thế), thì chúng có. Và họ tiếp tục gặp phải sự kháng cự khi họ (đại khái) đi xuống bất cứ dây nào kết nối chúng với cực + của pin. Nhưng điện trở của dây là (nếu dây được chọn chính xác) quá nhỏ so với điện trở của điện trở, chúng ta có thể bỏ qua nó cho hầu hết các mục đích.

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.