Jump to content
morrice

Распределение Зарядов В Электрической Цепи, Как Все Работает?

Recommended Posts

Итак я сейчас читаю книгу " Электроника, шаг за шагом" автор Р.А. Сворень - замечательная книга....так вот наткнулся на один вопрос ..и не могу понять..надеюсь вы объясните... вот две страницы из текста

Вот , вот здесь пишут что количество зарядов распределяется так что где то больше где то меньше....тут приводился пример с лампочкой....что на одном конце провода где соединяется лампочка зарядов значительно больше, а на другом конце меньше....(имеется ввиду отрицательный заряд..электроны) ...так вот ...Как пишут везде ток это упорядоченное движение электронов, ДВИЖЕНИЕ !..но это же протеворечит тому что он написал выше....(выше как я понял заряды занимают свои "рабочие" места и стоят там на месте) как же они тогда двигаются ??.я не очень понимаю....

Вот еще вопрос... на одном конце пишет автор, 990 электронов на другом 590....куда делись 400 ? они "рекомбинировали" с дырками ?..почему так ??.и еще вопрос....почему 990 - 590 ...ведь единственный потребитель тока в цепи ЛАМПОЧКА....тогда логичнее было бы предположить 990-10....что типа вся трудная работа выполняется над лампочкой....поэтому там и рассредоточены все "работник" - электроны....

надеюсь вы объясните таким же понятным языком))))

post-161747-0-84928100-1345635326_thumb.jpg

post-161747-0-76515000-1345635344_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Электрон проводимости, двигается в металле под действием электрического поля. Скорость движения электрона несколько сантиметров в секунду, удивлены? Зато поле распространяется со скоростью света . Движение носителей, напоминает движение вагонов, когда прицепляют локомотив, видели? Они, вроде и почти не двинулись, а импульс почти мгновенно дошел до хвоста.

Это более наглядная аналогия. Но все это придумано чтобы не свихнулся человек незнакомый с теорией Максвелла, зонной теорией и тд.. Например для протекания тока(переменного) носители вообще не нужны, удивлены?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Электрон проводимости, двигается в металле под действием электрического поля. Скорость движения электрона несколько сантиметров в секунду, удивлены? Зато поле распространяется со скоростью света . Движение носителей, напоминает движение вагонов, когда прицепляют локомотив, видели? Они, вроде и почти не двинулись, а импульс почти мгновенно дошел до хвоста.

Это более наглядная аналогия. Но все это придумано чтобы не свихнулся человек незнакомый с теорией Максвелла, зонной теорией и тд.. Например для протекания тока(переменного) носители вообще не нужны, удивлены?

это я все знаю !!! что вы написали.... но электроны в проводнике ..все равно двигаются ! как бы медленно они не двигались !.. а заряд - электроны распределились по своим местам ... это непонятно тогда как они двигаются... (! по идее вся суть протекания тока в том , что избыточные электроны с минуса батарейки делают долгий или короткий путь по проводникам, нагрузке и т.д. и достигают финиша в плюсовом электроде батарейки чтобы соединиться с ионами (рекомбинировать)

или мое представление о токе неверно ??.... я могу ошибаться..

а вот кстати..подумал.... электроны наверно не проделывают долгий путь до плюса ... импульс передается к концу провода (металлического) который соединяется с плюсом батарейки..а самые крайние электроны тут же рекомбинируют...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Технология Maxim Integrated nanoPower: когда малый IQ имеет преимущества

При разработке устройств с батарейным питанием важно выбирать компоненты не просто с малым потреблением, но и с предельно малым током покоя. При этом следует обратить внимание на линейку nanoPower производства компании Maxim Integrated. В статье рассмотрено их применение на примере системы датчиков беспроводной оконной сигнализации.

Подробнее

Ну, в принципе, в электрохимическом источноке так и происходит, только электрон не описывает круг. Аналогия "поезда" на "-" появился избыточный электрон, он полем вытолкнет электрон с другого конца, который в свою очередь разрядит ближайший ион. И заметьте, движение ионов в электролите и электронов в проводнике- противоположное.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну, в принципе, в электрохимическом источноке так и происходит, только электрон не описывает круг. Аналогия "поезда" на "-" появился избыточный электрон, он полем вытолкнет электрон с другого конца, который в свою очередь разрядит ближайший ион. И заметьте, движение ионов в электролите и электронов в проводнике- противоположное.

вот я значит правильно понял "вытолкнет электрон с противоположного конца"...

но все равно мой вопрос остался открытым...

кстати появилась идея.. возможно что участках где он берет пробу " в книге" там моментально происходит рекомбинация некоторой части электронов, и поэтому когда он берет пробу с "+" там 1000 электронов, и когда берет пробу с ближнего конца провода который соединяется с лампочкой там "990" электронов... возможно эти 10 электронов по пути успели рекомбинировать где то в проводе...

то есть что я хочу сказать движение электронов непрерывное есть... но есть места где некоторая их часть успеввает рекомбинировать....и поэтому в разных местах, при взятии пробы их количество разное "..

согласны ?

а вообще !... я вспомнил про шары последовательно висящие на ниточках.....когда одну отпустишь...все остальные кроме последнего даже не дрогнут !!

Получается движение электронов и не нужно... если так...то тогда все сходится..и электроны распределяются.. тогда все понятно...

а тут согласны ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Платы Nucleo на базе STM32G0: чего можно добиться с помощью связки Nucleo и Arduino

Платы Nucleo и платы расширения X-NUCLEO от STMicroelectronics можно интегрировать в платформу Arduino с помощью библиотеки STM32duino. Связка плат Nucleo и платформы Arduino, и наличие готовых библиотек – представляет удобный инструмент для создания прототипов и конечных приложений в условиях ограниченного времени. Статья содержит пошаговые инструкции по установке библиотек и запуску примеров для Nucleo.

Подробнее...

Вот интересно, как берется "проба", ведь на электрон действует Принцип неопределённости. Все это, я говорил, чтобы нормальный человек преждевременно не свихнулся. :):D

вот у меня тоже на каждом шагу появляются такие вопросы !.. надо все до косточки разузнать - поэтому я и не могу ничего понять...эти вопросы появляются и мучают меня..и не могу дальше читать...про диоды , транзисторы..и т.д. потому что надо понять сначало с чем имеем дело

Вот интересно, как берется "проба", ведь на электрон действует Принцип неопределённости. Все это, я говорил, чтобы нормальный человек преждевременно не свихнулся. :):D

про принцип неопределенности читал.....это вроде как... "электрон одновременно может находится в двух местах".. "пока ты не сделаешь наблюдение - никогда не узнаешь где электрон" потому что электроны появляются на своих орбитах произвольно..и с некоторой долей вероятности..

Share this post


Link to post
Share on other sites

В 99% случаев достаточно знать просто параметры компонентов и общий принцип работы, не вдаваясь в мельчайшие подробности, которые на практике нужны только исследователям - про принцип "черного ящика" в курсе?

Так, к слову...

Share this post


Link to post
Share on other sites

В 99% случаев достаточно знать просто параметры компонентов и общий принцип работы, не вдаваясь в мельчайшие подробности, которые на практике нужны только исследователям - про принцип "черного ящика" в курсе?

Так, к слову...

ну смирится самый легкий способ...да...

черный ящик что то знакомое... "это когда одновременно есть и одновременно нету ?"

Share this post


Link to post
Share on other sites

Хех, не совсем... Это когда известно как нечто реагирует на что-то внешнее, и на практике пофиг, как оно устроено...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Хех, не совсем... Это когда известно как нечто реагирует на что-то внешнее, и на практике пофиг, как оно устроено...

мм..ну ты это уже и написал про то что не обязательно понимать как работает...

черт хотел бы я задать свой вопрос самому автору книги...

Edited by morrice

Share this post


Link to post
Share on other sites

morrice, думаете, что автор знает больше, чем написал?

наверно...он так старался в максимально упрощенном виде изложить, что кажется что он знает многое..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот еще вопрос... на одном конце пишет автор, 990 электронов на другом 590....куда делись 400 ? они "рекомбинировали" с дырками ?..почему так ??.и еще вопрос....почему 990 - 590 ...ведь единственный потребитель тока в цепи ЛАМПОЧКА....тогда логичнее было бы предположить 990-10....что типа вся трудная работа выполняется над лампочкой....поэтому там и рассредоточены все "работник" - электроны....

morrice, в данном случае количество электронов - эквивалент потенциалу электрического поля. Ведь если с обоих выводов лампочки будет находиться одинаковое количество зарядов, то не будет разности потенциалов, и, как следствие, не будет и тока в цепи.

Конкретное количество электронов - это для примера. Можете взять любые числа.

400 электронов - никуда не делись. Это - разность потенциалов. В примере ведь не сказано, что с одного вывода лампочки по проводнику протекает 990 электронов в секунду, а через проводник, подключенный ко второму выводу - 590. Здесь сказано только про их наличие. А сколько их протекает в единицу времени - будет зависеть от сопротивления спирали лампочки.

Итак:

- количество электронов (990 и 590) - это потенциалы на выводах;

- разность количества электронов (990-590=400) - это разность потенциалов (напряжение);

- количество протекающих электронов в единицу времени через проводник - ток в цепи.

- способность нити лампочки сопротивляться движению электронов - электрическое сопротивление.

Итак, имеем закон Ома: I=U/R.

В 99% случаев достаточно знать просто параметры компонентов и общий принцип работы, не вдаваясь в мельчайшие подробности, которые на практике нужны только исследователям...

Позвольте не согласиться.

В любительской практике - да. В инженерной - по "проценту" использования в разработке информации о внутренней структуре применяемых элементов можно судить о квалификации инженера.

Конечно, все 100% компонентов знать не обязательно, но для грамотного применения лучше вникнуть в структуру, прочитать Технические условия на применяемый элемент и др.

Share this post


Link to post
Share on other sites
в данном случае количество электронов - эквивалент потенциалу электрического поля. Ведь если с обоих выводов лампочки будет находиться одинаковое количество зарядов, то не будет разности потенциалов, и, как следствие, не будет и тока в цепи.

это я понимаю..

Конкретное количество электронов - это для примера. Можете взять любые числа.

400 электронов - никуда не делись. Это - разность потенциалов. В примере ведь не сказано, что с одного вывода лампочки по проводнику протекает 990 электронов в секунду, а через проводник, подключенный ко второму выводу - 590. Здесь сказано только про их наличие. А сколько их протекает в единицу времени - будет зависеть от сопротивления спирали лампочки.

Вот тут вы правы.. ведь электроны распределились...я понял о чем вы...

хорошо.........допустим если бы цепь была не включена...... то абсалютно однородно в проводе, на каждом миллиметре было бы 1000 электронов (свободные электроны, электронный газ)... как только подключаем цепь.. в одном конце провода их осталось как и было 1000 как в примере, а на другом конце стало 990...что произошло...??.. где 10...?...

а провод который соединяет нагрузку и "+"..там на одном конце 590 на другом 0... но везде в каждом миллиметре было 1000 свободных электронов..

то есть если взять провод 11 мм то это было бы так..... 1000 999 998 997 996 995 994 993 992 991 990

но было так.. 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

Edited by morrice

Share this post


Link to post
Share on other sites
В инженерной - по "проценту" использования в разработке информации о внутренней структуре применяемых элементов можно судить о квалификации инженера.
Согласен, но процент случаев, когда это реально требуется и влияет на результат, настолько мал, что им вполне можно пренебречь... И ломать голову над чем-нибудь гораздо более практичным...

ЗЫ: но я нисколько не отговариваю от понимания, если это интересно и есть время - только плюс :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

morrice, давайте рассмотрим аналогию.

Вот на рисунке показан сосуд с жидкостью. Внизу есть тонкая трубочка.

Как известно, избыточное давление (давление относительно атмосферного) жидкости в месте присоединения трубки P=pgh.

Изначально трубка закрыта, т.е. можно сказать, что второй конец не подсоединен к атмосфере, т.е. к нулевому давлению. Т.е давление по всей длине трубки одинаковое и равно давлению столба жидкости в сосуде.

Распределение давления показано на графике ниже.

Теперь откроем правый конец трубки. В этом месте давление сравняется с атмосферным. Как вы думаете, жидкость потечет через трубку? А как распределится давление вдоль трубки?

Вот так и с лампочкой.

Приведем аналогию:

- давление с левого края трубки - потенциал одного вывода лампы;

- давление с правого края трубки - потенциал второго вывода лампы;

- давление по длине трубки - потенциал по длине спирали лампы;

- разность давлений - разность потенциалов (напряжение);

- скорость потока жидкости - ток в лампе.

Согласен, но процент случаев, когда это реально требуется и влияет на результат, настолько мал, что им вполне можно пренебречь... И ломать голову над чем-нибудь гораздо более практичным...

Я в свое время работал в КБ. Поверьте тогда уж на слово, реально требуется это. И процент этот совсем не мал, а даже ближе к 100, чем к 50. Вот так. :)

post-162119-0-71008700-1345655498_thumb.jpg

Edited by mvkarp

Share this post


Link to post
Share on other sites

morrice, давайте рассмотрим аналогию.

Вот на рисунке показан сосуд с жидкостью. Внизу есть тонкая трубочка.

Как известно, избыточное давление (давление относительно атмосферного) жидкости в месте присоединения трубки P=pgh.

Изначально трубка закрыта, т.е. можно сказать, что второй конец не подсоединен к атмосфере, т.е. к нулевому давлению. Т.е давление по всей длине трубки одинаковое и равно давлению столба жидкости в сосуде.

Распределение давления показано на графике ниже.

Теперь откроем правый конец трубки. В этом месте давление сравняется с атмосферным. Как вы думаете, жидкость потечет через трубку? А как распределится давление вдоль трубки?

Вот так и с лампочкой.

Приведем аналогию:

- давление с левого края трубки - потенциал одного вывода лампы;

- давление с правого края трубки - потенциал второго вывода лампы;

- давление по длине трубки - потенциал по длине спирали лампы;

- разность давлений - разность потенциалов (напряжение);

- скорость потока жидкости - ток в лампе.

Согласен, но процент случаев, когда это реально требуется и влияет на результат, настолько мал, что им вполне можно пренебречь... И ломать голову над чем-нибудь гораздо более практичным...

Я в свое время работал в КБ. Поверьте тогда уж на слово, реально требуется это. И процент этот совсем не мал, а даже ближе к 100, чем к 50. Вот так. :)

в общем все понятно.....

Но .. тогда объясните поподробнее что такое потенциал, и как он связан с электронами (отрицательным зарядом) ?

Edited by morrice

Share this post


Link to post
Share on other sites

Но .. тогда объясните поподробнее что такое потенциал, и как он связан с электронами (отрицательным зарядом) ?

Физика, сударь. Да-с!

http://ru.wikipedia.org/wiki/Электростатический_потенциал :)

Извините, не могу по-простому объяснить. Это потенциальная энергия заряда.

Для простоты пока берите так: чем больше зарядов, тем выше потенциал. У электрона есть свой собственный заряд (заряд электрона равен −1,602176565(35)·10−19 Кл). Следовательно, чем больше электронов скопилось в каком-то месте - тем выше потенциал.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Но .. тогда объясните поподробнее что такое потенциал, и как он связан с электронами (отрицательным зарядом) ?

Физика, сударь. Да-с!

http://ru.wikipedia.org/wiki/Электростатический_потенциал :)

Извините, не могу по-простому объяснить. Это потенциальная энергия заряда.

Для простоты пока берите так: чем больше зарядов, тем выше потенциал. У электрона есть свой собственный заряд (заряд электрона равен −1,602176565(35)·10−19 Кл). Следовательно, чем больше электронов скопилось в каком-то месте - тем выше потенциал.

и снова мы возвращаемся к КОЛИЧЕСТВУ электронов )) с чего вся тема и началась)))

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ооо, я в одной из прошлых тем сильно возражал против подсчета электронов -))

Еще два интересных момента придумал.

1) Есть источник напряжения на 1000в. Есть лампочка на 5В и ограничивающий резистор такой, чтобы лампочка горела и не перегорала от 1000в. В зависимости от подключения лампочки с резистором в смысле полюсов, на ее концах могут быть потенциалы 0 и 5 В, а могут быть 995 и 1000в. Но ей пофиг.

2) зарядили конденсатор и раздвинули его пластины. Напряжение могло вырости и до миллиона вольт, а количество электронов не изменилось на обкладках -))

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ооо, я в одной из прошлых тем сильно возражал против подсчета электронов -))

Еще два интересных момента придумал.

1) Есть источник напряжения на 1000в. Есть лампочка на 5В и ограничивающий резистор такой, чтобы лампочка горела и не перегорала от 1000в. В зависимости от подключения лампочки с резистором в смысле полюсов, на ее концах могут быть потенциалы 0 и 5 В, а могут быть 995 и 1000в. Но ей пофиг.

2) зарядили конденсатор и раздвинули его пластины. Напряжение могло вырости и до миллиона вольт, а количество электронов не изменилось на обкладках -))

у резистора нет полюсов... или все таки в твоем примере имеет значение какой стороной резистор подключать?...или ты имеешь ввиду.....сначала "-" резистор лампочка "+" ....... а потом "-" лампочка резистор "+"..?

не пойму почему почему при раздвижении пластин растет напряжение... ??

Edited by morrice

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть ошибка в понимании. В проводнике нет никакой рекомбинации зарядов. Оставь это для полупроводников.

Проводник это как труба, удерживающая объем газа в определенном объеме и направляющая его движение

по определенному маршруту. А электроны -как газ.

Источник тока (батарея, генератор - не важно) - это насос в замкнутой системе.

Он не производит электроны неизвестно откуда, а забирает их с положительного полюса

и вбрасывает в отрицательный, откуда они начинают путешествовать по проводнику туда, откуда их забрали.

Общее к-во во всем проводнике не изменяется. Если в начале проводника стало 1100, то в конце осталось 900. А по всему проводнику так:

1100, 1090, 1080....920, 910, 900.

Не пойму, почему тебя еще не забанили до сих пор. Наверное, модератор увлекся интересной темой. За полное цитирование предыдущего сообщения тут безжалостно банят на первый раз на 2 дня.

Пользуйся окном "Быстрый ответ" и поудаляй цитаты, хоть в последних постах.

Edited by Alkarn

Share this post


Link to post
Share on other sites
Общее к-во во всем проводнике не изменяется. Если в начале проводника стало 1100, то в конце осталось 900. А по всему проводнику так:

1100, 1090, 1080....920, 910, 900.

Электроны движутся так. Допустим, разобьем проводник на ячейки, в каждой сидит 1000, 900, 800, 700..., 100 электронов.

но ток в цепи везде одинаков. От минуса перешло 100 электронов в ячейку где было 900, но из нее перешло 100 других электронов в ячейку где было 800, и так далее, а с последней ушло 100 электронов в плюс источника. Поэтому движение электронов есть, но их градиент постоянным остается.

Edited by ramon13

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...