电子真的会跨越触点吗?

电器工程 电路分析 当前的
2022-01-06 18:42:21

当我们将两个导体连接在一起时,电子是否真的从一个导体移动到另一个导体?

它是否也会影响两个导体的质量?

3个回答

是的,实际的电子确实会穿过导体,是的,它们跨越边界,就像两条导线之间的连接一样。

虽然电子确实有质量,但没有通过导体净增加电子。如果在一端添加 N 个电子,则另一端将得到 N 个电子,净质量变化为 0。

请记住,电子以相反的方向移动(即从 - 到 +),这与我们通常用于从 + 到 - 的电流的约定相反。还要注意,即使电流移动得更快,电子在导体中的移动速度也很慢。电子本身在铜线上以大约 1 毫米/秒的速度移动。

一个简短的回答让你思考......

当我们将两个导体连接在一起时,电子是否真的从一个导体移动到另一个导体?

电流是电荷的流动。这在方程$$ I = \frac {dQ}{dt} $$

其中I是电流,Q是电荷,t是时间。

现在考虑一个带开关的直流电路。当您关闭开关时,开关两侧的电流将相同且方向相同。显然,电荷流必须穿过触点。如果触点的电阻很高(由于接触面积小而经常出现这种情况),那么触点会变热,正如我们从功率方程$$ P = I^2 R $$中预测的那样,其中R是接触电阻.

它是否也会影响两个导体的质量?

不会。没有引入额外的移动电荷载体。我们只是推动现有的电荷载体。一个(糟糕的)类比是自行车链条:它传递动力,但链节的数量没有改变,重量也没有改变。为了补充@jwh20 关于电波速度相对于充电速度的观点,即使连杆从后轮移动需要一两秒钟,也可以立即在后轮上感受到站在踏板上的效果链轮到前链环。

电子的近似质量为\$10^{-30}\text{ kg}\$

即便如此,当电流在回路中流动时,电子会在导体的一端撞击并从导体的另一端撞击另一个,因此质量不会发生变化。

当接触时电压不同时,电子可以跨越接触。

当电流足够高时,您可以听到它,也许可以看到它。比如插入手机充电器。由于它是一个电流回路,因此跳跃发生在 2 个触点中的最后一个触点上,通常设计为 V+。

电弧电流的这种声音实际上发生得如此之快,以至于它打破了音障并发出微小的滴答声或大爆炸,例如闪电般的雷声。这仅仅是来自电容充电或放电以及来自导体之间电弧的电离的负电阻。