众所周知,电子从负极流向正极,但我注意到电流的方向经常被忽略。例如,电阻器通常放在 LED 之后,或者二极管放在相反的位置。为什么电子产品中经常忽略流动方向?
电是从负极变为正极还是反之亦然?
电子带有负电荷。电流是每秒库仑。库仑是正的,所以一个方向的库仑实际上是由元中的电子向另一个方向移动引起的。
当我们讨论电流时,我们正在讨论正电荷粒子的流动。如果电流的流动实际上是由沿相反方向流动的负粒子组成的,则没有区别,那就是两个抵消的负粒子。这只是数学和符号约定的一个例子。
您唯一注意实际载流子的时间是在诸如半导体之类的东西中,您需要知道当您从导带中的电子载流子行进时发生了什么。载流子带中的“空穴”。空穴是正电荷载体,但那是因为我们正在计算没有电子,实际电流仍然由许多缓慢漂移的电子组成。
电流总是电子吗?
实际上,如果您曾经对体内的电气系统进行建模,您会发现可以使用晶体管网络等准确地建模神经元。大部分电流与钾等离子有关。这意味着你确实有正电荷运动的文章。它仍然只是作为示意图绘制,因为只要您的示意图很好地模拟了电气特性,电荷载体是什么并不重要。
电子是否在移动能量?
人们通常认为你发送的能量是电子。实际上,您正在发送电磁信号。您可以通过改变它们之间的电介质来减慢信号(即功率)沿一对长线(一条信号线和一条信号返回线)传播的速度。这意味着仅仅位于太空中的两根非屏蔽铜线实际上将使其信号以接近光速的速度传播。您的同轴电缆的传输速度可能非常接近光速的三分之二。电子漂移是存在的电场的函数。如果你要测量电子的漂移速度,你会发现它大约是每秒几米。正如您所指出的,人们通常不知道也不关心。 幸运的是,对于 99% 的人来说,这并不重要。 约定是它从 + 流向 -,对于所有工程师来说,坚持这个约定是有用的,只是为了更容易与其他工程师交谈。
唯一真正重要的人要么是设计芯片的人(而不是设计芯片的人),要么是一些物理学家。有些人认为这真的很重要,但他们通常是兄弟会派对上的迂腐酒鬼,没人愿意待在身边。
根据记录,通常在 LED 旁边发现的限流电阻器可以在 LED 的任一侧连接而不会产生不良影响。
在这种情况下忽略当前方向的唯一原因是因为在这些情况下它并不重要。
在电路完成之前没有电流,并且在连接 LED 和电阻器之前电路不完整。一旦它们串联连接,电路中的哪个就无关紧要,因为电阻器的目的是限制电路中的电流,而后者取决于 LED 和电阻器的电阻之和(以及其他参数当您交换电阻器和 LED 时,它们不会改变,所以我在这个答案中忽略它们)并且这个总和不取决于电阻器是在 LED 之后还是在它之前。
所以是的,也许从意识形态上讲,以特定顺序连接它们会感觉更好,这样电流“不会直接到达 LED,而只能通过电阻器”,但实际上并没有什么区别。相信我,在它产生影响的情况下(比如超高压,如果电阻比需要的低一点,就会使绝缘层击穿),没有人会忽视看起来微不足道的事情。不,我不知道电流方向在高压情况下是否很重要。
我可以从我的大学学习中放弃一些迂腐的理论吗?:)
正如其他人指出的那样,从“正”流向“负”的电流只是表示现象的常规方式。这是因为电子根据定义具有负电荷,并且可能这一事实本身是一种约定,它更喜欢给原子核心中的质子一个正号。然后,处理负值(来自负电荷等等)很烦人,因此决定将电流视为与电子运动相反。
一个关于潜力和领域的故事
另一种观点是,总是因为负电荷载体,电势(定义电压)在电子多的地方是负的,所以在电子少的地方它是正的,你会期望电流从电位越高越低,当物体落下时。
这对电路同一分支中的组件顺序没有影响,因为整个分支中的电流(对于保守场和等等等等的原理)是相同的。如需更深入的分析,请参阅此。将其视为带有加压水的管道:涡轮机在瓶颈之前或之后(理论上)无关紧要,因为后者无论如何都会影响管道中流动的水量。
二极管
二极管,仍然很容易理解它的作用(基本上电流在一个方向而不是另一个方向流动;电子的相反方向)并且更复杂的是理解它为什么这样做。
孔
关于“空穴”的东西,它们之所以被使用,是因为在半导体物理学中,以及在处理掺杂半导体时,有些材料(或更好的掺杂材料)在价带中的电子较少,并从附近的地方获取电子导带,产生电流。但是,如果谈论在导带中传播的空穴,这要容易得多