Узнайте о скорости электрического тока и его взаимодействии с электронами. Понимание основ электричества и движения зарядов.
Cодержание
Электри́ческий ток или электрото́к — направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц — носителей электрического заряда. Последующее электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а посредством электромагнитного поля. Скорость распространения электромагнитного взаимодействия (поля) или скорость электромагнитного излучения достигает световых скоростей, что многократно превышает скорость движения самих носителей электрического заряда.
Что такое электрический ток?
Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электронов, вызванное приложенным электрическим полем, движущимся со скоростью 300 тысяч км в секунду. С такой скоростью распространяется по проводам фронт электромагнитного поля.
Носителями электрического заряда могут быть электроны в металлах, ионы в электролитах и газах, а также электроны или дырки в полупроводниках. Фотоны являются переносчиками электромагнитного взаимодействия с точки зрения квантовой теории поля.
Иногда электрическим током называют также ток смещения, возникающий в результате изменения в пространстве электрического поля.
Скорость движения электрического тока и электронов
Существует различие между скоростью движения электрического тока и скоростью движения электронов, которые являются носителями зарядов. Электроны движутся медленно, с скоростью несколько мм/с. Однако, скорость тока в проводах и других проводниках, подключенных к источнику питания, составляет 300 тысяч км в секунду благодаря скачку напряжения.
Когда электрическая цепь замыкается, упорядоченное движение электронов начинается. Они передают заряд друг другу, подобно эстафете. Каждый электрон делает лишь маленький шаг, чтобы передать заряд следующему. В последний момент электрон на конце провода делает последний шаг, чтобы доставить заряд до финиша. Именно поэтому свет в комнате включается мгновенно.
Эксперимент Жан-Антуана Нолле
Французский священник и физик Жан-Антуан Нолле в 1746 году провел эксперимент, в котором расставил 200 монахов, соединенных проводами, и разрядил в эту цепь аккумуляторную батарею. Все монахи среагировали на ток в одно мгновение, что подтвердило высокую скорость движения электрического тока равную скорости света, составляющей 300 тысяч км в секунду.
Важно отметить, что скорость тока относится к скорости распространения электромагнитного взаимодействия (поля), а не к скорости самого движения электронов.
