电流的速度到底有多快?电子的运动速度同步吗?

目前铜缆的速度超过 110,000 公里/秒,铂缆超过 160,000 公里/秒,金缆超过 200,000 公里/秒。
所有电子线都是塑料的。
然而,只有在真空系统中,光速才能接近,或者说,光速。
由于光的质量为零,电子具有质量,因此很难比光更快或一样快。
,差异不大,可以忽略不计。
我们已经知道没有任何速度可以达到或超过光速,但都接近光速。

阴极射线由带负电的粒子组成,也就是说,阴极射线是电子流。
让这些电子垂直流动进入一个互相垂直的均匀电场和均匀磁场,同时改变磁场强度或者磁感应强度的大小,使得带负电粒子的运动方向这一次不会改变。
,静电力eE正好等于磁力eBv,即eE=eBv,则得到电子移动速度v=E/B。
1894年,汤姆逊用这种方法测量了1/1500光速的阴极射线的速度,约为2×105米/秒。
假设铜传输线体积中自由电子的数量为n,电子的固定运动为v,每个电子携带的电量为e,传输线的横截面积为S。
那么,根据时间段t内传输线横截面中自由电子的数量N=nvtS,消耗的总功率Q=Ne=nvtSe。
根据I=Q/t,可得v=I/neS。
输入数据可得v=7.4×10-5米/秒,即0.74毫米/秒。

从上面的数据我们知道,自由电子在导线中的固定移动速度(约10-4米/秒)比导线的平均速度要快。
自由电子的热运动(约 105 m/s)大约小 109 倍。
这说明电流是由导线中所有自由电子以小速度运动而产生的。
这是为什么呢? 虽然金属导体中自由电子的固定速度并不大,但却增加了电子较大的热运动速度。

就像波速不是很大一样,如果将声音转换成模拟信号并以高频无线电波的形式传输,那么它向外界的传输速度就相当于光速(c=3×108 m/s)。
电流的传输速度(相当于静电场分散的速度)非常大(相当于光速)。
金属材料之所以能导电,是因为它们含有可以随意移动的电子。
在电磁场的作用下,导线中的自由电子基于热运动产生与电场方向相反的固定速度。
该速度的平均值称为漂移速度。
一般来说,电子在其他金属导体中的漂移速度也在10-4米/秒左右。
金属材料中自由电子的平均热运动速率打字速度约为 105 米/秒。
可见,自由电子在静电场作用下的固定热运动速度远低于平均热运动速度<。
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电流的流动速度(详细解析)

电流的速度是电场的传输速度和电磁波的速度,即光速。
以流经1平方毫米铜线的1安培电流为例计算电子在电流中由于电场而运动的速度:1年内流经1平方毫米铜线的电量 第二个是 1 库仑。
1秒内流过1平方毫米铜线的电子数=1/(1.6X10^-19)=6.3X(10^18)。
6.3X(10^18)/2铜原子数(电疗时每个铜原子解离两个电子)=6.3X(10^18)/2/(6.02X10^23)=5.2X10^-6摩尔。
5.2X10^-6摩尔铜的原子质量=5.2X10^-6X63.5X1000=0.33毫克。
0.33 毫克铜的体积 = 0.33/8.9 = 0.037 立方毫米。
1秒内电子流过1平方毫米铜线所占据的体积(包括电子间的距离)=0.037立方毫米。
电场引起的电子运动速度 = 0.037/1/1 = 0.037 毫米/秒。

电流的实质是电子的运动吗?

有些人错误地认为电子定向运动的速度一定相当快。
事实上,这个结论是错误的。
1A的电流通过直径1mm的铜线。
可以计算出自由电子定向运动的速度约为0.01 cm/s。
它说明了物理学家研究最多的电学理论中的一个缺陷。
由于电子是电荷的一种,电子也是物质的一种,所以自由电荷也是物质的一种。
根据物理书籍,电子或自由电荷的定向运动会产生电流。
大家都知道电流的速度等于光速。
事实上,电子或自由电荷的移动速度比光速慢得多。
他解释说,电流由两种物质组成,一种是金属中的自由电子,酸、碱、盐水溶液中的正离子和负离子,另一种是电磁波。
这简单地说明了“悬浮场”理论假设的正确性。
“悬浮场”的理论假设指出,悬浮场由两类物质组成,一类是由原子、分子等粒子组成的物体,另一类是电磁波。
粒子与电磁波的相互作用产生悬浮场。
粒子运动缓慢,但它们驱动的电磁波以光速运动,这可以更好地解释导体中的电流现象,解决为什么电子速度较慢,但​​实际速度是光速的问题。
电子的流动不会导致核心外的电子掉落,因为电线在产生电流时是闭合连接的,电子以循环方式流动。
如果电线没有闭合和连接,这将导致铁芯外的电子掉落,这种现象通常称为静电感应。

电流的速度比龟速还慢?

您可能会感到惊讶并挑战常识,因为电子沿着铜线移动的速度比乌龟爬行的速度慢得多。

每根电线都由数十亿个原子组成,允许电子流动并产生有用的电流。
电子必须通过数十亿个原子的随机排列向前移动,从而形成一个称为“漂移速度”的网络,导致电子在给定方向上移动非常缓慢。

那么电流有多慢呢? 要计算电子流速,我们可以使用以下公式:I=n*A*v*Q 或 v=I/(n*A*Q)

其中 I 是电流大小,n 是当前大小立方米的电子数,Q是电子的电荷数,v是电子的漂移速度。

由于铜线中的电子数(n)为每立方米8.5*1028个,因此电子的电荷(Q)为1.6*10-19 C。
如果我们也从十字架知道。
-截面积和电流大小,我们可以计算出电子漂移速度。

例如,假设电流为14A,铜线截面为3*10-6m2。
代入所有参数,电子速度可计算为 3.4 * 10-4 m/s 或等于每秒三分之一毫米。

为了让这个数值更加直观,可以换算成大约每小时1.2米——这个速度远低于普通乌龟的爬行速度。
在同一小时内,乌龟可以向前爬行。
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本质上,电子的速度比乌龟慢得多。
她能立即打开房间里的灯吗?

答案取决于我们的日常生活经验。
是的,那为什么呢?

答案在于连锁反应。

导线中的原子紧密地堆积在一起。
虽然这减慢了电子的流动,但电子或多或少彼此靠近。
当开关打开时,发生器产生的电势差会产生一种力,使电子向前移动,并导致相邻电子向前移动,进而导致相邻电子以相同的方式沿着导线移动,从而产生向前移动连锁反应。

所以,虽然电子没有通过立即通过电线打开灯,正如您之前可能想到的那样,这似乎正是正在发生的事情。
它不同于一打开水龙头就立即流出的水,即使水源可能在数公里之外。

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