Естественные науки

Оливер Хевиссайд посчитал, что по проводам сигнал идёт со скорость. 160 тыс. км. / сек. А свободные электроны в проводе

текут в ту же сторону со скоростью всего 11 см. /сек. Так как же переносится электроэнергия? Поясните, знатоки?
1)Несжимаемая жидкость – скорость передачи сигнала друг –
другу бесконечна.

Работает объемный заряд : друг другу передают информацию
о перемещении со скоростью с, а реагируют – учитывая массу. Конечно примитивно
… но похоже.

А 160: работает телеграфное уравнение – задержка ёмкостью и
индуктивностью ( ну и решетка – сопротивление) . Работает, когда поле
переменное и е- вынуждены дергаться вперед – назад. И Кролик правильно написала
: дрейфовая скорость – есть распределение по скоростям у которого средняя точка
перемещается . Функция переноса.
Ольга Козлова
Ольга Козлова
88 101
Лучший ответ
скорость течения 11 см/сек - это совсем другое, это некая средняя, посчитанная так, будто все электроны разом начали двигаться. Это, конечно, неверно, большинство электронов вообще не участвуют в этом, сидят на своих местах в атомах.

я вот пытался разобраться с тем же вопросом где-то год назад. Спрашивал нескольких физиков, получил кучу ответов.
например:
1. Электроны ведут себя как газ, поле источника создает какой-то их избыток/недостаток на концах, дальше бежит типа волны плотности, возникает общее течение. Типа как насосом в трубу начали качать - молекулы газа побежали, их средняя скорость очень мала (примерно как скорость поршня) , но плотность-то побежит выравниваться со скоростью звука в газе, то есть на много порядков быстрее. Все бы ничего, но тогда скорость сигналов в проводе была бы порядка тепловой скорости электронов, то есть порядка на три меньше скорости света.

2. Электроны вообще не болтаются свободно, они просто быстро перескакивают от атома к атому. Соотвтественно, избыток электронов ведет к деформации электронных оболочек и частым перескокам. Так что надо смотреть не на средние скорости болтания, а на скорость деформации оболочки атома, а это порядка скорости света.

3. Вообще все не так. По уму надо рассматривать весь провод как один квантовые объект и считать для него волновые функции. Что невозможно :).

Так что ни хрена окончательно не уложилось.
Санек Таиров Модель выбирается в соответствии с тем, что нужно посчитать.
Например, для большинства школьных задач, вполне достаточно считать ток несжимаемой жидкостью.
Кошка Кошка Это где ж вы таких "физиков" полуграмотных нашли-то.... Волна сгущения электронов - это ж ещё придумать надо!

Хотя по сути 1-ый ответ таки ближе всего к реальности, просто волну элктронной ПЛОТНОСТИ надо заменить на волну СМЕЩЕНИЯ этой самой плотности.. . а она таки бежит со скоростью максвелловской релаксации - типа ёмкость провода на идуктивность провода.. . в соответствии с формулами Хэвисайда как раз.
Татьяна Манаенкова То есть, и не газ, и не жидкость. Есть подозрение, что совокупность СВОБОДНЫХ электронов в металле представляет собой почти абсолютно твёрдое тело. Как ему дали по торцу кувалдой в одном конце, так и сразу же импульс на другом конце ("сразу же" - это значит 160 тыс. км. /сек )
Скорость распространения электрического импульса - это действительно скорость электромагнитной волны В ПРОВОДЕ (то есть по формуле Хэвисайда для длинной линии) . Электроны к этому имеют только то отношение, что это скорость распространения малого СМЕЩЕНИЯ электронной плотности. А передаётся она не по газовым законам, а по электрическим

Кстати, а откуда цифра 160 тыс. км. / сек? ? Это в смысле для 110 Ом?

Хэвисайд вывел формулы для длиной линии, и скорость может быть ЛЮБОЙ

Хотите - сделаю вам и 10 см/сек.... Просто нужна линия с большой ёмкостью и индуктивностью)))))
Татьяна Манаенкова Это для двухпроводной линии. Он назвал его "Телеграфным уравнением". В МФТИ, в курсе физики эту задачку заставляют решать на глазах у экзаменатора. Но это ничего не значит, ибо используют МОДЕЛИ, а не понимание СУТИ ДЕЛА.
ИИ - по стажу? А то, такой вопрос - и от ИИ...
OB
Olga Bondareva
59 746
Ну, если уж так хочется, то электроны в металле представляют собой, скорее, газ.
А ток - акустическая волна, распространяющаяся в этом газе.
Хотя, эта модель всё равно не даёт правильного представления.
Damir Sadenov
Damir Sadenov
90 139
Да, есть некоторое подобие жидкости. Ток передается волной.
В проводнике, не находящемся под напряжением, свободные электроны совершают хаотическое движение со средней скоростью, если не ошибаюсь, порядка 1 км/с. Когда к его концам подаётся напряжение, оно распространяется по проводнику со скоростью света, и все эти электроны, помимо скорости хаотического движения, приобретают - одновременно или почти одновременно - дополнительную упорядоченную скорость, измеряемую см-ами в сек. (Представьте рой мошек, который уносит слабым ветерком. ) В чём проблема?
Алексей Усов
Алексей Усов
63 548
Татьяна Манаенкова Проблема в понимании механизма. Скорость СВОБОДНЫХ электронов в проводнике при комнатной температуре - 11см/сек. Все это знают, но никто не понимает.
постоянный вопрос, электроны движутся 11см в секунду, а электромагнитное поле 300000 км/с и именно оно распространяется по проводнику, и все электроны по всему телеграфному проводу США-Европа медленно поехали со скоростью 11 см/сек. Ток есть количество заряда в секунду, а не скорость его перемещения в проводнике.
Ара Аракелян
Ара Аракелян
86 110
сигнал - это электромагнитная волна. Представьте себе очередь за водкой времен перестройки. скорость человека 5 км/ч, а информация, что открыли магазин передается со скоростью звука.
Представьте длинный поезд из вагонов- электронов длиной с проводник с зазором между муфтами у вагонов. Ток идет - поезд трогается.
Эксперименты показывают, что эт ВЧ течет по поверхности провода. Понимаю так, атомы поверхности провода не имеют соседних связанных с ним атомов проводника. Знать его электроны на внешних орбитах - "беспризорники". Вот они и "работают", а другие - так себе. Ну как в жизни прямо.
Ольга Козлова ВЧ - работает скин - эффект
Вроде того. Одна из более простых моделей тока в проводнике, рассматривает электроны как газ.
Ваня Шамов
Ваня Шамов
1 402

Похожие вопросы