Seberapa cepat bergerak arus listrik melalui kabel

Anda mungkin langsung mengatakan bahwa kecepatan arus listrik adalah sama dengan kecepatan cahaya dan Anda akan salah. Dalam artikel ini saya akan menjelaskan dengan contoh sederhana, bagaimana dan apa mempercepatnya bergerak arus listrik melalui kabel.

Mari kita mengambil contoh, mensimulasikan skenario berikut:

Mari kita bola terhubung ke power supply konstan dua-kawat kabel terlindung, panjang kabel adalah 10 kilometer.

Sekarang jika kita menyalakan saklar di sirkuit ini, bola lampu akan menyala 10 km / 300 000 km / s, dengan 10 km - adalah panjang konduktor dan 300.000 km / s - adalah kecepatan rambat gelombang elektromagnetik (cahaya) dalam vakum.

Artinya, perhitungan, ternyata, bola lampu menyala dengan 0.00003333 detik, atau 33.333 mikrodetik (tidak akan diterima oleh kapasitansi konduktor). Dari ini berikut bahwa "gerakan elektron" tersebar di kawat pemandu dengan kecepatan cahaya.

Tapi fakta bahwa elektron mulai bergerak satu demi satu dengan kecepatan cahaya tidak berarti bahwa mereka bergerak dalam sebuah konduktor dengan kecepatan yang sama.

Di sini, kecepatan cahaya, ini adalah tingkat di mana partikel bermuatan mulai bergerak satu di belakang yang lain, dan bergerak melalui konduktor mereka dapat pada tingkat hanya beberapa milimeter per unit waktu.

Hal ini tidak jelas? Mari saya jelaskan mengapa.

Jadi kami menutup sirkuit dengan menekan saklar. Pada saat ini, elektron mulai meninggalkan terminal negatif dari kami Anda kapasitor, sehingga ada pengurangan medan listrik di dielektrik kapasitor dan elektron (dari konduktor terhubung) mulai pergi terminal positif kapasitor.

Dengan demikian, perbedaan potensial antara pelat kapasitor berkurang. Dan karena fakta bahwa elektron di bagian adjoint konduktor menjadi gerak, mereka kosong ruang yang ditempati oleh elektron dari bagian yang berdekatan kawat (oleh medan elektromagnetik ditutup rantai).

Ini proses pemindahan menyebar lebih jauh melalui konduktor, dan setelah waktu tertentu mencapai bola bersama kami dan penyebab arus yang mengalir itu bersinar.

Ternyata bahwa perubahan medan listrik dalam konduktor didistribusikan segera, tapi melakukan partikel bermuatan memiliki banyak tarif yang lebih rendah.

Analogi dengan air mengalir

Mari kita untuk kemudahan memahami analogi dengan pipa.

Bayangkan adegan berikut: Anda menjalankan pompa air, juga terletak jauh di luar kota dan hanya sebagian kecil dari detik (tekanan perubahan merambat dengan kecepatan rata-rata 1.400 km / s) memiliki dari awal pipa aliran air. Tapi ini bukan air yang sama yang baru saja melewati pompa, "crush" air molekul penyebaran dengan kecepatan tinggi, dan molekul-molekul itu sendiri bergerak pada tingkat yang jauh lebih lambat.

Dan dengan gerakan arus listrik.

Dan bagaimana AC

Nah, tampaknya menjadi arus konstan lebih atau kurang menjadi jelas dan juga bisa menjadi pertanyaan logis kedua: Dan bagaimana hal-hal dengan alternating current?

Bahkan, perbedaan di sini hanya terletak pada kenyataan bahwa arus bolak-balik perubahan arah dengan frekuensi 50 Hertz pada suatu waktu. Tapi itu semua tergantung pada kecepatan faktor yang sama seperti dalam kasus arus searah.

Ringkasan dan Kesimpulan

Jadi, mari kita kembali saat ini. Jadi, jika konduktor tidak terpengaruh oleh medan elektromagnetik, gerak elektron dalam kawat berlangsung sepenuhnya dengan cara yang kacau.

Setelah konduktor adalah efek medan listrik, tergantung pada faktor-faktor seperti suhu bahan konduktor, perbedaan potensial, kecepatan arus listrik dapat bervariasi 0,6-6 milimeter dalam satu satuan waktu. Seperti yang Anda lihat, nilai ini sangat jauh dari kecepatan cahaya. Dan itu dihitung dengan rumus berikut:

Di mana n - kepadatan pembawa bebas, S - konduktor luas penampang, e - muatan partikel, I - intensitas arus.

Itulah yang saya ingin memberitahu Anda tentang kecepatan dari arus listrik melalui kabel. Jika artikel ini berguna bagi Anda, Anda akan menghargai itu Suka. Terima kasih atas perhatian Anda!