To zmiany w polach wewnątrz i wokół drutu, które poruszają się z prędkością światła. Wyobraź sobie drut jako pustą rurkę pełną elektronów. Kiedy nie ma prądu, wszystkie elektrony siedzą tam, odpychając się nawzajem, ale ponieważ nie ma dokąd pójść, po prostu siedzą nieruchomo.

Kiedy elektron z tyłu drutu zaczyna być popychany (na przykład przez baterię), zbliża się do swoich sąsiadów z przodu, co następnie popycha ich do przodu. Elektrony te zaczynają się poruszać, co powoduje, że zaczynają naciskać na swoich sąsiadów. W końcu wszystkie elektrony przemieszczają się wzdłuż przewodu.

Szybkość, z jaką elektrony słyszą o poruszaniu się swoich sąsiadów, określa, jak szybko sygnał przemieszcza się po przewodzie. Nic w tym procesie nie wymaga tak naprawdę szybkiego przemieszczania się elektronów, wystarczy, że sąsiedzi szybko poczują zmiany.

To wszystko jest ogromnym uproszczeniem, w rzeczywistości istnieje ciągłe pole elektryczne, a wokół drutu generowane jest pole magnetyczne i oczywiście drut nie jest pusty, ale ten rysunek może pomóc w uzyskaniu koncepcji.

Czy moglibyśmy porównać to do czegoś takiego?Wyobraź sobie naprawdę długi pociąg z ogromną liczbą trenerów.Silnik zaczyna się poruszać bardzo, bardzo wolno.W jednej chwili ostatni trener również zaczyna się ruszać.Prędkość lokomotywy nie ma żadnego związku z prędkością, z jaką propagowane są informacje o ruszającym się pociągu .

Elektrony są jak autokary

Same elektrony poruszają się z niesamowitą prędkością ułamków milimetra na sekundę.Są jednak tak blisko siebie, że nieustannie wpadają na siebie.To sprawia, że sygnał elektryczny przemieszcza się po przewodzie z prędkością zwykle około 2/3 prędkości światła.Ta prędkość może być również skutecznie spowolniona przez różne elementy obwodu.Sygnał w kablu koncentrycznym będzie przemieszczał się wolniej niż sygnał w swobodnie zwisającym przewodzie.Zobacz wikipedię o współczynniku prędkości, aby uzyskać więcej informacji na ten temat, szczególnie część o współczynniku prędkości w bezstratnej linii przesyłowej.

Jeśli chodzi o „efekt elektryczny”, prawdopodobnie mówi on o promieniowaniu elektromagnetycznym, które może być wytwarzane przez pewne oscylacje w obwodach (zmiany w polu elektrycznym powodujące fale radiowe, przemieszczanie się elektronów między stanami energii w diodach LED itp.).W próżni poruszają się z prędkością światła, ponieważ promieniowanie elektromagnetyczne jest światłem i odwrotnie.

Elektrony poruszają się losowo z powodu energii cieplnej (dokładniej w przypadku energii Fermiego, gdy zaczniesz myśleć w kategoriach kwantowych). Jednak ten losowy ruch nie ma wpływu netto na dużą skalę, poza generowaniem szumu Johnsona.

Na ten losowy ruch nałożona jest prędkość dryfu, czyli tempo ślimaka, spowodowane prądem makroskopowym. Każde 64 g miedzi ma ładunek faraday w swoich swobodnych elektronach (96500 kulombów), więc nie muszą się szybko poruszać, aby wytworzyć duży prąd.

Pola elektryczne i magnetyczne poruszają się z prędkością światła w medium izolacyjnym wokół przewodu i to właśnie przenosi sygnał i kontroluje wszystko - prąd w przewodzie reaguje na pole elektryczne, zaczynając od powierzchni i opadając w większość metalu w zależności od efektu naskórkowania.

Na częstotliwościach radiowych cały prąd jest przenoszony przez zewnętrzne kilka mikronów przewodnika, prawie cała akcja odbywa się w przestrzeni lub izolatorze wokół przewodu (lub wewnątrz falowodu).

Tak, 1) elektrony przemieszczają się niezwykle wolno, aw systemach prądu przemiennego stale zatrzymują się i zmieniają kierunek, 2) metalowe druty są zawsze wypełnione ogromnymi ilościami elektronów, 3) baterie i generatory są pompami elektronowymi i one nie ” twórz lub „generuj” pompowane elektrony.

„Tajemniczy sygnał” jest właśnie tym. Ma różne nazwy: sygnały elektryczne, energia elektromagnetyczna, fale elektryczne, fale EM. Porusza się z prędkością światła, ponieważ JEST światło / radio / EM. Jeśli mamy pierścień ruchomych elektronów (obwód metalowy) i jeśli nagle zastosujemy siłę pompującą w jednym miejscu, fale elektromagnetyczne będą rozprzestrzeniać się po obwodzie z prędkością światła, aż wszystkie ładunki metalu otrzymają wiadomość 'i zacznij się ruszać.

Podobne pytanie: co sprzedają firmy elektryczne? Brak prądu, ponieważ ścieżka dla prądu jest zamkniętą pętlą. Sprzedają fale radiowe 60 Hz, ale fale wysyłane przez linie transmisyjne i pochłaniane przez odległe silniki i światła. W okablowaniu domowym i wewnątrz długich linii przesyłowych elektrony wibrują tam iz powrotem, ale fale elektromagnetyczne nieustannie przemieszczają się do przodu. Nie pomyl „medium” z „falami”. W pustej przestrzeni światło i radio nie wymagają żadnego medium, ale jeśli fale elektromagnetyczne przemieszczają się wzdłuż przewodów, ruchome elektrony działają jako „medium” dla propagacji fal elektromagnetycznych.

Oto jeden mylący aspekt: przepływ fal EM nie ma ograniczenia częstotliwości i działa aż do zera Hz.Opis pól EM 2-przewodowych linii transmisyjnych będzie dotyczył również latarek.Kiedy bateria zapala żarówkę, fale EM przemieszczają się z baterii do żarówki z prędkością światła.Efekt ten jest oczywisty dla generatorów sygnału 100 MHz, ale pozostaje taki sam dla 60 Hz i dla prądu stałego.W systemach prądu stałego możemy wykryć szybki przepływ energii tylko wtedy, gdy nagle uruchomimy lub zatrzymamy przepływ, aby wytworzyć ostrą krawędź, którą można śledzić.I tak, inna nazwa dla twojego tajemniczego sygnału może brzmieć: „Energia fal DC!”:)

• Kraus: przepływ energii EM w obwodach
• Pola linii przesyłowych DC
• Książka: „The Fields of Electronics”
• Elektrostatyka prostych obwodów
• Więcej linków ...