Rigward il-konduzzjoni ta 'kondutturi tal-metall, it-teorija tal-konduzzjoni klassika temmen li hemm numru kbir ta' elettroni ħielsa li jistgħu jiċċaqilqu liberament ġewwa l-konduttur tal-metall. Dawn l-elettroni ħielsa jimxu b'mod direzzjonali taħt l-azzjoni tal-forza tal-kamp elettriku biex jiffurmaw kurrent elettriku.
1 Elettron extranukleari ta 'atomi tal-metall
L-atomi kollha huma komposti min-nukleu u l-elettroni ekstranukleari li jiċċaqilqu madwar in-nukleu. Il-forza ċentripetali meħtieġa għall-moviment tal-elettroni barra n-nukleu hija pprovduta mill-forza tal-kamp elettriku Coulomb bejn in-nukleu u l-elettroni. Bosta elettroni ekstranukleari jinsabu f'distanzi differenti min-nukleu barra n-nukleu. L-elettron l-eqreb tan-nukleu għandu l-akbar forza u l-enerġija totali tal-elettron hija l-aktar baxxa. L-elettron l-aktar 'il barra l-aktar 'il bogħod min-nukleu għandu l-inqas forza li torbot min-nukleu, l-enerġija potenzjali tal-elettron hija l-akbar, u l-enerġija totali hija l-akbar. . Minħabba li l-elettron l-aktar 'il barra huwa l-inqas marbut, ħafna drabi jiġi interferit minn atomi ġirien u jiċċaqlaq madwar in-nuklei ġirien. L-atomi tal-metall huma kkombinati f'korp tal-metall ibbażat fuq il-forza ffurmata mill-moviment tal-istralċ reċiproku wara l-interferenza tas-saff ta 'barra tal-elettroni. Minħabba l-forza li torbot żgħir ħafna, il-metall għandu l-karatteristiċi ta 'softness u deformazzjoni faċli meta jissaħħan.
2 Konduttur tal-metall taħt l-azzjoni tal-forza Lorentz (jew forza tal-kamp elettriku indott)
Jekk konduttur tal-metall jaqta 'l-linja manjetika ta' induzzjoni f'kamp manjetiku, l-elettroni barra l-qalba ġewwa l-konduttur ikunu soġġetti għall-forza Lorentz, u l-atomi jkunu polarizzati taħt din l-azzjoni, li jirriżultaw f'forza elettromotiva ta 'polarizzazzjoni atomika. Imma ma jimpurtax kemm hi kbira l-forza ta 'Lorentz, ma tistax tagħmel xogħol fuq l-elettron, iżżid l-enerġija kinetika ta' l-elettron, u tagħmilha ħielsa mir-rabta tan-nukleu. Wara li l-elettron ikun ħieles mir-rabta tan-nukleu, se jkompli jaħdem fuqu, u se jaċċellera fid-direzzjoni tal-forza biex jifforma kurrent elettriku.
3 Kondutturi tal-metall taħt id-distribuzzjoni tal-vultaġġ u l-forza tal-kamp elettriku
Jekk tiġi applikata vultaġġ għaż-żewġt itruf ta 'konduttur tal-metall biex jiffurmaw kamp elettriku ta' distribuzzjoni tal-vultaġġ ġewwa l-konduttur, l-elettroni fis-saff nukleari ta 'barra ġewwa l-konduttur għandhom ikunu soġġetti għall-forza tal-kamp elettriku tad-distribuzzjoni tal-vultaġġ meta jiċċaqilqu madwar in-nukleu, u l-forza tal-kamp elettriku tagħmel xogħol pożittiv fuq l-elettroni. , Biex tiżdied l-enerġija kinetika ta 'l-elettroni, u jkollhom biżżejjed enerġija biex tegħleb il-jasar tan-nukleu, u jsiru elettroni ħielsa barra n-nukleu. Minħabba li biss l-elettroni l-aktar 'il barra fin-nukleu ta' barra għandhom l-akbar enerġija, biex jiffurmaw elettroni ħielsa, huwa meħtieġ li tingħeleb il-gravità nukleari u tagħmel l-inqas xogħol, għalhekk F'ċirkostanzi normali, meta tiġi applikata vultaġġ għaż-żewġt itruf ta 'konduttur, l-elettroni l-aktar 'il barra biss jistgħu jħallu n-nukleu u jsiru elettroni ħielsa. L-elettron l-aktar 'il barra jeħtieġ li jagħmel l-inqas xogħol biex jinqata' mill-jasar tan-nukleu. L-elettroni ħielsa wara li jiffurmaw kurrent fil-fatt mhumiex ħielsa. Min-naħa waħda, huma affettwati mill-forza tal-kamp elettriku tad-distribuzzjoni tal-vultaġġ u l-moviment fid-direzzjoni tal-forza tal-kamp elettriku. Min-naħa l-oħra, mhumiex bla xkiel waqt il-moviment. Għal elettron ċkejken ħafna, l-ispazju ġewwa u barra l-atomu jista 'jingħad li huwa pjuttost espansiv. In-nukleu huwa bħal stilla fl-ispazju kożmiku, filwaqt li l-elettroni ħielsa huma bħal meteor żgħir li jtir fl-ispazju kożmiku. Din l-analoġija mhix xierqa ħafna, minħabba li l-Meteor li jtir fl-ispazju jista 'ma jikkawżax reżistenza minn oġġetti oħra, iżda l-elettroni ħielsa huma soġġetti għal reżistenza. Dan huwa minħabba li l-ispazju barra n-nukleu mhuwiex mingħajr xejn iżda wkoll jorbita l-elettroni ta 'ġewwa, u dawn il-metalli In-numru ta' elettroni ta 'ġewwa huwa ħafna aktar mill-elettroni l-aktar 'il barra li jiffurmaw elettroni ħielsa. Nistgħu wkoll insejħu l-barriera ffurmata mill-elettroni ta 'ġewwa ta' dawn l-atomi bħala gass sħaba ta 'elettroni. Il-gass tas-sħab tal-elettroni huwa ċċarġjat b'mod negattiv, u l-elettroni ħielsa huma wkoll iċċarġjati b'mod negattiv. Għalhekk, jekk l-elettroni ħielsa jittellgħu fil-gass tas-sħab tal-elettroni biex jiffurmaw kurrent elettriku, huwa marbut li jiġi rreżistit mill-gass tas-sħab tal-elettroni. Wara li jiġi ffurmat il-kurrent stabbli, jekk il-vultaġġ fiż-żewġt itruf tal-konduttur jitneħħa f'daqqa, il-kamp elettriku ġewwa l-konduttur jisparixxi, u l-elettroni ħielsa jitilfu l-effett tal-forza tal-kamp elettriku. Ir-reżistenza biss taġixxi fuqha, għalhekk l-elettroni jonqsu u l-veloċità tonqos malajr għal żero. . Imbagħad, taħt l-azzjoni tal-forza gravitazzjonali tan-nukleu, terġa 'lura għall-orbita korrispondenti tas-saff ta' barra tan-nukleu biex tiċċaqlaq madwar in-nukleu.
4 Il-liġi ta' Ohm u l-liġi tar-reżistenza
Fil-proċess tal-fluss tal-kurrent, minħabba r-reżistenza tal-gass tas-sħab tal-elettroni għal elettroni ħielsa, jifforma ċertu ostaklu għall-fluss tal-kurrent, li jipproduċi wkoll ir-reżistenza tal-konduttur. Għandu jiġi nnutat li r-reżistenza ta 'elettroni ħielsa waqt il-moviment mhix ugwali għar-reżistenza tal-konduttur. Ir-reżistenza ta 'elettroni ħielsa ma tfissirx li r-reżistenza tal-konduttur hija kbira. Bil-maqlub, ir-reżistenza tal-konduttur hija kbira, li ma jfissirx li r-reżistenza tal-konduttur hija kbira. Meta timxi f'direzzjoni direzzjonali, ir-reżistenza hija kbira.
5 Konverżjoni tal-Enerġija u l-Liġi ta' Joule
Meta l-vultaġġ jiġi applikat biss għaż-żewġt itruf tal-konduttur, il-forza tal-kamp elettriku tagħmel xogħol pożittiv fuq l-elettroni l-aktar 'il barra tan-nukleu biex tegħleb il-forza li torbot tan-nukleu, iżda x-xogħol magħmul mill-forza tal-kamp elettriku li tegħleb il-forza li torbot tan-nukleu huwa ferm inqas mix-xogħol magħmul mill-fluss tal-kurrent fit-tul{0}}biex tegħleb ir-reżistenza tas-sħaba tal-elettroni. Għalhekk, ix-xogħol li sar biex tingħeleb il-jasar tan-nukleu huwa żgħir ħafna u jista 'jiġi injorat.
Matul l-aċċelerazzjoni ta 'elettroni ħielsa, il-forza tal-kamp elettriku wkoll tagħmel xogħol pożittiv għaliha, iżda minħabba li l-elettron għandu ħin ta' aċċelerazzjoni qasir ħafna u l-ispostament tal-moviment huwa żgħir ħafna (mhux diskuss hawn), il-forza tal-kamp elettriku hija wkoll żgħira ħafna u tista 'tiġi injorata. Għalhekk, wara li l-elettroni ħielsa jiffurmaw kurrent, it-telf ewlieni tal-enerġija tal-kamp elettriku huwa li tegħleb is-sħaba tal-elettroni biex tagħmel xogħol.
6 Il-konduttur enerġizzat jiċċaqlaq f'kamp manjetiku
Fl-analiżi ta 'hawn fuq, meta l-kurrent jgħaddi mill-konduttur, jegħleb biss il-gass tas-sħab tal-elettroni biex jagħmel ix-xogħol. L-ostaklu tal-gass tas-sħab tal-elettroni għall-elettroni ħielsa huwa muri bħala reżistenza, għalhekk tali konduttur jissejjaħ konduttur ta 'reżistenza pura, u ċirkwit b'konduttur ta' reżistenza pur biss fiċ-ċirkwit jissejjaħ ċirkwit ta 'reżistenza pura. Jista 'jidher mill-formuli ta' hawn fuq li ċ-ċirkwit ta 'reżistenza pura jikkonverti x-xogħol elettriku f'enerġija tas-sħana.
Madankollu, il-konduttur enerġizzat se jkun soġġett għall-forza tal-kamp manjetiku (forza tal-ampere) fil-kamp manjetiku. Taħt din il-forza, il-konduttur jibda jiċċaqlaq aktar malajr, jaqta 'l-linji manjetiċi ta' induzzjoni, jippolarizza l-atomi fil-konduttur, u jiġġenera forza elettromottiva polarizzata. Il-formazzjoni ta 'forza elettromotiva indotta terminali se tiġġenera kamp elettriku f'partijiet oħra tal-konduttur ta' barra, u tipproduċi reżistenza għall-elettroni ħielsa li jgħaddu. Sabiex tingħeleb ir-reżistenza, il-kurrent jiġġenera kamp elettriku ta 'distribuzzjoni tal-vultaġġ fl-istess direzzjoni bħall-kurrent fil-konduttur, jagħmel il-kamp elettriku u l-induzzjoni Il-kamp elettriku ġġenerat mill-forza elettromotiva jikkanċella, u b'hekk iżomm l-istabbiltà tal-kurrent, u jiġġenera wkoll vultaġġ fiż-żewġt itruf tal-konduttur. Il-kobor tal-vultaġġ huwa eżattament l-istess bħall-forza elettromotiva indotta u d-direzzjoni hija opposta.
B'dan il-mod, il-forza tal-kamp elettriku tad-distribuzzjoni tal-vultaġġ għandha tegħleb ir-reżistenza ġġenerata mill-forza elettromottiva indotta biex tagħmel xogħol u tikkonsma l-enerġija elettrika. Din l-enerġija hija kkonvertita f'forza ampere biex tagħmel xogħol fuq id-dinja ta 'barra, li tidher fil-forma ta' enerġija mekkanika.
Jekk il-konduttur imqiegħed fil-kamp manjetiku ma jkunx konduttur ideali, allura l-forza tal-kamp elettriku għandha mhux biss tegħleb il-forza elettromotiva indotta biex tagħmel xogħol iżda wkoll tegħleb ir-reżistenza tas-sħaba tal-elettroni biex tagħmel xogħol. Għalhekk, parti mill-enerġija elettrika hija kkonvertita fil-forma ta 'enerġija mekkanika, u parti minnha hija kkonvertita f'enerġija tas-sħana.
7 Provvista ta 'enerġija wara l-fluss tal-kurrent
X'jiġri ġewwa l-provvista ta 'enerġija wara l-flussi tal-kurrent? Peress li l-forza mhux-elettrostatika tista' biss tippolarizza l-atomi u tiġġenera forza elettromottiva fil-provvista tal-enerġija, il-forza mhux-elettrostatika ma tistax tagħmel xogħol fuq l-elettroni, u lanqas ma tista 'tagħmel l-elettroni ta' barra jegħlbu l-jasar ta 'nuklei atomiċi u jsiru elettroni ħielsa, aħseb u ara moviment dirett ta' elettroni biex jiffurmaw kurrent elettriku. , Imbagħad, kif huwa ffurmat il-kurrent ġewwa l-provvista tal-enerġija?
Biex tifforma kurrent fil-provvista tal-enerġija, minbarra li tagħmel l-elettroni ta 'barra jegħlbu l-jasar tan-nukleu, huwa wkoll meħtieġ li tingħeleb ir-reżistenza tas-sħaba tal-elettroni biex twettaq ix-xogħol. Mhux-elettrostatiċi m'għandhom l-ebda funzjoni bħal din. Għalhekk, għandha tiġi ġġenerata distribuzzjoni tal-vultaġġ mill-arblu negattiv tal-provvista tal-enerġija għall-arblu pożittiv fil-provvista tal-enerġija. Fil-kamp elettriku, is-saff ta 'barra tal-elettroni jifforma kurrent taħt l-azzjoni ta' din il-forza tal-kamp elettriku u jiġġenera waqgħa fil-vultaġġ ġewwa l-provvista tal-enerġija. Il-waqgħa tal-vultaġġ hija ogħla mill-potenzjal tal-elettrodu pożittiv, jiġifieri, id-direzzjoni hija mill-elettrodu negattiv għall-elettrodu pożittiv, u d-direzzjoni tal-forza elettromottiva tal-provvista tal-enerġija hija opposta.
