Почему электрический ток в проводниках распространяется со скоростью света?

Question

Почему электрический ток в проводниках распространяется со скоростью света?

александр касьянов Просветленный (20270), закрыт 11 лет назад

Ведь скорость электрона в том же проводнике весьма маленькая.

Answer 1

Во-первых, всё-таки для уединённого проводника МЕНЬШЕ скорости света в вакууме - у проводника как никак индуктивность и ёмкость имеются.

Но вот со скоростью электромагнитной волны вокруг проводника - это верно.

И на расстоянии в несколько тысяч километров и затухание будет велико, и волна придёт совсем не сразу. Так что Вы в своих сомнениях правы - в длинной линии волна распространяется совсем не так, как в вакууме, она вызывает движение электронов на небольшом расстоянии, это движение вызывает новую волну - и именно ТАК и распространяется вдоль провода фронт волны.. . то есть момент, в данном участке проводника возникает ток.

И именно ЭТОТ процесс формально и описывается ЁКОСТЬЮ провода. А влияние магнитного поля тока - ИНДУКТИВНОСТЬ.

Вот и получается, что скорость волны вдоль провода ВОВСЕ НЕ СКОРОСТЬ СВЕТА, а равна 1 делённой на корень из L*C. Правда для провода над поверхностью земли это ПОЧТИ скорость света,

а для двухпроводной линии - и вообще скорость получается строго равной скорости света.

Не вижу, кстати, в вопросе ничего сложного. Телеграфные уравнения (т. е. уравнения Хэвисайда) конечно чуть посложнее Максвелловских, но для понимания сути уравнения и не нужны)))

Answer 2

Роман Сергеевич Искусственный Интеллект (193920) 11 лет назад

А электроны с помощью чего приводяться в движение? С помощью электрического поля, которое с момента рождения вселенной распространяется со скоростью света...

александр касьяновПросветленный (20270) 11 лет назад

Ну и что? А если проводник ( провод) длинною несколько тысяч км? Посчитайте, на сколько ослабнет электро поле, приложенное в начале провода к его концу, сможет ли оно вообще хоть как подействовать на электрон в этом случае?

Роман Сергеевич Искусственный Интеллект (193920) Ну все верно. Если вы сделаете линию такой длины, то на выходе вы почти ничего не получите.. . или для вас это новость?

Answer 3

avs4 Мыслитель (6755) 11 лет назад

Электрическое поле (из-за которого возникает ток) распространяется со скоростью света, потому что фотоны (движущиеся всегда со скоростью света, они же "частицы света") являются переносчиками электромагнитного взаимодействия.

александр касьяновПросветленный (20270) 11 лет назад

Нет, электрический ток это упорядоченное движение электронов. Сила тока - количество электронов, прошедших через единичное сечение за единицу времени. Напряжение - подпор электронов. Так что про фотоны не может быть и речи.

avs4 Мыслитель (6755) Электрическое поле - это фотоны, а электрический ток - это электроны, грубо говоря) Так вот, ток и не распространяется со скоростью света, только поле, которое, кстати, непосредственно связано с напряжением ("подпором электронов").

Answer 4

Электрический ток передается от электрона к электрону. то есть по принципу передай другому))

Answer 5

Блин, сложно в Википедию залезть, посмотреть?

"Скорость направленного движения частиц в проводниках зависит от материала проводника, массы и заряда частиц, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света. За 1 секунду электроны в проводнике перемещаются за счет упорядоченного движения меньше чем на 0,1 мм[7]. Несмотря на это, скорость распространения собственно электрического тока равна скорости света (скорости распространения фронта электромагнитной волны). То есть то место, где электроны изменяют скорость своего движения после изменения напряжения, перемещается со скоростью распространения электромагнитных колебаний. "

Вот цитата. Внимательно читай последнее предложение.

Образно говоря: есть шланг, плотно забитый жесткими шарами. Ты начинаешь проталкивать последний шар со скоростью 1 метр в секунду. Вопрос: через сколько начнет своё движение первый шар?

Ответ: сразу же.

Улавливаешь разницу - хоть скорость шаров в шланге мала, скорость распространения взаимодействия между шарами очень велика. Для абсолютно несжимаемых шаров она тоже равна скорости света.

Answer 6

Хотите правду, от которой сейчас взвоют теоретики, потому как руки не оттуда выросли и проверить на практике слабо? Электрический ток это серия импульсов, передаваемых оболочками атомов. Посмотрите законы распространения импульса и всё станет на свои места. Заодно и поймёте что отличает проводники от диэлектриков, дабы не подводя напряжения, просто по укладке молекул вещества, сразу понимать где проводник, а где диэлектрик.

Answer 7

Бабайка Креветкина абсолюбно прав (а) !!!Этот вопрос, кстати, как сейчас помню, был один из самых каверзных по физике))

Answer 8

Вообще действительно непонятно - почему со скоростью света. Рассмотрим проводник длиной миллион километров, и соединим им два электрометра - один заряженный, а другой нет. Ясно, что заряд одного электрометра на расстоянии миллион километров практически не почувствуется, поэтому бессмысленно смотреть на скорость распространения поля. А чтобы пошел ток, должно произойти перераспределение зарядов по всему проводнику. Причем сначала должны переместиться ближайшие к заряженному электрометру, потом следующие и так далее. У электрона есть масса и для перераспределения должно пройти время. Мне кажется, что скорость должна быть меньше скорости света и как-то зависеть от массы электрона. А вот емкость проводника (из первого ответа) вроде бы массу электрона не учитывает. Хотя пока мы будем протягивать провод, в нем уже перераспределятся заряды, и при замыкании цепи ток, наверное, распространится со скоростью света.