題:
如果電子在電路中緩慢移動,那麼以光速傳播的是什麼信號或能量?
Sedumjoy
2017-02-23 10:42:21 UTC
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我正在閱讀《無線電理論手冊》,並與說電子正在以蝸牛的速度在電線中移動的說法相混淆。但是它繼續說“電效應”是瞬時的。我認為他是指光速。那麼,導線中以光速運動的這種神秘的電信號是什麼?是EMF嗎?根據定義,電流是電子的流動。但是,據說電子的傳播速度慢嗎?不可能有矛盾。我正在尋求幫助以澄清這一點。謝謝。還有一個問題“電壓是電子的速度嗎?這不是同一個問題。我不是在問電壓。我是在問明顯的矛盾,這是因為作為電子流動的電流幾乎具有瞬時作用。

儘管電子不是一個相同的問題,但是那裡有足夠的有用信息以及所有出色的響應,使我的問題得到了很好的解釋。
請參閱[this](http://electronics.stackexchange.com/a/103277/38335)答案;這是一個很好的:)
在小學階段,他們將電定義為電荷流,但是在物理學中,電量本身就是電荷。這導致很多不必要的混亂。(“電”僅僅是電的運動嗎?)一種解決問題的方法是聲明存在電荷,電流和EM能量,但是沒有“電”之類的東西。
導電分子的工作方式類似於(但比其快得多)在體育場內的武器波動……但遷移緩慢。對於電子設計中的任何事物,我們都不會使用緩慢的遷移速度。
電子不會緩慢移動。他們的動作非常快,他們只是不斷地改變方向,所以他們並沒有在任何特定的方向上迅速地取得重大進展。
相比之下,聲音以聲速前進,而空氣僅以風速前進。
[this](http://electronics.stackexchange.com/a/103521/18035)答案,第(3)點很好地說明了這一點。特別是關於水管的部分。
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感到驚訝的是我還沒有看到漂移速度一詞。
電場
五 答案:
Austin
2017-02-23 10:59:40 UTC
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電線內部和周圍區域的變化以光速傳播。可以將導線想像成充滿電子的空心管。當沒有電流時,所有電子都坐在那裡,彼此排斥,但是由於無處可走,它們只是靜止不動。

當導線背面的電子開始被推動時(例如,由電池推動),它靠近前方的鄰居,然後將其向前推動。這些電子開始移動,然後使它們開始推動它們的它們的鄰居。最終,所有電子都沿著導線移動。

電子聽到鄰居移動的速度決定了信號沿導線傳輸的速度。實際上,關於此過程的任何要求都不需要電子實際上快速移動到任何地方,只要它們的鄰居感覺到快速變化即可。

這都是極大的簡化,實際上存在一個連續的電場,並且導線周圍產生磁場,當然導線不是空心的,但是這張圖片可以幫助您理解這一概念。

Arkadeb Sengupta
2017-02-23 10:55:29 UTC
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我們可以將其類似嗎?想像一下,有很多教練的很長的火車。引擎開始非常非常緩慢地運動。立即,最後一位教練也開始行動。引擎的速度與火車開始行駛的信息的傳播速度沒有任何關係。

電子就像教練。

其他示例:即使沒有風,聲音也以聲音的速度傳播。信號不是由粒子攜帶的,而是由粒子之間的相互作用攜帶的。
在火車上,由於轎廂之間的鬆弛聯軸器承受載荷,因此經常會產生一系列的“砰”聲,這與前部的速度有關,因為每部轎廂在向後部的轎廂施加張力之前必須移動一定的距離。如果要使用物理示例,請使用一根繩子將其綁在牆上。輕拂另一端。琴弦向牆壁方向移動的速度有多快?顯然,它根本沒有朝那個方向移動,但是琴弦上的波浪仍然在那裡。
Los Frijoles
2017-02-23 10:57:43 UTC
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電子本身以每秒幾分之一毫米的光速運動。但是,它們彼此之間如此親密,以至於它們不斷碰撞。這使得電信號沿電線傳輸的速度通常約為光速的2/3倍。各種電路元件也可以有效地減慢該速度。同軸電纜內的信號傳播的速度將比自由懸掛電線中的信號傳播的速度慢。有關詳細信息,請參見關於速度係數的維基百科,尤其是有關無損傳輸線中的速度係數的部分。

關於“電效應”,他可能在談論由電路中的某些振盪(電場的變化導致無線電波,電子在LED的能量狀態之間移動等)可能產生的電磁輻射。它們在真空中以光速傳播,因為電磁輻射是光,反之亦然。

您將運動與淨運動(體速度或漂移速度)混淆了。
Wiki文章提供了波傳播的名稱和描述。
Mark Tillotson
2017-02-23 18:07:14 UTC
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由於熱能(一旦開始用量子術語思考,電子就更可能以費米能發生隨機運動)。但是,該隨機運動除了產生約翰遜噪聲外,在很大程度上沒有任何淨作用。

由於宏觀電流,漂移速度(蝸牛的步伐)疊加在該隨機運動上。每64g左右的銅在其自由電子(96500庫侖)中都有法拉第電荷,因此它們不必快速移動即可產生大電流。

電場和磁場以光速在電線周圍的絕緣介質中移動,這就是信號的傳遞並控制一切-電線中的電流響應電場,從表面開始並向下作用根據集膚效果進入金屬中。

在射頻下,所有電流都在導體的最外層微米中傳播,幾乎所有作用都在導線周圍的空間或絕緣體中(或在波導內部)

您的評論是基於量子力學的,但有趣的是,它們似乎很好地涵蓋了《無線電理論手冊》中描述的效果。
我等了很久才編輯我的評論。我剛剛注意到您說“電場和磁場在絕緣介質中以光速運動”。為什麼選擇絕緣介質?為什麼不使用導線或空白空間呢?
固態銅內部的@Sedumjoy, EM波會減慢,傳播速度約為米/秒。這是集膚效應的起源,在這裡,波浪大約需要10mSec才能向內穿過10mm,進入銅纜。同時,電能(EM波)以光速沿銅傳輸線縱向湧動。添加一些塑料絕緣材料(或使用同軸電纜),然後波浪將以塑料的光速移動得更慢。
wbeaty
2017-02-23 12:56:34 UTC
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是的,1)電子的傳播非常緩慢,在交流電系統中,電子不斷地停止和反向運動; 2)金屬線中總是充滿大量的電子; 3)電池和發電機是電子泵,而不能創造或“產生”被泵浦的電子。

“神秘信號”正是如此。它有各種名稱:電信號,電磁能,電波,EM波。它以光速傳播,因為它是 IS light / radio / EM。如果我們有一圈可移動的電子(金屬電路),並且突然在一個點上施加泵浦力,則電磁波將以光速傳播到整個電路中,直到所有金屬的電荷都得到信息為止並開始移動。

類似的問題:電力公司賣什麼?不是電流,因為電流路徑是一個閉環。他們出售60Hz的無線電波,但這些波是通過傳輸線發送的,並被遠處的電動機和燈吸收。在您的家庭佈線內部和較長的傳輸線內部,電子會來回振動,但是EM波不斷向前傳播。不要將“媒介”誤認為是“波浪”。在空曠的空間中,光和無線電不需要任何介質,但是如果電磁波沿著電線傳播,則可移動電子將充當EM波傳播的“媒介”。

這是一個令人困惑的方面:EM波的流動沒有頻率限制,並且一直運行到零Hz。2線傳輸線的EM字段描述也適用於手電筒。當電池點亮燈泡時,EM波以光速從電池到燈泡傳播。對於100MHz信號發生器,這種影響變得明顯,但是對於60Hz和DC,這種影響保持不變。在直流系統中,只有突然啟動或停止流量,我們才能檢測到高速能流,以產生可以跟踪的尖銳邊緣。因此,您的神秘信號的另一個名稱可能是:“直流電波能量!”:)

我幾乎希望我從《電子領域》一書而不是《無線電理論手冊》開始,其他資源可以很好地補充我正在使用的書。


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