전압이 두 점에서 같으면 왜 전자가 움직일까요? [복제]
A 지점과 B 지점에 동일한 전압이 있다는 것을 알고 있는데 왜 전자가 한 지점에서 다른 지점으로 이동합니까?
답변
"우리는 지점 A와 B에서 동일한 전압이 있음을 알고 있습니다." 없습니다. 전선을 통해 전류를 구동하기에 A와 B 사이에 충분한 전압 차이가 있습니다. A와 B 사이의 와이어 저항은 매우 낮으므로 매우 작은 전압 차이 만 필요합니다.
같은 이유로 물체는 힘을 가하지 않고 마찰이없는 표면에서 이론적으로 일정한 속도로 미끄러질 수 있으며, 점 사이에 저항이 0이면 A와 B 사이에 전압없이 전자가 이론적으로 점 A와 B 사이를 흐를 수 있습니다. 전기 저항은 기계적 마찰과 유사합니다.
그러나 현실 세계에는 마찰이 없거나 저항이없는 것과 같은 것이 없습니다 (저온 초전도체는 예외). 전기 회로도에서 전기 구성 요소를 연결하는 와이어는 구성 요소보다 저항이 훨씬 적어 무시할 수 있으므로 와이어를 따라 전압 차이가 발생하지 않는다고 가정합니다.
그러면 저항을 통과 한 후 전자의 속도가 작아 질까요?
아니요, 그것은 일반적인 오해입니다.
저항기의 전류 (저항기의 모든 단면적에 걸친 전하 전송 속도)는 저항기 전체에서 동일합니다. 전자는 저항을 통해 이동할 때 평균적으로 느려지지 않습니다. 단위 시간당 전자가 저항에 들어가는 것보다 빠져 나가면 전자가 저항에 쌓이게되는데 이는 일어나지 않습니다. 그러나 두 지점 사이의 주어진 전압에 대해 지점 사이의 저항이 클수록 전류가 낮아집니다 ( 모든 전자가 저항을 통해 이동 하는 속도가 느려짐 ).
저항기에서 전자가 느려지지 않는 이유는 저항기에 가해진 전계의 힘에 의해 열이 지속적으로 보충됨에 따라 저항기의 원자 및 분자와 충돌하여 전자가 잃는 운동 에너지 때문입니다. , 전자의 평균 운동 에너지는 일정하게 유지됩니다 (전자의 평균 드리프트 속도는 일정하게 유지됨). 기계적 비유는 마찰이있는 표면에서 물체를 일정한 속도로 밀어내는 것입니다.
도움이 되었기를 바랍니다.
나는 이것이 "강이 평평하다면 왜 물이 움직이는가?"라고 묻는 것과 같을 까 두렵다. 물이 압력을 받고 있기 때문입니다.
전압은 압력과 비슷합니다. 혼란의 지점은 배터리가 "압력"(전위 차이)을 생성한다는 사실을 무시하기 때문에 발생합니다. 그리고 당신이 묻는 것은 "왜 강물이 길이를 따라 두 지점에서 같은 압력을 가지고 있는가?"입니다.
아마도 당신이 잊은 것은 실제로 한 지점에서 전압을 측정 할 수 없다는 것입니다. 기준점을 기준으로 측정해야합니다. 전선의 임의의 두 지점과 "접지"간의 전위차가 동일하다는 것을 잊었습니다. 매우 단순한 관점에서 볼 때 전자를 움직이는 것은 "접지"기준 (또는 좀 더 정확하게는 기준과 테스트 지점 사이의 전압 전위)입니다.
마찰이없는 파이프를 통해 물을 펌핑하면 물이 움직이는 이유는 무엇입니까? 펌프에서 밀어내는 물이 있기 때문에 움직입니다. 이 힘은 한 분자에서 다음 분자로 전달됩니다. 물 분자 사이의 힘은 평균을 내고 싶어하기 때문에 물 전체가 움직여야합니다. 전자는 서로를 밀어냅니다. 전자를 와이어의 한쪽 끝으로 강제로 밀어 넣고 이동할 어딘가가있는 경우 서로 간의 평균 거리를 일정하게 유지하여 (정전기 반발에 의해) 전류 싱크로 이동해야합니다. 끝에서 끝까지 연결된 일련의 압축 스프링을 상상해보십시오. 한쪽 끝을 누르면 측정 된 압력이 둘 사이에 동일하더라도 모두 움직입니다.
사실 이것이 한쪽 끝을 밀면 솔리드가 움직이는 이유입니다. 당신은 수백만 개의 작은 스프링을 압축하고 있으며 마찰이 없을 때이 압력은 고체의 길이를 따라 균일하게 될 것입니다.
이상적인 전선에서 $R_{ab} $ 이다 $0$따라서 전자는 저항이 0이고 이동 방향은 변하지 않습니다.