Электричество идет от отрицательного к положительному или наоборот?

10

Общеизвестно, что электроны переходят от отрицательного к положительному, но я заметил, что часто направление тока игнорируется. Например, резистор часто ставится ПОСЛЕ светодиода, или диод ставится наоборот. Почему направление потока часто игнорируется в электронике?

current

14

Установка резистора до или после светодиода не имеет никакого отношения к тому, в каком направлении течет электроны или ток.

— Олин Латроп

3

И направление тока НИКОГДА не игнорируется, просто его обычно принимают за противоположное потоку электронов.

— Clabacchio

2

Бесстыдная вилка! (По совпадению, я также обратился к вашему вопросу об резисторах )

— BlueRaja - Дэнни Пфлугхофт

3

В каком направлении течет вакуум в шланге пылесоса?

— суперкат

«Электричество» как фраза очень похоже на «механику»; это область физики. Физика никуда не течет. Но мы могли бы сказать, что электрический ток течет.

— ntoskrnl

13

Электроны имеют отрицательный заряд. Ток кулонов в секунду. Кулоны положительны, поэтому кулон, движущийся в одном направлении, на самом деле вызван электронами, движущимися в другом направлении в мета.

Когда мы обсуждаем ток, мы обсуждаем поток частиц положительного заряда. Если поток тока фактически состоит из отрицательных частиц, движущихся в противоположном направлении, это не имеет значения, то есть два отрицания, которые отменяются. Это всего лишь случай математики и знака соглашения.

Единственный раз, когда вы обращаете внимание на фактические носители, это что-то вроде полупроводника, где вам нужно знать, что происходит, когда вы путешествуете с электронными носителями в «дырах» зоны проводимости в зоне носителей. Дырки являются носителями положительного заряда, но это потому, что мы считаем отсутствие электрона, фактический ток все еще состоит из множества электронов, медленно дрейфующих.

Ток всегда электроны?

На самом деле, если вы когда-либо моделируете электрические системы в теле, вы обнаружите, что вы можете точно моделировать нейрон, используя транзисторную сеть и тому подобное. Большая часть тока относится к ионам, таким как калий. Это означает, что у вас действительно есть движение статей с положительным зарядом. Он все еще изображен в виде схемы, потому что не имеет значения, что является носителем заряда, пока ваша схема хорошо моделирует электрические свойства.

Электрон движет власть?

Часто люди думают, что ваша сила - это электрон. На самом деле вы посылаете электромагнитные сигналы. Вы можете замедлить скорость вашего сигнала (то есть мощность), распространяющегося по длинной паре проводов (один сигнал и один сигнал возвращаются), изменяя диэлектрик между ними. Это означает, что два неэкранированных медных провода, просто сидящие в космосе, на самом деле будут иметь свой сигнал, движущийся со скоростью света. Ваш коаксиальный кабель, вероятно, будет путешествовать со скоростью, близкой к двум третям скорости света. Дрейфующие электроны являются функцией электрического поля, которое присутствует. Если бы вы измерили, насколько быстро дрейфуют электроны, вы бы нашли его порядка нескольких метров в секунду.

— Kortuk
источник

Как меня учили, электроны движутся со скоростью света; но, чтобы сформировать ток, эффективное движение является производным от этих электронов, которое, тем не менее, быстрее, потому что сигнал посылается не электроном, путешествующим по проводу, а электромагнитным сигналом, вызывающим дрейф всех электронов вместе. Плюс или минус.

— Clabacchio

@clabacchio Это более или менее правильно. Скорость проходящего по проводу электромагнитного сигнала составляет порядка 40–90% скорости света. Но скорость движения реальных электронов, называемая скоростью дрейфа, составляет около нескольких миллиметров в секунду.

1

@clabacchio, электроны не двигаются со скоростью света, но, как говорит Дэвид, это в значительной степени совпадает. У них есть чистая скорость дрейфа, но они являются частицей в дорожной пробке.

— Кортук

@Kortuk Я признаю свое невежество по этому поводу, но я не знаю, как измеряется эта скорость, так как по принципу Хейсберга вы не можете наблюдать электрон, не вмешиваясь в него.

— Clabacchio

@clabacchio, директор Гейзенберга, утверждает, что вы не можете знать положение и скорость с более чем определенной степенью точности. В нем не говорится, что вы не можете измерить и то и другое, просто есть некоторая неточность. Электроны начинают ускоряться и затем нормально взаимодействуют с другими атомами в металле. В физике устройств вы часто вычисляете средний свободный путь . Это приводит к определению скорости дрейфа . Я надеюсь, что это поможет некоторым.

— Кортук

11

Как вы заметили, люди часто не знают и не заботятся. К счастью, для 99% людей это не имеет значения. Общепринятым является то, что он переходит от + к -, и всем инженерам полезно придерживаться этого соглашения, чтобы просто было легче общаться с другими инженерами.

Единственные люди, для которых это действительно важно, - это либо люди, разрабатывающие чипы (не люди, разрабатывающие чипы WITH), и некоторые физики. Некоторые люди считают, что это действительно важно, но они обычно педантичные пьяницы на братских вечеринках, с которыми никто не хочет быть.

Для записи, ограничивающий ток резистор, часто находящийся рядом со светодиодом, может проходить с любой стороны светодиода без каких-либо побочных эффектов.

+1 для токоограничивающего резистора, я просто всегда помещаю его выше моего светодиода в зависимости от того, где я его положил, я забываю, что некоторые считают это обязательным требованием. Я хотел бы отметить, я думаю, что основной момент здесь состоит в том, что миллиард электронов будет иметь отрицательное значение в кулонах, это означает, что когда ток течет, вы определяете, каким образом он движется. если вы знаете, что ваш оператор отрицательно заряжен, вы говорите, что он идет от - до +.

— Кортук

4

Единственная причина, по которой текущее направление не учитывается в подобных сценариях, заключается в том, что в этих сценариях оно не имеет большого значения.

Нет тока, пока цепь не будет завершена, и цепь не будет завершена, пока вы не подключите и светодиод, и резистор. После того, как они соединены последовательно, не имеет значения, что из этого следует в схеме, поскольку целью резистора является ограничение тока в цепи, а последний зависит от суммы сопротивлений светодиода и резистора (и других параметров). которые не меняются при замене резистора и светодиода, поэтому я просто игнорирую их в этом ответе), и эта сумма не зависит от того, находится ли резистор после светодиода или перед ним .

Так что да, может быть, идеологически было бы лучше подключить их в определенном порядке, чтобы ток «не достигал светодиода напрямую, а только через резистор», но практически не имел значения. И поверьте мне, в тех случаях, когда это имеет значение (например, сверхвысокое напряжение, которое приводит к разрушению изоляции, если сопротивление оказывается немного ниже необходимого), никто не пренебрегает вещами, которые кажутся незначительными. И нет, я понятия не имею, имеет ли значение направление тока в сценариях высокого напряжения.

— Sharptooth
источник

2

Могу ли я отказаться от педантичной теории из моего университета :)

Как отмечали другие ребята, ток, который течет от «плюс» до «минус», является лишь традиционным способом представления явлений. Это связано с тем, что электроны по определению имеют отрицательный заряд, и, вероятно, сам этот факт является условием, которое предпочитает давать положительный знак протонам, находящимся в ядре атома. Затем, имея дело с отрицательными значениями (которые возникают из-за отрицательного заряда бла-бла-бла), это раздражает, отсюда и решение считать ток противоположным движению электронов.

Рассказ о потенциалах и полях

Другая точка зрения состоит в том, что всегда из-за отрицательного носителя заряда электрический потенциал (который определяет напряжения) отрицателен, когда электронов больше, поэтому положительно, когда электронов меньше, и можно ожидать, что ток течет от более высокий потенциал к низшему, как объекты, когда падают.

Это не влияет на порядок компонентов в одной ветви схемы, так как ток (для принципа консервативных полей и бла-бла-бла) одинаков во всей ветви. Для более глубокого анализа посмотрите это . Рассматривайте это как трубу с водой под давлением: теоретически не имеет значения, находится ли турбина до или после узкого места, поскольку последнее в любом случае будет влиять на количество воды, которая течет в трубе.

Диод

Диод все еще прост, чтобы понять, что он делает (в основном, ток течет в одном направлении, а не в другом; противоположные вещи для электронов), и сложнее понять, почему он так поступает.

Отверстия

А что касается «дырок», они используются потому, что в физике полупроводников, и больше при работе с легированными полупроводниками, есть материалы (или, лучше, легированные материалы), которые имеют меньше электронов в валентной зоне и берут электроны из близких мест в зона проводимости, создающая ток. Но это гораздо проще, если говорить о дырах, проходящих в зоне проводимости.

— клабаккио
источник