Почему электроны не идут по более короткому пути в катушках?

Ниже медная катушка, предположительно образующая электромагнит. Насколько я понимаю, электроны движутся вокруг катушки, создавая магнитное поле. Но почему электроны не прыгают по проводам и не идут по кратчайшему пути?

Ниже я попытался нарисовать путь, который имел бы (для меня) смысл для электронов:

— Жуань
источник

Провод покрыт изолирующим слоем.

— Чамод

Всегда ли такие катушки изолированы? Даже те действительно маленькие провода, образующие катушку?

— Руан

@Ruan Особенно это так называемый "магнитный провод".

— Нгуен

@Ruan Я бы сказал, что они всегда изолированы, потому что, когда мы помещаем катушку в систему, мы хотим, чтобы электричество проходило через нее, а не сокращало ее. Я сомневаюсь только в «всегда», потому что может быть какая-то сверхэкзотическая ситуация, когда ты хотел коротких. Возможно, есть время, когда вы хотите, чтобы к чему-то было сплошное медное кольцо, но из-за некоторых механических свойств вы хотите сделать его из проволоки, а не из одного сплошного куска. Я не могу вспомнить ни одного случая, когда это произошло, но инженеры-электрики - умная связка!

— Корт Аммон

Катушки @Ruan могут быть сделаны из оголенного провода, но они должны иметь свободные повороты (не касаться) и не могут выдерживать высокие напряжения. Существует не так много коммерческих ситуаций, где это полезно, но вы можете увидеть это в хобби-проекте.

— Хоббс

Ответы:

100

Этот тип проволоки, используемой для изготовления катушек, обычно называют «магнитной проволокой». https://en.wikipedia.org/wiki/Magnet_wire

Похоже, что это голая медь, но на самом деле она покрыта очень тонким слоем прозрачной изоляции. В противном случае вы абсолютно правы - если бы провод был действительно оголенным, катушка не сработала бы, потому что ток мог бы перерезаться прямо от одного провода к другому.

— Гленн Виллен
источник

Это имеет смысл, по какой-то причине я не смог найти ответ в Интернете, спасибо

— Руан

Обмотки тщательно наслоены, особенно на высоковольтных устройствах, так что соседние слои не имеют больших разностей потенциалов. Это уменьшает нагрузку на изоляционные слои, поэтому не имеет значения, являются ли они тонкими или имеют повреждения.

— Ролингер

И если вы когда-либо допустили ошибку, думая, что это просто оголенный провод, вы очень быстро обнаружите, что не можете припаять его, потому что изоляция горит, а затем мешает, предотвращая прилипание. При пайке такого провода обычно приходится химически зачищать конец, чтобы он не был изолирован в первую очередь.

— Корт Аммон

А случайное повреждение изоляции (или растрескивание, вызванное воздействием тепла или агрессивных сред, чрезмерным индуктивным движением катушки или ...) приводит к коротким замыканиям, при которых ток сокращается по пути, что делает магнит менее эффективным.

— dmckee

@CortAmmon В зависимости от толщины можно снять изоляцию с конца, просто окунув ее в расплавленный припой (на кончик вашего паяльника) на несколько секунд. Вы увидите, что он курит, а лак горит

— slebetman

Иногда они выбирают кратчайший путь, когда они не должны. Как уже говорили другие, провода обычно изолированы. Однако, если ток, протекающий в магните, внезапно прерывается (скажем, разомкнутой цепью), напряжение будет расти до тех пор, пока эти электроны не «уйдут» - либо из-за искрения через воздушный зазор, либо из-за прорыва изоляции.

— Дирк Брюер
источник

Подумайте о воде в ваших трубах. Вода течет в трубах, пока давление не слишком велико. Но при достаточно высоком давлении вода выходит и в конечном итоге течет к самой низкой точке. Это может произойти, если к индуктору внезапно будет приложено очень высокое напряжение. Конечно, индуктор может выйти из строя другими способами: чрезмерный ток в течение слишком долгого времени вызовет нагрев, который разрушит изоляцию, и у вас возникнут проблемы с курением ...

— richard1941