बिजली कितनी तेजी से बहती है?

Question

मैं समय-समय पर बिजली के निम्न-स्तर के भौतिकी पर भ्रमित हो जाता हूं। यह " बिजली किस तरह से एक सर्किट को बिजली देता है" में आया , और मुझे यह पूरी तरह से नहीं मिला।

बिजली कितनी तेजी से बहती है? एक तार की तुलना में एक इलेक्ट्रॉन को रोकने में गति भिन्न होती है? फर्क पड़ता है क्या? या इलेक्ट्रॉन के प्रभाव केवल महत्वपूर्ण चीज हैं, अमूर्त के निचले स्तर अभ्यास में उपयोगी नहीं हैं?

मुझे पता है कि इस विषय पर पहले से ही सामग्री है, और मैंने उनमें से कुछ को पढ़ा है। मुझे लगता है कि इस साइट पर सवाल होने से उम्र-पुराने सवाल के कुछ दिलचस्प जवाब मिल सकते हैं।

के लिए बोनस अंक:

• आम गलतफहमी को पहचानना और दूर करना
• एक तरह से समझाते हुए कि कोई हाईस्कूल डिप्लोमा वाला व्यक्ति समझ सकता है, बिना उसकी देखरेख के इतना गलत

Comments

संभावित डुप्लिकेट (अन्य के बीच): Electronics.stackexchange.com/questions/39509/…

— शाम 2

@ शतम, एह, "कितनी तेजी से बिजली का प्रवाह होता है" की डुप्लिकेट नहीं है "अगर मैं यूएसए में एक सर्वर से यूरोप के लिए http अनुरोध करता हूं, तो मेरे पीसी से कुछ इलेक्ट्रॉनों को करें, 200 एमएस में प्रतिक्रिया लेता है, यात्रा करें अटलांटिक महासागर में यूएसए और मेरे पास वापस आओ? " हो सकता है कि उत्तर संबंधित हों, लेकिन प्रश्न बहुत अलग हैं।

— ट्रैविसबार्टले

@ शमटम मुझे क्लिफोर्ड स्टोल की पुस्तक द कुक्कू एग (जो मैंने केवल स्वीडिश में पढ़ी है, इसलिए मेरे साथ सटीक वाकपटुता के लिए सहन किया है) के एक अंश को याद करता हूँ, जहाँ एक नेटवर्क के रूप में ट्रैफ़िक के लिए नेटवर्क डेटा रूटिंग देरी को मापने के बाद, कंप्यूटर घुसपैठिए उनके उपयोग कर रहे हैं प्रणाली, स्टोल का उच्चारण "प्राथमिक भौतिकी पर आधारित है, मैं घोषणा करता हूं कि हैकर चंद्रमा पर है"। पैकेट रूटिंग एक बड़ी बात है जो उस अनुमान में विचार करने में विफल रही। इसके लिए परिकल्पना को संशोधित करने के बाद, निष्कर्ष लगभग "दुनिया के दूसरे पक्ष" था, जो सही निकला: कैलिफोर्निया से जर्मनी।

— बजे एक CVn

सम्बंधित: superuser.com/questions/391661

— BlueRaja - Danny Pflughoeft

विकिपीडिया: en.wikipedia.org/wiki/Drift_velocity

— Kaz

Answer 1

बिजली कितनी तेजी से बहती है? यह एक अच्छा सवाल है, क्योंकि यह एक साधारण पर्याप्त प्रश्न की तरह लगता है, लेकिन आमतौर पर यह कुछ अंतर्निहित गलत धारणाओं को इंगित करता है। प्रश्न का उत्तर देने में पहली कठिनाई यह जानना है कि बिजली क्या है? क्या मतलब है आपका:

1. विद्युत क्षेत्रों में परिवर्तन कितनी तेजी से फैलता है? या ...
2. इलेक्ट्रिकल चार्ज वाहक कितनी तेजी से चलते हैं?

आमतौर पर, यह सवाल पूछने वाले लोग वास्तव में पूर्व की परवाह करते हैं, लेकिन बाद के बारे में सोच रहे हैं। हालांकि, अंतर की स्पष्ट समझ नहीं होने के कारण, उनकी अंतर्निहित चिंता को वास्तव में पीछे हटने और अंतर्निहित गलत धारणाओं को संबोधित करने के बिना संबोधित नहीं किया जा सकता है जो प्रश्न का नेतृत्व करते हैं।

इसे समझें: इसमें ताकतें हैं, और ऐसी चीजें हैं जो बलों को प्रसारित करती हैं, और वे एक ही चीज नहीं हैं। यहाँ एक उदाहरण है: मैं एक रस्सी के एक छोर को पकड़ रहा हूं, और आप दूसरे छोर को पकड़ रहे हैं। जब मैं आपका ध्यान आकर्षित करना चाहता हूं, तो मैं रस्सी को बांधता हूं। रस्सी है, और टग है। रस्सी में ध्वनि की गति से रस्सी के नीचे बल की एक लहर के रूप में टग की यात्रा होती है। रस्सी खुद किसी और गति से आगे बढ़ेगी।

कहो कि मेरे पास दो लुकआउट टॉवर हैं, और जब मैं निकट आक्रमणकारियों को देखता हूं, तो मैं दूसरे टॉवर पर चिल्लाता हूं। ध्वनि ध्वनि की गति से हवा में तरंगों के रूप में यात्रा करेगी। हवा में अणु कितने तेजी से घूम रहे हैं? क्या तुम्हें परवाह है?

कुछ लोग इसे तब तक जाने नहीं देंगे जब तक कि अणुओं की गति को वास्तव में समझाया नहीं जाता है, भले ही यह आमतौर पर उनकी चिंताओं के लिए प्रासंगिक नहीं है। तो यहाँ का जवाब है: अणु सभी यादृच्छिक दिशाओं में चारों ओर उड़ रहे हैं, हर समय। वे चारों ओर उड़ते हैं क्योंकि उनके पास गैर-शून्य तापमान है। कुछ बहुत तेज हैं। कुछ बहुत धीमे हैं। वे हर समय एक-दूसरे से टकराते हैं। यह बहुत यादृच्छिक है।

जब आप चिल्लाते हैं, तो आपका मुखर मार्ग कंप्रेस करता है (और रेयरफाइज़, जैसा कि आपके वोकल कॉर्ड्स वाइब्रेट करते हैं)। इस संकुचित क्षेत्र के अणु कम दबाव वाले क्षेत्र में जाना चाहते हैं, इसलिए वे ऐसा करते हैं। लेकिन अब इस पास के क्षेत्र में बहुत अधिक हवा है, और इसके चारों ओर की हवा की तुलना में थोड़ा अधिक संकुचित है, इसलिए संपीड़ित क्षेत्र थोड़ा अधिक बाहर निकलता है। संपीड़न की यह लहर ध्वनि की गति से हवा के माध्यम से चलती है।

यह सब पहले उल्लिखित अणुओं के यादृच्छिक गति पर आरोपित होता है। यह संभावना नहीं है कि आपके मुखर पथ में वही अणु होंगे जो श्रोता के कान में कंपन करते हैं। यदि आप अलग-अलग अणुओं को देखते हैं, तो आप उन्हें सभी दिशाओं में जाते हुए देखेंगे। केवल यदि आप उनमें से बहुत से निरीक्षण करते हैं, तो आप ध्यान देंगे कि थोड़ा अधिक एक दिशा बनाम दूसरे में चला गया। यह सभी चीजों के लिए सच है जिसे हम "ध्वनि" कहेंगे कि थर्मल शोर के कारण अणुओं की यादृच्छिक गति ध्वनि के कारण उनकी गति से बहुत अधिक है। जब "ध्वनि" अधिक प्रासंगिक गति बन जाती है, तो हम इसे "ध्वनि" नहीं, बल्कि "विस्फोट" कहते हैं।

बिजली के साथ स्थिति बहुत अलग नहीं है। एक धातु कंडक्टर इलेक्ट्रॉनों से भरा है जो यादृच्छिक दिशाओं में पूरे सर्किट के चारों ओर घूमने के लिए स्वतंत्र हैं, और वे करते हैं, बस इसलिए कि वे गर्म हैं। हमारे सर्किट की चीजें इलेक्ट्रॉनों के इस समुद्र में तरंगें बनाती हैं, और ये तरंगें प्रकाश ¹ की गति से फैलती हैं । धाराओं में हम आम तौर पर सर्किट में मुठभेड़ करते हैं, अधिकांश इलेक्ट्रॉन गति थर्मल शोर के कारण होती है।

तो अब हम प्रश्नों का उत्तर दे सकते हैं:

विद्युत क्षेत्रों में परिवर्तन कितनी तेजी से फैलता है? जिस माध्यम में वे प्रचार कर रहे हैं उस प्रकाश की गति से। अधिकांश केबलों के लिए, यह एक वैक्यूम में प्रकाश की गति के 60% से 90% के पड़ोस में है।

इलेक्ट्रिकल चार्ज वाहक कितनी तेजी से चलते हैं? व्यक्तिगत चार्ज वाहक के वेग यादृच्छिक हैं। यदि आप इन सभी वेगों का औसत लेते हैं, तो आप कुछ वेग प्राप्त कर सकते हैं जो चार्ज वाहक घनत्व, और वर्तमान और कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र पर निर्भर करता है, और यह आमतौर पर एक तांबे के तार में कुछ मिलीमीटर प्रति सेकंड से कम है। इसके बाद, साधारण धातुओं में प्रतिरोधक नुकसान अधिक हो जाता है और लोग तेजी से चलने के लिए मजबूर करने के बजाय तारों को बड़ा बनाते हैं।

आगे पठन: बिल बीटी द्वारा विद्युत प्रवाह की गति

^{1: प्रकाश की गति उस सामग्री पर निर्भर करती है जिसमें प्रकाश प्रचार कर रहा है, जैसे ध्वनि के साथ। वेव प्रचार गति देखें ।}

Comments

यह जवाब देना मुश्किल था क्योंकि मुझे यकीन नहीं था कि वह उन दो प्रश्नों में से किस पर पूछ रहा था ... मुझे खुशी है कि मैं अकेला नहीं था! इसके अलावा, मुझे खुशी है कि आपने नोट को प्रकाश की गति के बारे में बताया, क्योंकि यह गति सभी माध्यमों के लिए निश्चित नहीं है। जब मैंने पहली बार उस कथन को पढ़ा था, तो मैं सोच रहा था "प्रकाश की गति के पास नहीं .." तब मैंने नोट देखा और सोचा, "ठीक है, सच है, उस माध्यम से प्रकाश की गति।"

— कर्ट ई। क्लोथियर

फिल, आपको पाठ्यपुस्तकों को लिखना चाहिए। यह एक महान व्याख्या है।

— येल्टन

नंबर, कृपया। पहले के लिए 2/3 प्रकाश की गति और दूसरे के लिए 8 सेमी / घंटा?

— पीटर मोर्टेंसन

@PeterMortensen प्रसार माध्यम के विशेष वेग कारक और विशेष कंडक्टर का उपयोग किए बिना और इसकी ज्यामिति को जाने बिना, मैं वास्तव में बॉलपार्क के अनुमानों से परे नंबर नहीं दे सकता हूं जो पहले से ही पाठ में हैं।

— फिल फ्रॉस्ट

Answer 2

यह वास्तव में एक इलेक्ट्रॉनिक्स एक की तुलना में एक भौतिकी प्रश्न से अधिक है ... कारण विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर शायद ही कभी (यदि कभी हो) इस तरह के उप-परमाणु गणनाओं पर विचार करते हैं। तथ्य यह है कि इलेक्ट्रॉनों सभी बढ़ रहे हैं जो वास्तव में मायने रखता है, वे कितनी तेजी से चलते हैं सर्किट के लिए कम परिणाम है। अभियंता के लिए क्या उपयोगी हो सकता है, यह जानते हुए कि एक विद्युत क्षमता (वोल्टेज) कितनी तेजी से बदल सकती है क्योंकि यह एक तार (तार की गति) पर अधिकतम डेटा संचरण का फैसला करेगा जो चार्ज वाहक के प्रतिरोध, समाई और अधिष्ठापन से संबंधित है, अन्य बातों के अलावा। यह कुछ अन्य उत्तरों में चर्चा की गई तरंग प्रसार गति से भी जुड़ा है। ये दो बिल्कुल अलग मुद्दे हैं ...

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बिजली अवलोकन

शुरू करने के लिए, "बिजली" प्रवाह नहीं करता है। विद्युत विद्युत आवेश के प्रवाह की भौतिक अभिव्यक्ति है । यद्यपि यह शब्द घटना के व्यापक स्पेक्ट्रम पर लागू होता है, यह सबसे अधिक इलेक्ट्रॉनों के आंदोलन (उत्तेजना) के साथ जुड़ा हुआ है - नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए उप-परमाणु कण। जब कुछ तत्व मिश्रित होते हैं, तो इलेक्ट्रॉन एक परमाणु से दूसरे परमाणु तक इलेक्ट्रॉन क्लाउड की सबसे बाहरी परत के माध्यम से स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ सकते हैं। एक कंडक्टर आसानी से इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह की अनुमति देता है, जबकि एक इन्सुलेटर इसे प्रतिबंधित करता है। अर्धचालक (जैसे सिलिकॉन) में नियंत्रणीय चालकता होती है, जो उन्हें आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग के लिए आदर्श बनाती है।

जैसा कि आप जानते हैं, विद्युत प्रवाह को एम्पीयर (amps) में मापा जाता है। यह वास्तव में एक सेकंड में एक बिंदु से कितने इलेक्ट्रॉनों के जाने की माप है:

1 एम्प = 1 कूलम्ब प्रति सेकंड = 6.241509324x10 ^ 18 इलेक्ट्रॉन प्रति सेकंड

जब तक एक कंडक्टर के पार एक वोल्टेज (संभावित) मौजूद है, (एक तार, अवरोधक, मोटर, आदि) करंट प्रवाहित होगा। वोल्टेज दो बिंदुओं के बीच विद्युत क्षमता का एक माप है, इसलिए उच्च वोल्टेज होने से एक उच्च धारा प्रवाह के लिए अनुमति देगा, अर्थात प्रति सेकंड एक बिंदु के माध्यम से अधिक इलेक्ट्रॉनों की आवाजाही।

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इलेक्ट्रॉन गति

बेशक, उपवास की ज्ञात गति प्रकाश की गति है: 3 * 10 ^ 8 m / s। हालांकि, इलेक्ट्रॉन आमतौर पर इस गति के पास कहीं भी नहीं जाते हैं। वास्तव में, आपको यह जानकर आश्चर्य होगा कि वे वास्तव में कितनी धीमी गति से आगे बढ़ते हैं।

इलेक्ट्रॉन की वास्तविक गति को बहाव वेग के रूप में जाना जाता है । जब एक धारा प्रवाहित होती है, तो इलेक्ट्रॉन वास्तव में एक सीधी रेखा में नहीं चलते हैं हालांकि एक तार, लेकिन परमाणुओं के माध्यम से इधर-उधर घूमता रहता है। इलेक्ट्रॉन प्रवाह की वास्तविक औसत गति निम्न सूत्र के उपयोग से धारा के समानुपाती होती है:

v = I / (nAq) = वर्तमान / (वाहक घनत्व * वाहक क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र * वाहक प्रभार)

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यह उदाहरण Wikepedia से लिया गया है , क्योंकि मैं खुद संख्याओं को देखना नहीं चाहता था ...

1 मिमी व्यास के तांबे के तार के माध्यम से बहने वाले 3 ए के वर्तमान पर विचार करें। कॉपर का घनत्व 8.5 * 10 ^ 25 इलेक्ट्रॉन / मी ^ 3 है और एक इलेक्ट्रॉन का चार्ज -1.6 * 10 ^ (- 19) कूलम्स है। तार में 7.85 * 10 ^ (- 7) m ^ 2 का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है। इसलिए, बहाव वेग होगा:

v = (3 कूलम्स / एस) / (8.5 * 10 ^ 25 इलेक्ट्रॉन / मी ^ 3 * 7.85 * 10 ^ (- 7) मी ^ 2 * -1.6 * 10 ^ (- 19) कूलम्स)

v = -0.00028 मी / से

नकारात्मक वेग को नोटिस करें, जिसका अर्थ है कि वर्तमान वास्तव में विपरीत दिशा में बहता है। उस के अलावा, नोटिस करने के लिए केवल एक चीज यह वास्तव में कितना धीमा है। 3 एम्पों का एक वर्तमान छोटा नहीं है, और तांबे का तार एक उत्कृष्ट कंडक्टर है! दरअसल, चार्ज वाहक में प्रतिरोध जितना अधिक होगा, वेग उतना ही तेज होगा। यह एक शॉवर सिर पर अलग-अलग सेटिंग्स के समान है, जिससे पानी का एक ही दबाव अलग-अलग गति से नल से बाहर निकलेगा। छेद जितना छोटा होता है, पानी उतनी ही तेजी से बाहर आना होता है!

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इसको बनाने की भावना

यदि इलेक्ट्रॉन इतनी धीमी गति से आगे बढ़ते हैं, तो डेटा को इतनी जल्दी कैसे प्रसारित करना संभव है? या यहां तक ​​कि, एक प्रकाश स्विच इतनी दूर से तुरंत एक प्रकाश को कैसे नियंत्रित कर सकता है? ऐसा इसलिए है क्योंकि एक भी इलेक्ट्रॉन ऐसा नहीं है जो किसी भी चीज के काम के लिए सर्किट में एक बिंदु से दूसरे तक प्रवाहित होना चाहिए। दरअसल, हर समय सर्किट के हर बिंदु में कई मुक्त इलेक्ट्रॉन होते हैं (राशि तत्व वाहक सामग्री से बनी होती है) पर निर्भर करती है जो एक बड़ी पर्याप्त क्षमता (वोल्टेज) के रूप में जल्द ही लागू होती है।

एक पाइप में पानी के बारे में सोचो। यदि शुरू करने के लिए पाइप में पानी नहीं है, तो टोंटी को चालू करने पर नल को पानी पहुंचने में कुछ समय लगेगा। हालांकि, एक घर में, पाइप के प्रत्येक बिंदु में पहले से ही पानी होना चाहिए, इसलिए जैसे ही यह चालू होता है, पानी नल से बाहर निकल जाता है। इसे पानी के स्रोत से नल तक नहीं जाना पड़ता है क्योंकि यह पहले से ही पाइप में है, बस इसके माध्यम से धक्का देने की क्षमता की प्रतीक्षा है। यह तार के साथ समान है: तार में पहले से ही बहुत सारे इलेक्ट्रॉन हैं, बस वोल्टेज की क्षमता की उपस्थिति के माध्यम से धकेलने की प्रतीक्षा कर रहे हैं। एक इलेक्ट्रॉन से तार में एक बिंदु से दूसरे में जाने के लिए इसकी गति पूरी तरह अप्रासंगिक है।

दूसरी ओर, एक भौतिक माध्यम से डेटा ट्रांसमिशन की गति महत्वपूर्ण है और इसमें सैद्धांतिक रूप से अधिकतम है, जैसा कि इस अद्भुत प्रश्न और उत्तर में चर्चा की गई है, इसलिए मैं यहां नहीं मिलेगा।

Comments

सवाल पूछता है कि क्या इलेक्ट्रॉन स्वयं, या इसके प्रभाव अभ्यास में उपयोगी हैं, जो मैं तर्क देता हूं, इसे इंजीनियरिंग भूमि में मजबूती से रखता है। Theres वास्तव में इस जवाब के साथ कुछ भी गलत नहीं है लेकिन इसके कुछ गायब है। इसे पढ़ने के बाद मुझे अभी भी यह कहने का अंतर्ज्ञान नहीं है कि एक वोल्टेज की सबसे तेज दर क्या बदल सकती है, और अगर यह भी इलेक्ट्रॉनों की गति से संबंधित है जो वोल्टेज को पहली जगह में बदलने का कारण है।

— ट्रैविसबार्टले

वोल्टेज का इलेक्ट्रॉनों से उतना ही लेना-देना है जितना कि पानी के दबाव का हाइड्रोनियम आयनों से होना है।

— इग्नासियो वाज़केज़-अब्राम्स

@ IgnacioVazquez- अब्राम, सही! ये हुई ना बात। एक उत्तर में रखें और उस पर विस्तार करें।

— ट्रैविसबार्टले

@ trav1s: ठीक है ... बात यह है कि आपको फोन करके कहा "कौन परवाह करता है? यह वास्तव में ऐसा नहीं है कि आप इलेक्ट्रॉनिक्स में जो कुछ भी करेंगे उस पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।" यह न केवल असभ्य और अनैतिक है, यह स्टैक एक्सचेंज की संपूर्ण भावना के भी खिलाफ है।

— इग्नासियो वाज़केज़-अब्राम्स

@ user606723 यह बिल्कुल सही है। पानी की सतह पर एक लहर कैसे चलती है, इसके समान ... लहर पानी से भी तेज गति से चलती है जितना पानी खुद चलता है। इलेक्ट्रॉन हमेशा होते हैं; हालांकि, जब क्षमता को हटा दिया जाता है (जैसे कि एक ओपन सर्किट या डेड बैटरी) तो तार के माध्यम से उन्हें प्रचारित करने के लिए कोई लहर नहीं बचती है।

— कर्ट ई। क्लोथियर

Answer 3

इलेक्ट्रॉन आपको गुमराह कर रहे हैं। उन पर ध्यान न दें। वे वैसे भी गलत दिशा में जाते हैं। लोग छोटे एनिमेटेड मॉडलों का निर्माण करना पसंद करते हैं जो उन्हें चारों ओर घूमते हुए दिखाते हैं - जो सच है, और निरीक्षण करते हैं कि इलेक्ट्रॉनिक संचार तत्काल - सच के पास है, और यह निष्कर्ष निकालता है कि इलेक्ट्रॉन निकट-तुरंत चलते हैं - जो कि गलत है।

1. बिजली कितनी तेजी से बहती है?

   दो संभावित व्याख्याएं हैं: "इलेक्ट्रॉन कितनी तेजी से चलते हैं?" और "कितनी तेजी से एक इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल यात्रा करता है?"

   कर्ट ने पहले ही जवाब दिया "इलेक्ट्रॉनों कितनी तेजी से आगे बढ़ते हैं?" बहाव वेग के साथ । हालांकि, इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल चार्ज वाहक की सहायता से सामग्री के माध्यम से विद्युत चुम्बकीय तरंग द्वारा प्रचारित होते हैं। सिग्नल प्रकाश की गति के कुछ अंश पर फैलता है, जो ट्रांसमिशन लाइन के गुणों से प्रभावित होता है ।

   यह उच्च गति प्रणालियों पर वास्तविक सीमाएं लगाता है। व्यवहार में यह एक नैनोसेकंड के बारे में संकेत देता है कि पीसीबी के 30 सेमी के साथ प्रचार करने के लिए। परिणामस्वरूप कंप्यूटर के कुछ हिस्सों के बीच न्यूनतम विलंबता होती है।

   लाइन इंडक्शन और कैपेसिटेंस प्रतिबंधित करते हैं कि "तेज" आप एक किनारे कैसे बना सकते हैं और इसे एक लाइन नीचे भेज सकते हैं। यह एक sinewave आकार की ओर धब्बा हो जाएगा।

   ध्यान दें कि एक वाहक के माध्यम से आपके द्वारा डाले जा सकने वाले डेटा की मात्रा अभी भी भिन्न है, जो इसके सिग्नल से शोर अनुपात तक शासित है। प्रसार की गति न्यूनतम विलंबता निर्धारित करती है, बैंडविड्थ नहीं।

2. एक तार की तुलना में एक इलेक्ट्रॉन को रोकने में गति भिन्न होती है?

3. फर्क पड़ता है क्या?

   ऊपर से हम जानते हैं कि इलेक्ट्रॉनों की गति के लिए उत्तर "हां" और "नहीं" हैं।

   वेव प्रसार की गति कैपेसिटेंस, इंडक्शन और दोनों सामग्रियों की ढांकता हुआ स्थिरांक से प्रभावित होती है जो आप और किसी भी पास के इन्सुलेटर के माध्यम से जमीन के विमानों के लिए प्रचार कर रहे हैं। इसलिए एक सिग्नल एक तार की तुलना में एक रोकनेवाला के माध्यम से बहुत अलग गति से प्रचार करेगा, क्योंकि यह एक अलग सामग्री से बना है और बोर्ड से दूर है।

4. या इलेक्ट्रॉन के प्रभाव केवल महत्वपूर्ण चीज हैं, अमूर्त के निचले स्तर अभ्यास में उपयोगी नहीं हैं?

अधिकांश समय, आपको इलेक्ट्रॉनों के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। वे सीधे कैथोड रे ट्यूब, वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले और थर्मिओनिक "वाल्व" में शामिल हो जाते हैं।

यह अर्धचालकों का भी सच है, जहां भौतिकी कठिन है और कभी-कभी नकली भी है, लेकिन एक सर्किट में ट्रांजिस्टर, एफईटी या डायोड का उपयोग करने का मूल ज्ञान बहुत सरल है।

Answer 4

डोमोस की एक पंक्ति पर विचार करें - इस छोर पर एक को धक्का दें और अशांति दूसरे पर जाए। अलग-अलग टुकड़ों की गति और गड़बड़ी या वेव-फ्रंट बहुत अलग हैं और कोई भी व्यक्ति यहाँ से वहाँ तक नहीं जाता है।

Answer 5

ऐसे कई विचार हैं जो रिलेवेंट हैं

• इलेक्ट्रॉन कितनी तेजी से चलते हैं?
• जब कोई धारा प्रवाहित होती है, तो इलेक्ट्रॉन कितनी तेजी से बहाव करते हैं?
• कितनी तेजी से एक संकेत तांबे के तार के साथ फैलता है

आप इसे पुराने वॉटर-इन-पाइप सादृश्य से संबंधित कर सकते हैं

• H2O अणु हमेशा तरल अवस्था (या 0 केल्विन के ऊपर किसी भी अवस्था) के बारे में सोचते हैं?
• एक नली पाइप में H2O के अणु भी धीरे-धीरे नल से नोजल की ओर बढ़ते हैं
• जब आप नल चालू करते हैं, तो दबाव की लहर बहाव वेग की तुलना में बहुत तेजी से यात्रा करती है।

इलेक्ट्रॉनों के लिए वास्तविक उत्तर हैं

• पता नहीं, बहुत तेज है। 2 x 10 ^ 6 m / s? ( रेफ †)
• एक विशिष्ट मूल्य प्रति घंटे 1 मीटर हो सकता है।
• प्रकाश की गति का एक अंश। ( रेफ ‡)

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_{Specific एक विशिष्ट कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन के लिए, संभवतः कॉपर :-) में "मुक्त" इलेक्ट्रॉनों के लिए बहुत अलग है।
, नमकीन पानी में एक संकेत के लिए, शायद कॉपर के लिए बहुत अलग है :-)}

Answer 6

इसका दूसरा पहलू:

इससे पहले कि कोई ओपी प्रश्न का उत्तर दे सके, पहले हमें "विद्युत" शब्द को परिभाषित करना चाहिए। जब इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है, तो क्या यह "बिजली का प्रवाह" है? हाँ और न! विभिन्न पाठ्यपुस्तकें एक-दूसरे का खंडन करती हैं। कोई सरल जवाब नहीं है जिस पर विशेषज्ञ सहमत हो सकते हैं।

भौतिकी कहती है कि विद्युत की मात्रा को कप्लम्स के रूप में परिभाषित किया गया है; चार्ज के रूप में। (उदाहरण के लिए सीआरसी हैंडबुक देखें। या भौतिकी इकाइयों के लिए एनआईएसटी, या एमकेएस एसआई मानक।) "बिजली," की इस परिभाषा के तहत, हम कहेंगे कि इलेक्ट्रॉन बिजली की एक छोटी मात्रा को अपने साथ ले जाता है जैसे कि यह साथ चलता है। धातुओं में बहने वाली विद्युत, विद्युत धारा, धीमी गति से बहने वाले इलेक्ट्रॉन होते हैं।

यह समस्या क्यों है? सरल: अधिकांश गैर-भौतिकी पाठ्यपुस्तकें पूरी तरह से असहमत हैं। इसके बजाय वे कहते हैं कि "बिजली" का अर्थ है "इलेक्ट्रॉन प्रवाह" या वर्तमान। उनके लिए, "बिजली" कूपोम नहीं है, इसके बजाय यह प्रवाह-दर है; एम्पीयर। उनके लिए, जब भी प्रवाह बंद हो जाता है, "बिजली" गायब हो गई है।

लेकिन भौतिकविदों के लिए, जब प्रवाह बंद हो जाता है, तो बिजली तारों में बेमिसाल बैठती है, क्योंकि वाहक के घनत्व में परिवर्तन नहीं होता है जब एम्परेज बदल जाता है। भौतिकविदों के लिए, सभी तार पहले से ही बिजली से भरे हुए हैं; हमेशा एक "इलेक्ट्रॉन समुद्र;" सभी धातुओं के मोबाइल वाहक। लेकिन गैर-भौतिकी पाठ्यपुस्तकों के लिए, तार खाली पाइप की तरह होते हैं, जहां "बिजली" प्रकाश की गति के साथ-साथ चलती है।

फिर बिजली क्या है? भौतिकी मानक (MKS, SI मानक सम्मेलन) स्पष्ट रूप से बिजली को परिभाषित करते हैं। लेकिन हमारे स्कूल की किताबें इस बात को नज़रअंदाज़ करती हैं, या वे चुपचाप यह दिखावा करते हैं कि भौतिक विज्ञान के मानकों को इच्छानुसार बदला जा सकता है। इसके बजाय, स्कूल की पाठ्यपुस्तक सभी "बिजली" को बहुत अलग तरीके से परिभाषित करने के लिए सहमत हैं: शुल्क की मात्रा के रूप में नहीं, बल्कि आरोपों के प्रवाह की गति के रूप में ।

फिर बिजली क्या है? (या अधिक स्पष्ट रूप से, बिजली है ... बिजली का प्रवाह? और जब भी बिजली प्रवाहित होने लगती है, तो क्या हम इस प्रवाह को "... बिजली?" नाम से पुकारते हैं?

:)

यह पागलपन इंजीनियरिंग भाषा को भी संक्रमित करता है। भौतिकविदों का कहना है कि इलेक्ट्रॉन धातुओं में आवेश वाहक होते हैं। इंजीनियरों के बजाय उन्हें फोन ... वर्तमान वाहक? हां। किसी भी विश्वविद्यालय इंजीनियरिंग पाठ की जाँच करें। भौतिकविदों को चार्ज के संरक्षण के बारे में पता है। यह एक बुनियादी कानून है। लेकिन हम इंजीनियरों के बारे में जानने ... वर्तमान का संरक्षण ?! हमें सिखाया जाता है कि वर्तमान "सामान" है जो तारों से बहता है। ईई पाठ्यपुस्तकें "वर्तमान प्रवाह," वाक्यांश के साथ व्याप्त हैं और शायद ही कभी सही संस्करण का उल्लेख करते हैं, "प्रवाह का प्रभार।"

ऐसी समस्याओं का पारंपरिक समाधान सर्वविदित है: मानकों का विकास करना और तकनीकी शब्दों को संकीर्ण रूप से परिभाषित करना। फिर सावधानी से उन भाषा मानकों का पालन करें। लोकप्रिय परिभाषाओं का उपयोग न करें, इसके बजाय विशेष रूप से संकीर्ण वैज्ञानिक शब्दावली को रोजगार दें। यह सभी कोहरे और बी एस और भ्रम से कटता है। फिर भी इस मामले में एक कठिन लड़ाई होगी, क्योंकि भौतिकी मानकों का उपयोग करने का मतलब यह होगा कि हजारों गैर-भौतिकी विज्ञान / इलेक्ट्रॉनिक्स / इंजीनियर पाठ्यपुस्तकों और विशेषज्ञों की पीढ़ियों को मौलिक तरीके से गलत हैं। बुनियादी वैज्ञानिक शब्दावली के उनके निरंतर दुरुपयोग के कारण, छात्रों की कई पीढ़ियों को अब पता नहीं है कि वास्तव में "बिजली" क्या है, और इसलिए लगातार पूछना चाहिए कि क्या यह बहाव वेग के साथ धीरे-धीरे बहती है (आवेश प्रवाह,

अधिक बीएस-कटिंग: धाराओं का प्रवाह नहीं होता है, इसके बजाय वे प्रचार करते हैं। जब हम एक छड़ के एक छोर पर धक्का देते हैं, तो गति प्रवाहित नहीं होती है। इसके बजाय यह एक लहर के रूप में फैलता है। सर्किट में धाराओं के साथ एक ही चीज: आवेशों का प्रवाह हां, लेकिन धाराओं का तरंग-प्रसार। धाराओं के निकट-लाइटस्पेड प्रसार ईएम तरंग के समान ही है।

और अंत में, अपने आप को इस गंभीर रूप से महत्वपूर्ण प्रश्न पूछें: नदियों और नदियों में, "वर्तमान" बह रहा है? या सामान वास्तव में "पानी" कहा जाता है?