Warum bewegt sich in einem Stromkreis die Ladung, nachdem sie den letzten Widerstand passiert hat, wenn ihre Spannung Null ist?

Ihr Standpunkt ergibt also in einer idealen Welt absolut Sinn. In einem Schaltplan hat ein einzelner Knoten überall die gleiche Spannung.

In der realen Welt sind Komponenten nicht ideal, und das gilt sogar für die Drähte, aus denen die Knoten in der physischen Schaltung bestehen. Sie haben einen Widerstand, der aber meist vernachlässigbar klein ist. Es gibt also tatsächlich eine Spannung, die immer noch dazu führt, dass sich Ladungen in den Drähten bewegen, nachdem die Ladungen alle Komponenten durchlaufen haben.

In den meisten Fällen werden Sie keinen signifikanten Unterschied in der Spannung an den beiden Enden eines Kabels feststellen, es sei denn, es fließt viel Strom durch dieses Kabel oder das Kabel ist ausreichend lang. Beispielsweise hat ein 16-Gauge-Kupferdraht einen Widerstand von ungefähr 4$\Omega$des Widerstands pro 1000 Fuß (Quelle: Google 'Widerstand von Kupferdraht'). Damit würde es ungefähr 250 Ampere dauern, um einen Abfall von 1 Volt über einen einzigen Fuß Draht zu bemerken!

Lassen Sie mich wissen, wenn etwas unklar ist oder wenn ich Ihre Frage nicht wirklich beantwortet habe. Es fühlte sich ein bisschen so an, als würde ich dort hinein wandern.

Eine Potentialdifferenz baut eine elektrische Kraft auf, die bewirkt, dass sich Leitungselektronen bewegen. Eine Batterie ist ein Stück komplizierter Chemie mit Anionen und Kationen, und ich möchte hier nicht auf die Details eingehen. Dafür gibt es genug bessere Quellen als mich.

Aber das grundlegende Problem mit Ihrer Vorstellungskraft wird veranschaulicht, wo Sie schreiben: "Die Spannung ist 0!" Bis zu diesem Punkt sprachen Sie über Potentialunterschiede (angemessen). Plötzlich überspringen Sie genau dort Spuren und verschmelzen (verwechseln) dann die Idee einer Spannung an einem einzelnen Punkt mit der Idee von Potentialunterschieden. Diese sind nicht einmal annähernd dasselbe.

Eine Spannung an genau einem Knoten ist völlig beliebig. Ich könnte mir Ihre Schaltung ansehen und richtig argumentieren, dass der Knoten, den Sie als 0 V identifiziert haben, wirklich bei 1.000.000 V liegt. Die Zahl ist völlig willkürlich. Du kannst es schaffen. Kann ich auch. Und wir haben beide recht, soweit die Idee geht. Solche Werte hängen nur von Ihrer Wahl der Referenz ab. Und Sie und ich dürfen dort verschiedene Entscheidungen treffen. (Wenn Sie einmal einen Referenzpunkt ausgewählt und ihm einen beliebigen Wert zugewiesen haben, können Sie das natürlich nicht noch einmal tun. Sie müssen nur einmal einen Referenzpunkt auswählen und ihm einen Wert zuweisen.)

Die einzige Frage hier ist, ob es eine elektrische Feldstärke ungleich Null gibt (die ein Vektor ist),$\vec{\varepsilon}=\left(\frac{\textrm{d}V}{\textrm{d}x}, \frac{\textrm{d}V}{\textrm{d}y}, \frac{\textrm{d}V}{\textrm{d}z}\right)$, die eine treibende Kraft liefert.

Die Batterie selbst hat auch eine Feldstärkenrichtung in sich. Der Punkt, den Sie "0" genannt haben, hat also auf der einen Seite und auf der anderen Seite ein unterschiedliches Potential, also gibt es an diesem Punkt auch noch eine Feldstärkenrichtung. Tatsächlich gibt es überall in der Schaltung einen elektrischen Feldgradienten. Die Elektronen werden also weiterhin durch die auf sie einwirkende Kraft durch den Stromkreis angetrieben.

Betrachten Sie dieses Problem aus einer anderen Perspektive, denn was Sie hier haben, ähnelt dem Pfeilparadoxon eines Zenon. Sie haben effektiv die Zeit angehalten und eine statische Position untersucht , ohne die dynamische Situation zu berücksichtigen.

Sie haben kein stationäres einzelnes Elektron, Sie haben immer Milliarden von Elektronen in Bewegung. (entweder als Driftstrom oder als zufällige Fermi-Bewegung - siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Drift_velocity ) Auch Ihr einzelnes Elektron ist immer in Bewegung.

Nehmen wir an , unser Elektron hat das gleiche Potential wie der 0-V-Anschluss der Batterie und hat keine Neigung, sich zu bewegen (wobei die Tatsache, dass das Elektron einen Impuls haben würde, völlig ignoriert wird ). Wenn es einen Driftstrom gibt (die tatsächliche Bewegung von Elektronen), wird sich sehr bald ein zweites Elektron in der gleichen Position in der Nähe des ersten befinden, dann ein drittes, dann ein viertes usw.

Diese Ansammlung von Elektronen (erhöhte Elektronendichte) stellt ein negativeres Potential als 0 V dar, wodurch ein elektrisches Feld erzeugt wird, das die Elektronen in Richtung der 0 V-Elektrode fegen würde.

Lassen Sie uns den Impuls nicht ignorieren - Das Elektron wurde einem elektrischen Feld ausgesetzt (von + V bis 0 V, wenn Sie den Stromkreis schließen) - es ist mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,3 x 10 ^ -5 m in Richtung des 0 V-Anschlusses gedriftet /S. Es wird so weitergehen, weil nichts dagegen spricht.

Elektronendrift ist nicht dasselbe wie elektrischer Strom. Siehe https://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_electricity

Macht das in der realen Welt Sinn? - Das Kirchoffsche Gesetz besagt, dass sich an einem Knoten keine Ladung ansammeln kann - der eingehende Strom muss dem ausgehenden Strom entsprechen. Mit anderen Worten: Was reinkommt, muss auch wieder raus.

Ein letzter Punkt - Die Ladung eines Elektrons ist eine universelle Konstante (-1,6 (0217662) x 10^-19 Coulomb), sie hat immer den gleichen Wert. Ladung kann nicht erzeugt oder zerstört werden, sie bleibt immer erhalten.