Ich bin ein Anfänger in der Elektrotechnik. Oft (eigentlich in den meisten Fällen) wird uns die zugrunde liegende Physik nicht wirklich erklärt und wir müssen einfach davon ausgehen, dass es funktioniert, "weil es funktioniert". Das ist mir nie genug im Unterricht usw. und am Ende mache ich immer eine Nachbereitung der physikalischen Seite des Spektrums.
Meine Frage ist, Sie haben eine Batterie mit überschüssigen Elektronen auf der negativen Leitung und überschüssigen Löchern auf der positiven Leitung. Warum wird in unserem Universum dann eine leitfähige Verbindung (wie ... Kupfer) nur mit der negativen Leitung verbunden? keinen Strom erzeugen oder umgekehrt, wenn der Draht nur mit dem Pluspol verbunden wird.
Wenn wir einen Magneten an einem Leiter vorbeibewegen, gibt es schließlich einen winzigen induzierten Strom. Wie kann das der Magnet, aber ein Übermaß an Elektronen oder Elektronenlöchern, die sich gegenseitig abstoßen, nicht?
Physiker Stecker
Vielleicht möchten Sie in Betracht ziehen, Physiker zu werden, besonders wenn Sie die Mehrdeutigkeit des Ingenieurunterrichts stört. :)
Elektronen und Löcher brauchen Löcher oder Elektronen, um dorthin zu fließen !
Überschüssige Elektronen oder Löcher verursachen keinen Stromfluss, da diese überschüssigen Elektronen (oder Löcher) irgendwo hin müssen . Wenn die Elektronen / Löcher keine Orte "sehen", an die sie gehen können, erhalten Sie keinen Strom. Sie brauchen einen Weg, damit die Elektronen und Löcher fließen können. (Dieser Weg muss auch energetisch zulässig sein, das heißt: Die Elektronen müssen genug Energie haben, um diesem Weg zu folgen. Deshalb funken und schlagen Batterien nicht zufällig.)
Batterien nutzen Entropie, um einen potenziellen Unterschied zu machen
Es ist einfach so, dass viele Batterien Entropie verwenden, um die Löcher an einem Ende und die Elektronen am anderen zu halten. Dieser Trick ist kompliziert und etwas, das Sie dem Chemistry Stack Exchange oder zumindest in einer anderen Frage hier stellen sollten. Die Entropie hält die Löcher und Elektronen auseinander, obwohl sie elektrisch zusammenkommen würden.
Darüber hinaus funktionieren Batterien auch, indem sie Ionen ( nicht Elektronen oder Löcher) von einem Ende der Batterie zum anderen fließen lassen. Dadurch können die Elektronen durch den Rest des Stromkreises fließen, anstatt sich wie Kondensatoren zu entladen. Auch hier treffen sich Chemie und Physik, und Sie sollten den Chemie-Stack-Austausch für weitere Informationen ausprobieren.
Der Abschluss
Da Elektronen/Löcher Löcher/Elektronen benötigen, um dorthin zu fließen, können Sie sicher ein Ende einer Batterie berühren, aber in Schwierigkeiten geraten, wenn Sie beide Enden halten. Wenn Sie nur ein Ende der Batterie halten, "sehen" die Löcher / Elektronen nirgendwo hin, also gehen sie nicht. Wenn Sie den Stromkreis verbinden, "sehen" sich die Löcher und Elektronen an gegenüberliegenden Enden des Stromkreises und fließen dann durch ihn hindurch, um sich zu treffen. Sie könnten auch Strom bekommen, wenn Sie etwas mit vielen Löchern oder Elektronen in die Nähe des entsprechenden Endes bringen, obwohl dies wahrscheinlich in Form einer plötzlichen statischen Entladung statt des reibungslosen Flusses einer Batterie erfolgt.
Maxwellsche Gleichungen, Magnete und induzierte Ströme
Wenn Sie sich schließlich die Maxwell-Gleichungen ansehen , finden Sie eine Gleichung mit einem Term, der auf einer Änderung der Magnetfelder beruht, um Strom zu erzeugen. Genauer gesagt sind es die letzten beiden, die die Beziehungen zwischen Magnetfeldern und elektrischen Feldern erklären. Da Sie Ihre Karriere als Elektroingenieur beginnen, möchten Sie vielleicht warten, bis Sie die Vektorrechnung gut verstanden haben, bevor Sie diese angehen.
Wenn Sie ein Stück Kabel an nur einen Anschluss einer Batterie anschließen, neigt das gesamte Kabel dazu, das gleiche Potenzial wie das des Anschlusses zu erhalten, an dem es angeschlossen ist. Dies erfordert einen sofortigen Strom und wird sehr schnell erreicht.
Die Notwendigkeit, den Draht mit beiden Anschlüssen zu verbinden, besteht darin, dass der interne chemische Mechanismus der Batterie eine Potentialdifferenz über dem Draht aufrechterhält, sodass der Draht niemals ein gewünschtes Potential erreicht und weiterhin versucht, es durch fließenden Strom zu erreichen.
Der sich bewegende Magnet sorgt auch für eine stabile Potentialdifferenz zwischen 2 Punkten auf einem Leiter, die allein durch die Übertragung von Elektronen nicht verringert oder aufgehoben wird, da sie durch die Bewegungswirkung des Magneten gesteuert wird.
Während der Überschuss / Mangel an Elektronen nur dann eine Potentialdifferenz liefert, wenn eine Umverteilung stattfindet und der gesamte Leiter das gleiche Potential erreicht.
Ein Überschuss an Elektronen kann einen Stromfluss verursachen.
Stellen Sie sich zwei Kugeln aus Metall vor. Einer ist neutral geladen, der andere ist negativ mit einem Überschuss an Elektronen geladen. Verbinden Sie einen Draht zwischen ihnen, und was passiert? Die Ladung verteilt sich neu, so dass die Ladung auf beiden Kugeln gleich ist. Dabei fließt kurzzeitig ein Elektronenstrom durch den Draht, der aber bei Ladungsgleichheit aufhört.
Meine Frage ist, Sie haben eine Batterie mit überschüssigen Elektronen auf der negativen Leitung und überschüssigen Löchern auf der positiven Leitung. Warum wird in unserem Universum dann eine leitfähige Verbindung (wie ... Kupfer) nur mit der negativen Leitung verbunden? keinen Strom produzieren
Es erzeugt einen Strom. Es ist nur sehr klein, weil die Spannung der Batterie und die Kapazität des Kabels sehr klein sind, und es ist sehr kurz, weil der Strom nicht kontinuierlich fließen kann, sodass nach dem Ladungsausgleich kein Strom mehr fließt.
BMS
Das Photon
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Waffles verrückte Erdnuss