Obwody elektryczne

14 lutego 2022
1 gwiadka2 gwiazdki3 gwiazdki4 gwiazdki5 gwiazdek

Być może zastanawiasz się, jak to się dzieje, że elektrony mogą sobie nieprzerwanie płynąć w jednym kierunku przez drut od źródła do celu i nigdy się nie kończą. Aby taki ciągły przepływ od źródła do celu był możliwy, musiałaby istnieć nieskończona ilość elektronów! Odnosząc się do analogii z kulkami i rurą, źródło kulek i pojemniki docelowe na kulki musiałyby być nieskończenie wielkie, aby strumień nigdy się nie kończył.

Rozwiązaniem tego paradoksu jest obwód, czyli pętla, po której elektrony mogą poruszać się bez końca. Jeśli weźmiemy kawałek drutu lub połączymy ze sobą kilka kawałków drutu, po czym złączymy ze sobą końce tak, aby utworzyć pętlę, to będziemy mieli niekończącą się ścieżkę, po której elektrony będą mogły poruszać się bez końca.

W tym obwodzie każdy elektron poruszający się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara popycha elektron, który znajduje się przed nim, który z kolei popycha ten znajdujący się przed nim itd., jak w zabawce hula-hop wypełnionej kulkami. Teraz możemy podtrzymywać nieskończony ruch elektronów bez potrzeby posiadania ich nieskończonego źródła ani nieskończenie dużego pojemnika do ich przechowywania. Musimy tylko zapewnić im ciągłą motywację do poruszania się, co jest tematem następnej części tego kursu.

Należy zdać sobie sprawę, że ciągłość jest tak samo ważna zarówno w obwodzie, jak i w prostym kawałku drutu. Podobnie jak w przykładzie z prostym drutem łączącym źródło z celem, jakakolwiek przerwa w obwodzie spowoduje zatrzymanie przepływu elektronów:

Bardzo ważna zasada: nie ma znaczenia, w którym miejscu znajduje się przerwa. Brak ciągłości w którymkolwiek miejscu obwodu uniemożliwia przepływ elektronów w całym tym obwodzie. Jeśli nie ma ciągłej pętli przewodzącego materiału, nie ma możliwości podtrzymania przepływu elektronów.

Powtórzenie

  • Obwód to nieprzerwana pętla przewodzącego materiału, w której elektrony mogą poruszać się po ciągłej ścieżce bez początku i końca.
  • Jeśli obwód jest „przerwany”, to znaczy, że składające się nań przewodzące materiały nie tworzą już pełnej ścieżki, przez co elektrony nie mogą przepływać.
  • Miejsce występowania przerwy w obwodzie jest bez znaczenia, tzn. bez względu na to, gdzie ona się znajduje, przepływ elektronów jest niemożliwy. Jakakolwiek przerwa w którymkolwiek miejscu obwodu uniemożliwia przepływ elektronów przez ten obwód.

Autor: Tony R. Kuphaldt

Źródło: ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/DC/index.html

Tłumaczenie: Łukasz Piwko

Treść tej strony jest dostępna na zasadach licencji Design Science License

Dyskusja

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.