Aliran elektron dalam kawat

Listrik adalah "aliran elektron". Anak saya bertanya kepada saya apakah ini benar, maka pada akhirnya kawat tembaga harus hilang / lenyap / habis karena masalahnya bergerak dari satu tempat ke tempat lain. Saya bukan insinyur listrik, apa yang harus saya katakan kepadanya?

current wire electron

— Hamayun Ali Shah
sumber

Mungkin relevan: amasci.com/miscon/elect.html

— ntoskrnl

Apakah sungai hilang karena air mengalir dari satu tempat ke tempat lain?

Saya pikir agak pendek dan sedikit abstrak untuk seorang anak dan kemudian Anda mendapatkan lebih banyak kebingungan karena sungai-sungai 'menghilang' - mereka berakhir di laut, menguap ke udara dan jatuh sebagai hujan di suatu tempat. Analogi yang buruk untuk aliran biaya.

— JIm Dearden

Saya tidak melihat itu sebagai analogi yang buruk - siklus air mirip dengan sirkuit tertutup. Elektron berasal dari baterai, melewati kawat, dan kembali ke baterai.

— MSalters

Kursi musik. Orang-orang (elektron) dan kursi (atom tembaga) tidak pernah menghilang, mereka hanya bergerak dari kursi ke kursi. Jika tidak ada seorang pun di kursi, kawat dilepaskan, dan jika orang duduk di pangkuan orang lain, kawat akan terisi daya (negatif). Namun kawat itu tidak pernah hilang. Pergerakan elektron hanya melibatkan beberapa atom tembaga dari banyak elektron. Itu gerakan yang bisa digunakan sebagai pekerjaan. Atom-atom itu sendiri tetap di tempatnya.

— Adam Davis

Jawaban:

Dalam logam seperti tembaga, beberapa elektron tidak terikat pada atom individu. Jika tegangan diterapkan pada kawat tembaga, elektron bebas ini mengalir dari satu atom ke atom berikutnya. Aliran elektron ini adalah arus listrik tetapi atom tembaga itu sendiri tidak bergerak sehingga kawat tembaga tidak hilang. Tentu saja, sumber tegangan harus memasok elektron tambahan agar aliran dapat berlanjut.

Sebagai analogi, pikirkan air terjun - arus listrik seperti molekul air jatuh, dan molekul air jatuh karena gravitasi (yang analog dengan tegangan). Air terjun harus disuplai dengan molekul air yang lebih banyak agar air terjun tetap ada, tetapi dasar sungai tempat molekul air mengalir (analog dengan atom tembaga) tidak bergerak atau menghilang.

— Batal
sumber

+1; sebenarnya, ini adalah jawaban yang benar - Anda tidak akan masuk ke detail yang tidak perlu, sehingga membuat sedikit ruang untuk komplikasi tambahan dalam penjelasan, sambil memukul paku dengan palu; Saya terutama menyukai analogi air terjun, karena air terjun sebenarnya kembali ke sumbernya ( en.wikipedia.org/wiki/Water_cycle ), membuat analogi ini cukup lengkap dan cemerlang.

Untuk mendapatkan sedikit lebih dalam, elektron itu sendiri tidak bergerak dengan kecepatan cahaya melalui materi. Posisi mereka probabilistik, tetapi secara keseluruhan mereka bergerak pada kecepatan elektron dari material, yang sebenarnya cukup lambat. Sinyal listrik melalui kawat adalah medan listrik yang bergerak melalui material.

— Rosa Richter

Untuk menambahkan 2 sen lagi, dan pemahaman yang agak lebih sederhana, saya sering merasa lebih mudah untuk memvisualisasikan aliran arus melalui kawat sebagai tabung kelereng (bola kaca kecil jika itu tidak diterjemahkan dengan baik).

Kawat sudah memiliki elektron di dalamnya, jadi tabung kami penuh dengan kelereng. Dengan menerapkan tegangan ( gaya gerak listrik ), Anda dapat mendorong kelereng baru. Ketika Anda melakukan ini, kelereng keluar. Ambil satu yang muncul, dan dorong di ujung yang lain. Dalam rangkaian nyata, ia tidak memiliki ujung untuk mendorong elektron masuk dan keluar, tetapi mengalir sepanjang jalan (jadi tabung kami akan bergabung bersama di kedua ujungnya).

Dalam elektronik, kami tidak membuat atau menghancurkan, menambah atau menghapus elektron * - mereka sudah ada di sana. Yang kami lakukan adalah mendorong mereka. Penting juga untuk dipahami bahwa bukan satu elektron yang didorong, melainkan alirannya. Anda mendorong satu ujung, dan ujung lainnya bergerak. Mendorong elektron di satu ujung tidak berarti elektron yang sama mendorong di ujung lainnya, seperti mendorong kelereng yang berbeda muncul di ujungnya.

Ketika Anda mempelajari lebih jauh dan lebih jauh ke bawah, Anda dapat mulai menghargai lubang dan pembawa dan elektron yang melompat-lompat tingkat energi; tetapi istilah sederhana, bayangkan saja mendorong kelereng dalam tabung.

* Ya mungkin ada pengecualian, tetapi tidak relevan.

— Oliver
sumber

Jawaban paling sederhana yang dapat Anda berikan, adalah bahwa untuk setiap elektron yang keluar dari satu ujung kabel, elektron lain "didorong" ke ujung kabel yang lain. Oleh karena itu, meskipun ada "aliran" elektron, kawat tidak kehilangan elektron apa pun (tidak ada kerugian bersih)!

— Guill
sumber