Электроны в проводнике: как одиночные танцоры на балу. При приложении электрического поля к проводнику — электроны начинают двигаться упорядоченно, что приводит к образованию электрического тока.
Атомы — это пары 👯♀️ на балу. Электроны — одиночные танцоры 🕺
Про закон Ома мы поговорили в предыдущей статье. А теперь представьте роскошный зал, полный танцующих пар. Свет люстр отражается в их глазах, и каждая пара двигается в ритме музыки. Но на этом балу есть что-то особенное: среди пар есть свободные танцоры, которые перемещаются сами по себе и не зависят от партнёра. Этот бал — это металлический проводник, а свободные танцоры — это электроны.
Металлические проводники и их роль в современных устройствах
В современной электронике металлические проводники играют ключевую роль. Они необходимы для передачи электрического тока от одного компонента к другому. В проводах для зарядки, например, вашего компьютера или смартфона, чаще всего используется медь. Это обусловлено несколькими причинами:
Проводимость: Медь обладает одной из лучших электрических проводимостей среди всех металлов. Это означает, что медные провода эффективно передают электричество без значительных потерь.
Гибкость и прочность: Медь достаточно гибкая, чтобы изготавливать из неё провода разной формы и диаметра, но при этом она прочна и не разрывается легко.
Доступность и стоимость: Медь добывается в больших количествах и является относительно недорогим материалом, что делает её оптимальным выбором для производства проводов.
Помимо меди, в различных электронных компонентах и приборах также используются:
Алюминий: Используется в некоторых проводниках и кабелях из-за своей легкости и хорошей электрической проводимости.
Золото: Применяется в высококачественных разъемах, так как обладает отличной прочностью и не окисляется.
Серебро: Имеет высочайшую проводимость среди всех металлов. Благодаря этому, оно часто используется в высококачественной электронике, особенно в контактах разъемов, несмотря на то, что оно дороже других материалов.
Эти металлы и их сплавы выбираются на основе их уникальных свойств и требований конкретных применений.
Большинство атомов в металле “танцуют в паре”, образуя стабильные связи. Но некоторые электроны не привязаны к определенному атому. Они “гуляют” свободно, подобно танцорам без пары на балу.
Теперь представьте, что в зал входит знаменитый дирижёр и начинает дирижировать. Он поднимает руку, и все свободные танцоры 🕺 направляются к одному из выходов зала. Этот дирижёр представляет собой электрическое поле, которое создаётся, когда вы включаете устройство в розетку. Под воздействием этого поля свободные электроны начинают двигаться в определенном направлении, создавая электрический ток.
Электроны — это свободные танцоры 🕺
В металлах есть свободные электроны, которые не привязаны к конкретному атому. Они могут свободно перемещаться по всему объёму металла. Эти электроны являются причиной того, что металлы хорошие проводники электричества. Когда прикладывается электрическое поле, эти свободные электроны начинают двигаться упорядоченно, создавая электрический ток. В нашей аналогии эти свободные электроны представлены как “свободные танцоры 🕺”, которые могут быстро и свободно передвигаться по залу (или по металлу).
Так что, когда вы включаете лампочку или любое электрическое устройство, помните о магическом бале внутри проводника, где электрон танцует свой быстрый и увлекательный танец, превращая энергию в свет, тепло или движение.
Основатель медиагруппы «Хакнем» начал свой путь с идеи создания платформы для обмена жизненным опытом. Его искренний интерес к медиа и стремление делиться новостями и аналитикой привели к формированию команды единомышленников. Вместе они работают над тем, чтобы «Хакнем» был полезным и информативным ресурсом для читателей.
Я никогда не думал, что физика может быть такой интересной! Теперь я хочу узнать больше о том, как работают вещи вокруг меня.
Мой сын раньше считал физику скучной, но эта статья привлекла его внимание. Он стал задавать больше вопросов и интересоваться.