Скорость тока не равна скорости света!

Существует распространенное мнение о равенстве скорости тока и света, которое, однако, является заблуждением. Свет движется намного быстрее, что можно доказать после рассмотрения простейшей схемы движения тока по проводнику.

Схема и особенности движения тока в проводнике

Все вещества состоят из атомов – элементарных частиц. В центре атома находится ядро из протонов и нейтронов, а вокруг ядра вращаются отрицательно заряженные частицы. Их количество может быть разным у разных веществ.

Атомы твердых тел обладают кристаллической решеткой – структурой, в которой атомы расположены относительно друг друга в определенном порядке.

У некоторых проводников наиболее удаленные от ядра электроны могут переходить к соседним атомам – это свободное движение. Но если подключить к проводнику внешнее электромагнитное поле, можно создать электрическую цепь. Все свободные электроны будут двигаться одинаково – это и называется движением тока в передатчике.

Пример его перемещения по проводам: есть лампочка, которая соединена с источником питания длиной в 10 км. Если включить выключатель в цепи, лампочка загорится через 300 000 км/с. Такая скорость света в вакууме. Лампочка загорается через 33,333 мксек, из чего можно сделать вывод, что электроны двигались так же быстро, как и свет. Однако то, что электроны перемещались со световой скоростью, не значит, что та же быстрота сохраняется в проводнике:

  1. Цепь замкнулась с нажатием выключателя.
  2. Электрическое поле уменьшилось в диэлектрике конденсатора, а электроны зашли на плюсовую клемму.
  3. Так уменьшилась разность потенциалов, а так как электроны в присоединенном участке начали движение, пустые места были заняты соседними отрицательными частицами из другого участка провода.
  4. Это продолжается по всему проводнику, и когда электроны достигают лампочки, она начинает светиться.
  5. Из этого следует, что измененное электрическое поле мгновенно распространилось по проводнику, а частицы – немного медленнее.

Переменный и постоянный ток – в чем разница

Разница в том, что электрические заряды движутся неодинаково. Постоянный может двигаться только в одном направлении. В твердых телах двигаются электроны, в остальных – ионы. Поэтому в твердых телах ток всегда течет от минуса к плюсу. В жидких и газообразных веществах он может двигаться в 2-х направлениях: электроны – к плюсу, а ионы – к минусу и источнику подачи энергии.

С переменным движением частиц ситуация обстоит иначе: взамен его движения только в одном направлении последнее может периодически изменяться на противоположное. Например, в городских электросетях напряжение стандартное – 220 В, а частота – 50 Гц. Частота обозначает, что за 1 секунду ток проходит синусоидальный цикл 50 раз.

Это значит, что он меняет направление 100 раз в секунду, так как цикл изменяется дважды.

Скорость тока и скорость света – можно ли поставить знак равенства?

Очевидно, что быстрота движения электрических зарядов в проводах даже не близка к световой. Если бы это было правдой, современная энергетика не существовала в том виде, в котором она представлена сейчас. Добавилась бы необходимость решения сложных технических задач: на скорости 300 000 км/с заряженные частицы не способны следовать за поворотами. После разгона на прямом участке частицы бы просто вылетали по касательной, что в свою очередь требовало бы установок электромагнитных ловушек в проводах. Из-за этого участки проводки напоминали бы фрагменты адронного коллайдера.

Скорость передвижения элементарных частиц намного меньше, чем скорость света, несмотря на то, что в школе учат правилу: «Скорость тока в проводнике идентична быстроте распространения электромагнитной волны». Чтобы убедиться в этом, достаточно провести простые опыты с постоянными магнитами или эбонитом.

Скорость тока не равна скорости света!: 11 комментариев

  1. None

    Ну ла епт посмотрел бы как свет распространяется в проводнике у вас…

  2. Александр_57

    Это даже не машинный перевод с английского, это перевод с китайского. Типа, Али.

  3. Сергей

    Статья для тех, кто плохо учился в школе.
    Скорость свободных электронов и скорость электрического тока – это не одно и то же.

  4. МашкИн

    Ток имеет две составляющие:
    1) ток сверхпроводимости, как туннелирование зарядов в фотоно-зарядовой среде электронного облака;
    2) ток потерь, как движение электронов, обеспечивающих непрерывность фотоно-зарядовой среды, как электронного облака.

    Доля второй составляющей в проводниках ничтожна и идет на разогрев проводников. Скорость движения электронов также невелика.

    Основная доля – это ток сверхпроводимости. Заряды не путать с электронами и позитронами. Скорость зарядов в проводнике, по крайней мере, не меньше скорости света.

  5. Николай

    Скорость тока обусловлена не скоростью движения носителей электричества, электронов и ионов, а скоростью распространения электрического поля, а она равно скорости света.

  6. Василий Мирошник

    Не надо путать скорость движения электрических зарядов со скоростью передачи напряжения. Скорость распространения напряжения и скорость света должны быть соизмеримы. Это передача давления/разрежения в эфире вакуума (около 300 000 км/с).

  7. Александр

    Впечатление такое, что автор даже школьные уроки физики прокурил в туалете.
    Скорость тока как скорость движения заряженных частиц — объектов, имеющих ненулевую массу покоя, никогда не достигнет скорости света — специальная теория относительности это не позволяет.
    А вот скорость распространения тока всегда и в точности равна скорости света в вакууме.
    Потому что по сути в каждом случае это скорость распространения электромагнитного поля — одного и того же природного явления.

    1. Русаков

      Если рассмотреть точку как энергетическое поле, то на основании Закона Проективности точка превращается в бесконечную линию которая обладает той же энергетикой, что и точка в любой точке бесконечной линии! Ну, где-то так… Отсюда, скорость передача энергии в космологическом пространстве ЭФИРА на порядки превышает скорость распространения света по-Эйнштейну!

      В.А.

  8. Борис

    Поздравляю с открытием природы электрического тока!

  9. Барсук

    Скорость тока бесконечна. Я это могу доказать. Представьте ниточку, длиной 1 млн км. А теперь, давайте дернем за конец ниточки с одной стороны. Как вы думаете, через сколько времени дернется второй конец ниточки? А ниточка – это проводник.
    Если на одном конце не станет тока, то на другом конце мгновенно исчезнет ток. Почему?
    Потому что ток это не один электрон, а цепочка электронов, которые двигаются, пока замкнута цепь. При разрыве цепи движение электронов прекращается мгновенно на всей цепи, каким длинным ни был проводник.

  10. Геннадий

    Еще ни кто толком не объяснил, что вообще такое электрический ток,его природу, свойства, возможности – так домыслы, предположения. Один великий Н.Тесла знал, но объяснить не смог или не хотел, зная, что понять его не смогут. Посмотришь на учебники по электричеству, типа учебника по ТОЭ, – и оторопь берет: 10 см. толщины книги оказываются бессильными объяснить что такое электричество. И всё потому, что авторы сами блуждают в догадках и предположениях.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *