Какие повседневные компоненты включают потоки заряда, которые не являются электронами?

Мне нравится это объяснение того, почему нет ничего плохого в том, что обычный ток противоположен электронному току . Он упоминает батареи и флуоресцентные лампы как два случая, когда ток не является потоком электронов. (Также как поток ионов в людях и поток протонов в водяном льду, хотя это не электрические компоненты.) Какие другие электрические компоненты включают потоки заряда, которые не являются электронами? Это происходит в электролите электролитических конденсаторов?

Из темы теории электронов мы знаем, что металлы испускают электроны легко, а полупроводники и электролиты испускают их с большим трудом. Электроны в электролите на самом деле не свободны, а связаны в ионы . http://www.electronics-tutorials.com/basics/polarization-capacitor.htm

Действительно ли учитываются дырки в полупроводниках, поскольку они не являются физическими частицами?

Теперь это сбивает с толку, когда вы переходите к теории полупроводников, и я понимаю вашу проблему. Я могу назвать один очень важный случай. При работе с зарядными насосами в организме человека . Во многих местах в биологии поток заряда положительный. Когда мы брали урок биомедицинского моделирования для ЭЭ, мы часто имели положительный заряд.

Мы можем стать безумнее, что если у тебя рак? Есть много вариантов, иногда вы выбираете радиацию. Фотонное излучение существует, а как же протонное излучение ? Количество протонов, которые они посылают, измеряется в амперах. Почему? Положительно заряженные частицы в секунду (наслаждайтесь каламбуром).

Важной частью здесь является ваша частица. Если бы электроны были заряжены положительно, большинство людей решило бы проблему. Тот факт, что они заряжены отрицательно, заставляет людей задуматься о том, что это на самом деле означает.

Если вы действительно приступаете к физике, то это всего лишь соглашение о знаках и небольшая проблема. Если вы хотите назначить им положительный заряд, пожалуйста, будьте внутренне последовательны и ничего не публикуйте, и никто не будет мудрее.

Самое главное, что если бы электроны были заряжены положительно, у нас не было бы почти такого же имени для позитрона . Лично я бы не жил в мире, где негатрон - это частица.

Нейроны ! @Kortuk коснулся этого , упомянув биологические насосы заряда. Заряд передается всплесками, называемыми потенциалами действия , создаваемыми локальной химической реакцией, которая увеличивает концентрацию ионов (Na ⁺ ) и распространяется вдоль нейронов (хорошо, это немного сложнее, но я думаю, мы все поняли).

Гальваника ! Мы, любители электроники, много знаем об этом из-за покрытия на печатной плате (никель, золото, смеси и т. Д.), Но оно используется во всех сферах промышленности и искусства: цинкование, золочение и нанесение других металлов для гидроизоляции, защиты от ржавчины. , причудливый фактор, окраска, анодирование, проводимость, как промежуточный этап перед осаждением других материалов, таких как полимеры, и изменения химической реактивности (кроме защиты от ржавчины). Опять же, это движение ионов. Там также много вовлеченных электронов.

Ток протекает из-за переноса ионов в трубопроводах : например, в наших городских трубопроводах питьевой воды существует концентрация ионов (хлора, фтора и т. Д.). Поскольку это течет через трубы, это - электричество, движение заряда, и часто создает проблемы для чувствительных магнитных датчиков.

Фотоны создают разность зарядов . От радио до гамма-лучей, мы используем весь электромагнитный спектр , превращая электрическую энергию в фотоны, а затем обратно в электрическую * на приемной антенне. Фотоны возбуждают валентные электроны (поглощаются) с достаточной энергией, чтобы поразить зону проводимости, создавая электронно-дырочную пару. Есть и другие механизмы, но я их испорчу, если попытаюсь их объяснить.

Многие doohickeys и thingamabobs имеют не нейтральный заряд, и их движение относительно дифференциально заряженного объекта создает электромагнитное поле. Направленное групповое описание этого эффекта - электричество. Электроны повсюду и по-настоящему легкие - они легки - поэтому мы большую часть времени подвергаемся жестокому обращению с ними.

* ^{Продолжается работа по созданию полностью схемотехники, основанной на фотонике, но я действительно не тот человек, чтобы представлять ее.}

Да, мне также нравятся способы, которыми Уильям Битти объясняет: «Каким образом действительно протекает« электричество »?» и различие между потоком заряженных частиц (почти всегда очень медленным) и потоком электрической энергии (почти всегда очень быстрым).

(Увы, на самом деле это не ответ на ваш вопрос, а ответ на некоторые ответы на него).

Единственный способ получить положительные заряды для перемещения (вместо отсутствия отрицательных зарядов, если мы собираемся это дифференцировать) - это транспортировка ядер атомов.

Да, именно так движется положительный заряд. В протонном проводнике, таком как лед, вы можете думать о движущихся положительных зарядах как о ядрах водорода.

«В твердой или кристаллической структуре поток положительных зарядов будет чрезвычайно медленным и, возможно, повреждающим»

Да. Кроме того, поток электронов также удивительно медленный и часто разрушительный. Заряженные частицы, которые движутся сквозь твердые частицы, обычно очень малы - электроны в металле, протоны в протонном проводнике.

С другой стороны, довольно крупные заряженные частицы - как положительные, так и отрицательные - протекают через электролит батареи (жидкость) и во время электрического тлеющего разряда (газ).

люминесцентные лампы

Некоторые люди утверждают, что ток во флуоресцентных лампах действительно является потоком электронов .

Да, в течение коротких долей секунды при первом включении питания в «холодную» трубку электроны являются единственными доступными заряженными частицами.

При первом запуске «холодной» трубки катод (потому что он металлический) имеет много доступных подвижных «свободных» электронов, и, тем не менее, трубка имеет очень высокое сопротивление.

Позже, после удара электрической «дуги» ( электрического тлеющего разряда ), во время нормальной работы люминесцентной лампы или неонового света, появляется много заряженных ионов. Поскольку в то время труба имела гораздо меньшее сопротивление, (а) люминесцентные лампы требуют балласта, и (б) мы пришли к выводу, что большая часть тока связана с заряженными ионами, а не с электронами.

Когда люминесцентная лампа «работает от постоянного тока, пусковой выключатель часто выполнен с возможностью изменения полярности источника питания лампы при каждом ее запуске; в противном случае ртуть накапливается на одном конце трубки». - Википедия

Это свидетельствует о том, что заряженные ионы ртути физически перемещаются во флуоресцентной лампе.

В плазме (используемой в различных технологических процессах для осаждения тонких пленок и травления) и электроны, и ионы проводят проводимость. Ионные пушки, как следует из их названия, используют ионы, ускоренные в вакууме с использованием очень струнного электрического поля (аналогично тому, как работают электронно-лучевые трубки), чтобы вытравить материал или имплантировать ионы в очень маленьком масштабе (от нано-до микрометрового масштаба) ,

Отверстия в полупроводниках - это просто электроны. Просто в p-легированном полупроводнике так много неподвижных электронов, что дыры выделяются и позволяют нам сделать теорию. На самом деле электроны (оставляя за собой пустые отверстия) все еще являются движущимися частями.

В зависимости от определения «потока заряда»:

Ваши розетки и все, что связано с переменным напряжением. Скорость дрейфа электронов равна нулю на макроуровне, на микроуровне электроны качаются взад-вперед и, следовательно, имеют ненулевую скорость дрейфа в определенный момент времени. Энергия передается через электромагнитные волны в цепях переменного тока. На практике всегда есть небольшое смещение постоянного тока, поэтому в проводах происходит некоторый дрейф электронов в «макромасштабе». Тем не менее, это не основной механизм протекания тока и очень медленный, как дюйм в день, в зависимости от смещения. Вы можете, правильно, утверждать, что электроны все еще являются здесь носителями заряда, но я думаю, я бы не описал это как поток заряда.

Даже думать о токе просто как о потоке электронов под напряжением постоянного тока не очень хороший или точный способ думать об этом. Скорость дрейфа электронов очень медленная, в зависимости от напряжения и, конечно, материала она может быть в дюймах в час . Конечно, мы знаем, что «электричество» движется намного быстрее, чем это, потому что ток является результатом того, что он «наталкивает» заряд вдоль проводника, а не требует, чтобы определенный электрон «протекал» по всему проводнику.

В электролитических конденсаторах первичными носителями заряда являются ионы.

Электролитический конденсатор.

В диэлектрике есть токи, которые «текут» ...

алюминий

В наиболее распространенном процессе превращения природного алюминия (полностью окисленного AL2O3) в более полезный металлический алюминий рабочие превращают оксид алюминия в расплавленный криолит, который производит свободные ионы Al3 + и O2-. Затем напряжение на двух углеродных электродах притягивает ионы Al3 + к отрицательному электроду (катоду), где он превращается в незаряженный чистый жидкий Al и опускается на дно, где его отводят.

(Алюминий является наиболее распространенным металлическим атомом в земной коре. Металлический алюминий в настоящее время является обычным бытовым материалом, используемым во многих электрических компонентах, и процесс производства алюминия использует значительную долю всей электрической энергии, производимой каждый день. Но это действительно квалифицируется как «повседневный компонент»?)