Общеизвестно, что электроны переходят от отрицательного к положительному, но я заметил, что часто направление тока игнорируется. Например, резистор часто ставится ПОСЛЕ светодиода, или диод ставится наоборот. Почему направление потока часто игнорируется в электронике?
10
Ответы:
Электроны имеют отрицательный заряд. Ток кулонов в секунду. Кулоны положительны, поэтому кулон, движущийся в одном направлении, на самом деле вызван электронами, движущимися в другом направлении в мета.
Когда мы обсуждаем ток, мы обсуждаем поток частиц положительного заряда. Если поток тока фактически состоит из отрицательных частиц, движущихся в противоположном направлении, это не имеет значения, то есть два отрицания, которые отменяются. Это всего лишь случай математики и знака соглашения.
Единственный раз, когда вы обращаете внимание на фактические носители, это что-то вроде полупроводника, где вам нужно знать, что происходит, когда вы путешествуете с электронными носителями в «дырах» зоны проводимости в зоне носителей. Дырки являются носителями положительного заряда, но это потому, что мы считаем отсутствие электрона, фактический ток все еще состоит из множества электронов, медленно дрейфующих.
Ток всегда электроны?
На самом деле, если вы когда-либо моделируете электрические системы в теле, вы обнаружите, что вы можете точно моделировать нейрон, используя транзисторную сеть и тому подобное. Большая часть тока относится к ионам, таким как калий. Это означает, что у вас действительно есть движение статей с положительным зарядом. Он все еще изображен в виде схемы, потому что не имеет значения, что является носителем заряда, пока ваша схема хорошо моделирует электрические свойства.
Электрон движет власть?
Часто люди думают, что ваша сила - это электрон. На самом деле вы посылаете электромагнитные сигналы. Вы можете замедлить скорость вашего сигнала (то есть мощность), распространяющегося по длинной паре проводов (один сигнал и один сигнал возвращаются), изменяя диэлектрик между ними. Это означает, что два неэкранированных медных провода, просто сидящие в космосе, на самом деле будут иметь свой сигнал, движущийся со скоростью света. Ваш коаксиальный кабель, вероятно, будет путешествовать со скоростью, близкой к двум третям скорости света. Дрейфующие электроны являются функцией электрического поля, которое присутствует. Если бы вы измерили, насколько быстро дрейфуют электроны, вы бы нашли его порядка нескольких метров в секунду.источник
Как вы заметили, люди часто не знают и не заботятся. К счастью, для 99% людей это не имеет значения. Общепринятым является то, что он переходит от + к -, и всем инженерам полезно придерживаться этого соглашения, чтобы просто было легче общаться с другими инженерами.
Единственные люди, для которых это действительно важно, - это либо люди, разрабатывающие чипы (не люди, разрабатывающие чипы WITH), и некоторые физики. Некоторые люди считают, что это действительно важно, но они обычно педантичные пьяницы на братских вечеринках, с которыми никто не хочет быть.
Для записи, ограничивающий ток резистор, часто находящийся рядом со светодиодом, может проходить с любой стороны светодиода без каких-либо побочных эффектов.
источник
Единственная причина, по которой текущее направление не учитывается в подобных сценариях, заключается в том, что в этих сценариях оно не имеет большого значения.
Нет тока, пока цепь не будет завершена, и цепь не будет завершена, пока вы не подключите и светодиод, и резистор. После того, как они соединены последовательно, не имеет значения, что из этого следует в схеме, поскольку целью резистора является ограничение тока в цепи, а последний зависит от суммы сопротивлений светодиода и резистора (и других параметров). которые не меняются при замене резистора и светодиода, поэтому я просто игнорирую их в этом ответе), и эта сумма не зависит от того, находится ли резистор после светодиода или перед ним .
Так что да, может быть, идеологически было бы лучше подключить их в определенном порядке, чтобы ток «не достигал светодиода напрямую, а только через резистор», но практически не имел значения. И поверьте мне, в тех случаях, когда это имеет значение (например, сверхвысокое напряжение, которое приводит к разрушению изоляции, если сопротивление оказывается немного ниже необходимого), никто не пренебрегает вещами, которые кажутся незначительными. И нет, я понятия не имею, имеет ли значение направление тока в сценариях высокого напряжения.
источник
Могу ли я отказаться от педантичной теории из моего университета :)
Как отмечали другие ребята, ток, который течет от «плюс» до «минус», является лишь традиционным способом представления явлений. Это связано с тем, что электроны по определению имеют отрицательный заряд, и, вероятно, сам этот факт является условием, которое предпочитает давать положительный знак протонам, находящимся в ядре атома. Затем, имея дело с отрицательными значениями (которые возникают из-за отрицательного заряда бла-бла-бла), это раздражает, отсюда и решение считать ток противоположным движению электронов.
Рассказ о потенциалах и полях
Другая точка зрения состоит в том, что всегда из-за отрицательного носителя заряда электрический потенциал (который определяет напряжения) отрицателен, когда электронов больше, поэтому положительно, когда электронов меньше, и можно ожидать, что ток течет от более высокий потенциал к низшему, как объекты, когда падают.
Это не влияет на порядок компонентов в одной ветви схемы, так как ток (для принципа консервативных полей и бла-бла-бла) одинаков во всей ветви. Для более глубокого анализа посмотрите это . Рассматривайте это как трубу с водой под давлением: теоретически не имеет значения, находится ли турбина до или после узкого места, поскольку последнее в любом случае будет влиять на количество воды, которая течет в трубе.
Диод
Диод все еще прост, чтобы понять, что он делает (в основном, ток течет в одном направлении, а не в другом; противоположные вещи для электронов), и сложнее понять, почему он так поступает.
Отверстия
А что касается «дырок», они используются потому, что в физике полупроводников, и больше при работе с легированными полупроводниками, есть материалы (или, лучше, легированные материалы), которые имеют меньше электронов в валентной зоне и берут электроны из близких мест в зона проводимости, создающая ток. Но это гораздо проще, если говорить о дырах, проходящих в зоне проводимости.
источник