Hangi günlük bileşenler elektron olmayan yük akışlarını içerir?


13

Konvansiyonel akımın neden elektron akımının ters yönü olduğu ile ilgili yanlış bir şey olmadığının bu açıklamasını seviyorum . Akünün elektron akışı olmadığı iki durum olarak piller ve floresan ampullerden bahseder. (İnsanlarda iyon akışı ve su buzu içindeki proton akışı gibi, bunlar elektriksel bileşenler olmasa da.) Başka hangi elektrik bileşenleri elektron olmayan yük akışlarını içerir? Bu, elektrolitik kapasitörlerin elektrolitinde olur mu?

Elektron teorisi konusundan, metallerin elektronları kolayca yaydıklarını ve yarı iletkenlerin ve elektrolitlerin bunları büyük zorluklarla yaydıklarını biliyoruz. Elektrolit içindeki elektronlar aslında serbest değildir ancak iyonlarla bağlanır . http://www.electronics-tutorials.com/basics/polarization-capacitor.htm

Yarıiletkenlerdeki delikler fiziksel parçacıklar olmadıkları için gerçekten sayılır mı?


@reemrevnivek, deliklerin hala bir akım akışı olduğu argümanı yapılabilir.
Kortuk

Hareket etmek için pozitif yükler elde etmenin tek yolu (negatif yüklerin yokluğu yerine, bunu farklılaştıracaksak) atom çekirdeğini taşımaktır. Katı veya kristal bir yapıda bu son derece yavaş ve muhtemelen zarar verici olacaktır.
Nick T

1
@Nick: Bunun mutlaka doğru olduğunu düşünmüyorum. Hareket edebilen yüklerin katı ile aynı malzeme olması gerekmez. Bağlantı, örneğin su buzu içindeki proton akışını tarif eder. Akım akışlarının çoğu "aşırı yavaş" tır.
Mart'ta endolit

1
@tyblu: Floresan tüplerde pozitif iyon akışı vardır. AC ile çalıştırılırlar, çünkü DC tüm cıva iyonlarının tüpün bir ucunda birikmesine neden olur.
endolith

1
@reemrevnivek: AFAIk, yarı iletkenlerdeki delik akışı aslında pozitif yüklerin akışı değildir - hala elektron akışı değildir, ancak serbest elektronlardan kaynaklanmaz (bu da deliklerin genellikle daha düşük hareketliliğe sahip olmasının nedeni)
Alex

Yanıtlar:


9

Şimdi, yarı iletken teorisine geldiğinizde kafa karıştırıcı oluyor ve sorununuzu anlıyorum. Çok önemli bir olayı adlandırabilirim. İnsan vücudundaki şarj pompaları ile çalışırken . Biyolojinin birçok yerinde yük akışı pozitiftir. Enerji Verimliliği için biyomedikal modelleme dersi alırken sıklıkla pozitif yük akışımız vardı.

Daha çılgınlaşabiliriz, ya kanseriniz varsa? Birçok seçenek var, bazen radyasyon alıyorsunuz. Foton radyasyonu var, ya proton radyasyonu ? Gönderdikleri protonların miktarı Amper cinsinden ölçülür. Neden? Saniyede pozitif yüklü parçacıklar (puntan tadını çıkarın).

Parçacığın burada önemli bir parçası var. Elektronlar pozitif olarak yüklenirse, sorun çoğu insan tarafından halının altına süpürülecektir. Olumsuz bir şekilde ücretlendirilmeleri, insanların gerçekten ne anlama geldiğini düşünmelerini sağlar .

Eğer gerçekten fiziğe inerseniz, bu sadece bir işaret sözleşmesidir ve bir menial problemdir. Onlara pozitif ücret atamak istiyorsanız, lütfen bunu yapın, dahili olarak tutarlı olun ve hiçbir şey yayınlamayın ve kimse daha akıllı olmayacaktır.

En önemli şey, elektronlar pozitif yüklü olsaydı, pozitron için neredeyse bir isme sahip olamayacağımızdı . Negatron bir parçacık olsaydı ben şahsen bir dünyada yaşamazdım .


3
Cevabınızı +2 anti-negatronik oylar veriyorum.
tyblu

Gerçi insan vücudunu değil, elektrikli bileşenleri gerçekten soruyordum. İnsan vücudu zaten bağlantılı makalede kaplıdır. Piller, floresan tüpler, ...
endolit

@endolith, her gün kullandığımız elektriksel çiçekleriniz elektronik kullanıyor. Kullandığımız metaller elektron akışıdır. Bunun hiçbir yolu yoktur, protonlar kafesin bir parçasını oluşturur, elektronlar serbestçe hareket edebilir.
Kortuk

Pil, elektrikli bir bileşendir ve devrenin bir parçasıdır. Bir aküde akım, elektronlardan değil, pozitif ve negatif iyonlardan oluşur. Yalnız protonlar ve iyonize atomlar kesinlikle elektrik devrelerinde hareket edebilirler.
Endolit

@endolith, pil kutusunu biliyordunuz ve makalenizin verdiği ilk örnek olduğunu düşündüm. Birkaç akış örneği daha verdim.
Kortuk

8

Nöronlar ! @Kortuk biyolojik yük pompalarından bahsederek buna dokundu . Yük,iyon konsantrasyonunu (Na + )artıranve nöronlar boyunca ilerleyenyerel bir kimyasal reaksiyonla oluşturulan, aksiyon potansiyeli adı verilen patlamalarda aktarılır(tamam, bundan biraz daha karmaşıktır, ancak sanırım hepimiz fikri anlıyoruz).

Elektrokaplama ! Biz elektronik meraklıları PCB kaplama (nikel, altın, karışımlar, vb.) Nedeniyle bu konuda çok şey biliyoruz, ancak endüstri ve sanatın her alanında kullanılır: galvanizleme, altın kaplama ve diğer metal biriktirme su geçirmezlik, pas koruması için yapılır , fantezi faktörü, renklendirme, eloksal, iletkenlik, polimerler gibi diğer materyal birikiminden önce bir ara adım olarak ve kimyasal reaktivite değişiklikleri (pas koruması hariç). Yine, bu iyonların hareketidir. Bir sürü elektron da var.

Borulardaki iyon transferinden dolayı akım akışı : örneğin, şehrimizdeki içme suyu borularında bir iyon konsantrasyonu (klor, florür , vb.) Vardır . Borulardan akarken elektrik, yük hareketi ve genellikle hassas manyetik sensörler için sorun yaratır.

Fotonlar şarj diferansiyelleri oluşturur . Radyodan gama ışınlarına kadar, elektrik enerjisini fotonlara, daha sonra da alıcı antenindeki elektrik * 'e çevirerek tüm elektromanyetik spektrumu kullanırız . Fotonlar, bir elektron deliği çifti oluşturarak iletim bandına vuracak kadar enerji ile değerlik elektronlarını uyarır (emilir). Başka mekanizmalar da var, ama açıklamaya çalışırsam onları mahvederim.

Birçok doohickey ve thingamabob'un nötr olmayan bir yükü vardır ve farklı yüklü bir nesneye göre hareketleri bir elektromanyetik alan oluşturur. Bu etkinin kanallı, grup açıklaması elektriktir. Elektronlar her yerde ve gerçekten hafif - kolaylar - bu yüzden çoğu zaman homurdanma elektrik işi yapmakla kötüye çalışıyoruz.

* Tamamen fotonik tabanlı devre yapmak için çalışmalar var, ama bunu tanıtmak için doğru kişi değilim.


Su borularındaki akım nereden geliyor? Sudaki klor ve flor daha çok tartışılmaktadır, çünkü bu katkı maddelerindeki "aktif" kısımdır, ancak bu negatif iyonlar genellikle nötr hale getirmek için bazı pozitif olanlarla bağlanır; sodyum, potasyum, hidronyum (asit), vb.
Nick T

Fotonları sayacağımdan emin değilim ama elektrokaplamayı her zaman unutuyorum. Postanıza elektromanyetik spektrum eklemenin bir yolunu bulmak için +1.
Kortuk

1
@NickT, grup yükü gerçekten zamanla nötralize olma eğilimindedir, ancak su borularında genellikle en azından yerel olarak nötr değildir. Kişisel deneyim, NINT'teki bazı yeni, süslü nanoteknoloji ekipmanı için ne tür bir koruma ve boru yer değiştirmesi gerektiğine dair bir fikir edinmek için ~ km ^ 2 üzerinde manyetik alanı haritalamak için lisansüstü bir projeydi .
tyblu

4

Evet, William Beaty'nin "" Elektrik "gerçekten hangi yönden akıyor?" yüklü parçacıkların akışı (neredeyse her zaman çok yavaş) ve elektrik enerjisi akışı (neredeyse her zaman çok hızlı) arasındaki ayrım .

(Ne yazık ki, bu gerçekten sorunuzun bir cevabı değil, bazı cevaplarına bir cevap).

Hareket etmek için pozitif yükler elde etmenin tek yolu (negatif yüklerin yokluğu yerine, bunu farklılaştıracaksak) atom çekirdeğini taşımaktır.

Evet, pozitif yük tam da bu şekilde hareket eder. Buz gibi bir proton iletkeninde , hareketli pozitif yükleri hidrojen çekirdeği olarak düşünebilirsiniz.

"Katı veya kristal bir yapıda pozitif yüklerin akışı son derece yavaş ve muhtemelen zarar verir"

Evet. Ayrıca, elektronların akışı şaşırtıcı derecede yavaştır ve sıklıkla zarar verir. Katılardan geçen yüklü parçacıklar tipik olarak çok küçüktür - bir metal içindeki elektronlar, bir proton iletkenindeki protonlar.

Öte yandan, hem büyük hem de pozitif - oldukça büyük yüklü parçacıklar akü elektrolitinden (sıvı) ve elektrikli kızdırma deşarjı (gaz) sırasında akar .

florasan lamba

Bazı insanlar floresan ampullerdeki akımın gerçekten elektron akışı .

Evet, bir "soğuk" tüpe ilk güç uygulandığında saniyenin kısa bir bölümünde elektronlar mevcut tek yüklü parçacıklardır.

Bir "soğuk" tüpü ilk kez başlatırken, katot (metal olduğu için) bol miktarda hareketli "serbest" elektrona sahiptir ve yine de tüp çok yüksek bir dirence sahiptir.

Daha sonra, bir elektrik "ark" ( elektrikli kızdırma deşarjı) vurduktan sonra ) bir floresan ampulün veya neon ışığının normal çalışması sırasında, birçok yüklü iyon vardır. Tüp o sırada çok daha düşük bir dirence sahip olduğundan, (a) floresan tüpler balast gerektirir ve (b) akımın çoğunun elektronlar yerine yüklü iyonlar içerdiği sonucuna varılır.

"DC'den çalıştırılan bir flüoresan lamba olduğunda, başlatma anahtarı genellikle her başlatıldığında lamba kaynağının polaritesini tersine çevirmek için düzenlenir; aksi takdirde cıva tüpün bir ucunda birikir." - Wikipedia

Bu, yüklü cıva iyonlarının bir floresan lambada fiziksel olarak hareket ettiğinin kanıtıdır.


protonlarımız oldukça hızlı hareket ederler, ancak kristalin yapılara zarar verirler, ancak elektronik olan herhangi bir şey o kadar iyi çalışmaz.
Kortuk

Çağdaş sıcak bir konu şudur: "katı elektrolit" ve "katı asit" yakıt hücrelerinde proton akar. Bunlar, herhangi bir zarar verici arıza olmaksızın büyük proton akımları için tasarlanmış proton iletken katılardır. Araba aküsünün asidi çoğunlukla proton iletkendir, çünkü asit + H iyonları eşit sayıda negatif sülfat iyonundan daha fazla hareketliliğe sahiptir. Ancak asidik yakıt hücresi elektrolitleri, eğer katı ise, negatif iyon hareketliliğine sahip değildir, çünkü çok daha büyük negatif iyonlar katı kafes içinde tutulur.
wbeaty

3

Plazmada (ince filmlerin ve aşındırma malzemelerinin bırakılması için çeşitli teknolojik işlemlerde kullanılır) hem elektronlar hem de iyonlar iletimi yapar. İyon tabancaları, adından da anlaşılacağı gibi, malzemeyi aşındırmak veya iyonları çok küçük bir ölçekte (nano-mikrometre ölçeği) implante etmek için çok telli bir elektrik alanı (katot ışın tüpünün nasıl çalıştığına benzer bir şekilde) kullanarak vakumda hızlandırılmış iyonları kullanır. .

Yarı iletkenlerdeki delikler sadece elektronlardır. Sadece, p-katkılı yarı iletkente o kadar çok hareketsiz elektron var ki, delikler öne çıkıyor ve teoriyi yapmamıza izin veriyor. Gerçekte elektronlar (arkalarında boş delikler bırakarak) hala hareketli parçalardır.


3

'Yük akışı' tanımına bağlı olarak:

Duvar prizleriniz ve AC voltajı içeren herhangi bir şey. Elektron sürüklenme hızı makro düzeyinde sıfırdır, mikro düzey elektronları ileri geri sallanır ve bu nedenle zaman içinde belirli bir noktada sıfır olmayan bir sürüklenme hızına sahiptir. Enerji, AC devrelerdeki EM dalgaları yoluyla aktarılır. Pratikte her zaman küçük bir DC ofseti vardır, bu nedenle tellerden aşağı doğru bir miktar 'makro ölçekli' elektron sürüklenir. Bununla birlikte, akım akışının birincil mekanizması değildir ve ofsete bağlı olarak günde bir inç gibi çok yavaştır. Doğru, elektronların hala şarj taşıyıcısı olduğunu iddia edebilirsiniz, ancak sanırım bunu bir yük akışı olarak tanımlamayacağım.

Akımı sadece DC gerilimi altındaki elektron akışı olarak düşünmek bile bunu düşünmenin iyi veya doğru bir yolu değildir. Elektron sürüklenme hızı, voltaja ve tabii ki malzemeye bağlı olarak saatte inç olabilir, çok yavaştır . Tabii ki, 'elektrik'in bundan daha hızlı hareket ettiğini biliyoruz, çünkü akım belirli bir elektronun iletkeni aşağıya' akmasını 'gerektirmek yerine iletkeni iletmek zorunda kalmasının bir sonucudur.

Elektrolitik kapasitörlerde birincil yük taşıyıcıları iyonlardır.


2

Elektrolitik kondansatör.

Dielektrikte "akan" akımlar var ...


Bu konuyu biraz açıklayabilir misiniz? "Elektrolit genellikle sulu çözeltide borik asit veya sodyum borattır". Metal iletkenler elektrolite, daha sonra elektrolit oksit tabakasına temas eder mi? İyonlar negatif mi, pozitif mi? Ne zaman akıyorlar?
Endolit

0

Alüminyum

İçinde en yaygın işlemi doğal dönüştürme daha yararlı metalik alüminyum (tam Al2O3 oksitlenmiş) alüminyum meydana gelen, işçiler serbest Al3 + ve O2- iyonları üreten erimiş kriyolit, içine alüminyum oksit bırakın. Daha sonra iki karbon elektrot arasındaki bir voltaj, Al3 + iyonlarını negatif elektroda (katot) çeker, burada yüksüz saf sıvı Al olur ve tıkandığı dibe batar.

(Alüminyum, Dünya'nın kabuğundaki en bol metalik atomdur. Metalik alüminyum, günümüzde birçok elektrik bileşeninde kullanılan yaygın bir günlük ev malzemesidir ve alüminyum yapma işlemi, her gün üretilen tüm elektrik enerjisinin önemli bir kısmını kullanır. bu gerçekten "günlük bileşen" olarak nitelendiriliyor mu?)

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.