Kısa cevap: Bazı ders kitaplarında elektronların her zaman tek tek metal atomlarının yörüngesinde olduğu fikri yanlış anlaşılmaktadır. Hayır! Ayrıca, elektronların sadece teller boyunca bir voltaj uygulandığında atomlar arasında atladığını söyleyeceklerdir . Yanlış.
Metallerde, her metal atomunun dış elektronları orijinal atomlarını bıraktı. Bu, metal ilk oluştuğunda gerçekleşir. Elektronlar her bir atoma yapışmaya devam ettiyse, metal bir izolatör olurdu ve düşük akım değerlerinde ohm sabit olmazdı. Gerçekte, dış veya "iletim bandı" elektronları her zaman tüm metal atomları arasında yörüngede bulunur. Metal tel bir çeşit "katılaşmış plazmaya" benzer. Metaller tuhaf.
Fizikçiler metalin hareketli elektron popülasyonunu "elektron denizi" veya "şarj okyanusu" olarak adlandırıyorlar. Kimyada buna "metalik bağ" denir.
Kuantum olmayan bir bakış açısından, metal nesneleri "elektrikli sıvı" ile dolu kaplar gibi görebiliriz, Ben Franklin tarzı! Metalin elektronları, bir hortumun içindeki gaz molekülleri gibi etrafta dolaşarak yüksek hızda titriyor. Ancak bu elektron hareketi rastgele yönlerde. Termal enerji için bir depo, ama tek bir yönü yok, bu yüzden "rüzgar" değil; elektrik akımı değil. Her elektronun bir yöne gitmesi için geriye doğru giden başka bir elektron daha var.
Bu nedenle, bir metal içindeki gerçek bir DC elektrik akımı , bu elektron bulutunun yavaş bir ortalama kaymasıdır. Bireysel elektronlar elbette yavaş hareket etmiyor. Bunun yerine her zaman neredeyse ışık hızında dolaşıyorlar. Ancak bir DC akımı sırasında ortalama gezinme yollarının üst üste bindiği küçük bir DC kayması vardır. Dünya atmosferi de aynı şeyi yapıyor: her molekül ölü ölü koşullarda bile neredeyse ses hızında hareket ediyor; rüzgar yok. Gezinmeyi "termal", Brownian Hareketi olarak görüyoruz. Bir metal içindeki ayrı elektronlarla aynı.
Metallerin atomlarının / elektronlarının doğru bir animasyonu, sıfır akım için her iki yönde atlayan elektronları gösterir. Ya da, sıfır amper sırasında rastgele hareketle, birkaç atomda ileri geri sallanmalarını gösterin. (Veya telin içini beyaz televizyonda titreyen 'televizyon karına' benzeyen göster. Amper ne kadar yüksek olursa akış o kadar hızlı olur. "Sıvı beyaz gürültü" bir borudaki su gibi yavaş hareket eder, ancak tek tek parçacıklar asla sabit kalmaz.
Bu resmin TÜM İLETKENLER İÇİN GEÇERLİ OLMADIĞINI unutmayın . Sadece katı metaller (elektrik mühendisliğinde kullanılan en yaygın iletken şekli) için geçerlidir, ancak tuzlu su, asitler, toprak akımları, insan dokusu / sinirleri, sıvı metaller, hareketli metaller, plazma, kıvılcımlar vb. İçin geçerli değildir. t Elektronlar, bu yüzden mühendisler ve bilim adamları her türlü iletken için geçerli olan "Konvansiyonel Akım" ı kullanırlar. Metaller içindeki elektron akışı, genel olarak elektrik akımlarının özel bir durumudur.
PS:
Elektronların görünmez olmadığını unutmayın! (Aslında, elektronlar tek şey hakkındadır olan görünür.) Bir çıplak tel bakmak yüzden, ne zaman, biz onun elektron denizi görüyoruz. Mobil elektronlar EM dalgalarının aşırı yansıtıcılarıdır. Metal bir yüzeyin "metalik" görünümü, serbest elektronlara bakışımızdır. Elektronlar gümüş renkli bir sıvı gibidir. Bir metal içindeki elektrik akımları sırasında, akan gümüşi şeylerdir. Ancak bu akışta kir veya kabarcık yoktur, bu yüzden "sıvıyı" görebilsek de, hareketini göremeyiz. (Heh, hareketli bir şey görebilsek bile, yük sapması fark edilemeyecek kadar yavaş olurdu; bir saatteki dakika ibresi gibi!)
