Johtimen sisällä ei ole sähkökenttää. Miten sitten sähkövirta voi kulkea johtimessa?
sähkö kulkee
johtimessa
172386
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Turvaa tilisi vahvistamalla puhelinnumerosi. Voit silloin palauttaa unohtuneen salasanan tekstiviestillä.
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 17
Vanhimmat
Elektronien liike on sähkövirtaa ja siellähän ne, johtimessa.
Sähköenergiaa voi tietysti siirtää ilman johtoja.
Johtimen sisällä varauserot täyttyvät niin nopeasti ettei ehdi mitata.
Tarvitaan eriste väliin, että ehtii syntyä varausreo tarpeeksi pitkäksi aikaa.
Virta kuitenkin kulkee, sillä johtimien päissä synnytetään kokoajan uutta varausta.
... tämä siis ideaalisissa olosuhteissa...
Täydellistä johdinta ei ole, eikä maanpäällä täydellistä eristettäkään helposti löydy.
Hyväkin eriste johtaa hiukan. Siihen kun varauksen syöttää, varaus jää, vaikka se hitaasti purkautuukin. Se on siis tavallaan johdin, vaikka huono sellainen.(eikä sitä johtimeksi kutsuta)
Mutta jos vaikka kumitangon päihin ladataan erimerkkiset sähkövaraukset, onko myös kumin sisällä sähkökenttä, vai pelkästään ulkopuolella?
Sitä en tiedä. Tietääkö joku?
Jos eristeen kahtapuolta on varaus, niin onhan siellä eristeessä sähkökenttä. Sitä laitetta muuten sanotaan kondensaattoriksi.
Jos kumin sisällä on sähkökenttä, niin eikö "johtimenkin" sisällä pitäisi olla sähkökenttä?
Kumi ja kupari, kumpikin johtaa sähköä, toinen vain paremmin, kummassakin on resistanssia, toisessa vaan enemmän.
t.T.
Jos eristeen kahtapuolta on varukset (erimerkkiset), niin välillä on kenttä. Kun varaukset ovat vuotaneet tyhjiin, niin eipä oo enää kenttääkään.
Täällä on moni jo sanonut, että kyse on varauksen purkautumisnopeudesta. Jos metallitangon päihin pannaan varaukset, nepä purkautuu ajatusta nopeemmin. Jos kumin kahta puolta pannaan varaukset, voi joutua oottamaan seuraavaa juhannusta, ennenkuin varaukset ovat vuotaneet tyhjiin.
Mitä tarkoitat kulkemisella? Jos johdin on miljoonan kilometrin pituinen, niin syttyykö lamppu viiveellä virtapiirissä kun kytkintä painetaan? Onko viive myös ko. kytkimen molemmilla puolin? Eikö kytkin jättäisi silloin kytkemisen tekemättä? Onko sähköenergian siirrolla nopeutta?
Luulisin jotta sähkön virtaus johtimessa ei ole sähkön virtausta paikasta toiseen vaan on johtimen elektroonien värähtelyä. Siis ne elektroonit ei liiku johtoa pitkin vaan ne värähtelee. Siitä johtimen elektroonien värähtelystä syntyy sen johtimen ympärille sähkömangneettinen kenttä joka liikkuu. Joten sähkö ei ole sähkön liikkumista johtimessa vaan on sähkömangneettisen kentän liikkumista sen johtimen ulkopuolella. Näin luulisin olevan ainakin vaihtosähkön osalta. Tasasähköstä kun en tiedä. Olenhan muutaman pistorasian joskus koplannut.
Näin olen sen itsekin ymmärtänyt. Sähkö kulkee johtimen ympärillä valon nopeudella. Jotta pinta-ala saadaan pienellä materiaalimäärällä suureksi, tehdään johdin säikeistä.
Johtimen vastus kasvaa taajuuden kasvaessa ns. pintavaikutuksen vuoksi. Virtatiheys on siis johtimen pinnalla suurempi kuin keskellä.
Sähköverkon 50 Hz taajuudella tuolla ei ole merkitystä, vaan säikeistä tehtyjä johtimia käytetään niiden taipuisuuden vuoksi.
Elektronit todellakin liikkuu johdinta pitkin atomista toiseen. Elekrtonien liike johtimessa tosin synnyttää magneettikentän johtimen ympäri, näin siis vain vaihtosähkössä. Itsekin koplannut joskus 400V ja pillua myös.
Elektronit kulkevat johtimen pintaa pitkin. Jokainen pistemäinen varausalkio aiheuttaa ympärilleen sähkökentän. Johtimessa elektronit ovat sijoittuneet johtimen pinnalle. Johtimen sisällä elektronien sähkökentät kumoavat toisensa, koska esim. sähkökenttää kuvaavat vektorit tulevat tavallaan erisuunnista.
Kappaleen saadessa sähkövarauksen, elektronit sijoittuvat kappaleen pinnalle mahdollisimman kauas toisistaan. Tämä johtuu elektronien välisestä hylkimisvoimasta (samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan ja erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa). Elektronit siis pyrkivät mahdollisimman kauas toisistaan.
Jos kappaleessa on yhtäpaljon erimerkkisiä varauksia, kappale on tällöin neutraali eli ei sähkövarausta.
pieni korjaus omaan tekstiin: eli sähkökenttää kuvavat vektorit löytävät johtimen sisällä aina itselleen parin joka on täsmälleen vastakkaissuuntainen itsensä kanssa. Ja vastakkaissuuntaisten täsmälleen yhtäsuuret vektorit synnyttävät nollavektorin eli kumoavat toisensa. Tämä on siis matemaattinen malli sille miksi sähkökenttää ei ole johtimen sisällä.
Ei sähkö kulje johtimen pintaa pitkin. (paitsi vaihtovirta, jolla on hyvin suuri taajuus) Niitä vapaita elektroneja on koko johdin täynnä, ja sen vuoksi se johdin johtaakin! Jos johtimeen tuodaan ylimäärä elektroneja, niin ne asettuvat pinnalle.
Jos johtimen päiden välillä on jännite, niin on myös sähkökenttä! Voit mitata sähkökentän voimakkuuden yleismittarilla ja tiedolla E=U/d. Sähkökenttä on se, joka ylläpitää virtaa. Johdekappaleen elektronit pyrkivät kulkemaan sähkökentän aiheuttaman voiman mukaan.
Asia on toinen tilanteessa, jossa johtimesta sisään tai ulos ei kulje elektroneja. Silloin johteessa olevat vapaat elektronit asettuvat siten, että sähkökenttä kumoutuu. Tällaisissa tapauksissa sähkökenttä johtimen sisällä on nolla kaikkialla.
Johtuuko johtimen kapasitanssi pintaelektroneista? Ja vielä että eteneekö sähkökenttä valon nopeudella? Entä tasavirran etenemisnopeus?
En uskalla väittää tuosta kapasitanssista mitään varmaa, mutta loogiselta kuulostaa. Elektronien yli ja alimääriä sinne johtimeen syntyy, ja pintaa kohti niiden luulisi pyrkivän, jos ehtii.
Sähkökenttä etenee periaatteessa valon nopeudella. (siis valon nopeudella väliaineessa) Etenkin korkeilla taajuuksilla sähkön eteneminen alkaa olemaan lähinnä eristeessä etenevää sähköistä aaltoliikettä. Johdinta ja sen elektroneja tarvitaan sähkökentän muodostamiseen, mutta se etenee lähinnä eristeessä. Tämä huomioidaan esimerkiksi radiotaajuuksista signaalia kuljettavissa koaksiaalikaapeleissa. Eristeet ovat usein ilmatäytteisiä, jotta suhteellinen permittiivsyys olisi lähellä tyhjiön permittiivisyyttä.
ai onko se niin, että johtimen sisällä (esim kuparitanko) on sähkökenttä, mutta johdinsilmukan (esim kuparista tehty silmukka) sisällä ei ole sähkökenttää? esim faradayn häkki..
Johdinkappaleiden sisällä ei normaalisti ole sähkökenttää, vaikka ulkopuolella olisi millainen sähkökenttä. Tämä tietenkin siitä syystä, että mikäli pienikin kenttä on, niin elektroni vapaina ryntäävät sähkökentän määräämään suuntaan, kunnes sähkökenttä kumoutuu ja tilanne on tasapainossa.
Mutta tilanne on vähän toinen, jos johtimen toisesta päästä tulee sisään ja toisesta päästä ulos elektroneja. Elektronit kyllä pyrkivät kumoamaan sähkökentän, mutta kun niitä koko ajan katoaa toisesta päästä, niin sähkökenttä ei ehdi kumoutumaan.
Tilanne olisi toinen, jos johdin olisi ideaalinen. Tällaisiakin on; suprajohteet nimittäin. Sisällä olevaa sähkökenttää ei juurikaan ehdi kasvattaa, kun varaukset vilistävät jo kumoamaan sen. (ts. suprajohteen päiden välille ei saa aikaiseksi mitattavaa pysyvää jännitettä)