Seuraa 
Viestejä162

Jos ajatellaan jotakin johdinta jossa kulkee 1000A virta ja toista johdinta jossa kulkeepi 1A virta, niin millä tavalla elektronien liike on erilaista kun noita johtoja verrataan toisiinsa? Kulkeeko elektronit nopeempaa/hitaampaa, enemmän tai vähemmän /ajanjakso? Siis mitä? Entäs sitten jännite samalla tavalla ajateltuna. Johto jossa kulkee 1A / 1000V virta ja toinen johdin jossa 1A / 1V. Millä tavalla sähkön kulku on noissa johdoissa erilaista? Ajatellaan tietenkin, että kaikki nuo johdot on samanlaisia, esim. 100mm^2 kuparia

Sivut

Kommentit (134)

iisakka
Seuraa 
Viestejä848

Jos on sama väliaine (tässä kuparijohto), niin varauksenkuljettajat liikkuvat aina samalla nopeudella. Suuremmalla virralla niitä kulkee enemmän.

Virtahan on varaus/aika eli I = Q/t.

pepe+
Seuraa 
Viestejä253

Itse ymmärrän sen näin. Virran kasvaessa johtimen poikkipinnan "läpi" kulkee yhä enemmän elektroneja.

Potentiaalieron eli jännitteen ymmärrän vaan niin että se varastaa elektroneja joiden paikkoihin hakeutuu vähän kauemmalta elektroneja ja taas näiden paikkoihin jne. Mitä jännite oikeasti on sitä en tiedä.

Jos tilanne on niin, että kahdessa saman pituisessa johdossa kulkee sama virta, mutta eri jännite, johtimen paksuus(vastus arvo ) täytyy olla erinlainen. Kun vastus on pienempi myös pienempi potentiaali ero riittää saamaan elektronit liikkeelle.

Käsittääkseni kahdessa saman virran omaavassa kaapelissa kulkee sama määrä elektroneja poikkipintaansa nähden.

Näin sen näen oli oikein tai ei.

yst pn

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla

Aikoinaan yllätyin kun kuulin kuinka hitaasti elektronit johtimessa oikeasti kulkevat. Se että valo menee lähestulkoon heti päälle kun napista painaa oli päässyt luomaan mielikuvan nopeasti liikkuvista elektroneista.

DerMack
Seuraa 
Viestejä1839
iisakka
Jos on sama väliaine (tässä kuparijohto), niin varauksenkuljettajat liikkuvat aina samalla nopeudella. Suuremmalla virralla niitä kulkee enemmän.

Virtahan on varaus/aika eli I = Q/t.

varauksenkuljettajien nopeus riippuu kyllä virrasta, liikkuvien elektronien lukumäärä puolestaan johdinmateriaalista ja johtimen paksuudesta (poikkipinta-alasta)

Virtahan on varaus/aika eli I = Q/t

Köpseli
Seuraa 
Viestejä162
DerMack

varauksenkuljettajien nopeus riippuu kyllä virrasta, liikkuvien elektronien lukumäärä puolestaan johdinmateriaalista ja johtimen paksuudesta (poikkipinta-alasta)

Ymmärrän tän niin, että elektronit ja varauksenkuljettajat ovat eri asia? Olikos se niin, että kuparijohdossa elektronit kulkee n. 0,1mm/s? Mutta eikö tämä siis olekkaan vakio vaan niiden nopeus riippuu virrasta vai miten se ny meni

DerMack
Seuraa 
Viestejä1839

elektronit ovat varauksenkuljettajia, kuten myös ionit. Kuparissa ja muissakin metalleissa varauksenkuljettajina toimivat ainoastaan elektronit, suolojen vesiliuoksissa positiiviset ja negatiiviset ionit, puolijohteissa elektronit ja aukot, aukot tosin ovat vain elektroneista tyhjiä 'tiloja'...

mitä noihin elektronien nopeuksiin tulee niin ei ne mitenkään lujaa kulje. Sen voi laskea -jos jotakuta huvittaa- lähtien liikkeelle tuosta I = Q/t kaavasta kun ottaa selville yksikkövarauksen arvon, 'irtonaisten' elektronien määrän kuparissa ja valkkaa mieluisat virran arvon ja johtimen poikkipinta-alan.... en kyl rupee tähän aikaan selvittään noita mut joitain millejä ne kulkee sekunnissa noinniinku 'järkevillä' virran ja johtimien arvoilla

edit: joitain typoja ja puuttuvia sanoja.. meen nuqq

MakeeK
0,1mm/s

No ei nyt ihan näin hitaasti. Tuossa tapauksessa kestäsi kymmenen sekuntia kulkea millimetrin pituus. 1 min 40 sek senttimetriltä.

Ehkä menit sekaisin mittayksiköissä.

tupakka
MakeeK
0,1mm/s



No ei nyt ihan näin hitaasti. Tuossa tapauksessa kestäsi kymmenen sekuntia kulkea millimetrin pituus. 1 min 40 sek senttimetriltä.

Ehkä menit sekaisin mittayksiköissä.

On kuitenkin hyvä huomata, että sähkön nopeus ei ole sama kuin elektronien nopeus. Sähkö kun etenee aaltoliikkeenä. Ja esim. vaihtovirralla yksittäiset elektronit pysyvät miltei paikoillaan kun sähkövirta vaihtaa suuntaansa monta kertaa sekunnissa.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
tupakka
MakeeK
0,1mm/s



No ei nyt ihan näin hitaasti. Tuossa tapauksessa kestäsi kymmenen sekuntia kulkea millimetrin pituus. 1 min 40 sek senttimetriltä.

Ehkä menit sekaisin mittayksiköissä.

Voi se mennä niinkin hitaasti. Riippuu siis johtimen poikkipinta-alasta, johde-elektronien määrästä tilavuutta kohti(vakio kullakin aineella. esim kuparilla johde-elektroneja 1/atomi ja Alumiinilla 3/atomi) ja tietenkin siitä virrasta. Huvikseen voitte laskeakin sen nopeuden.

Ja kysehän on tietenkin nyt elektronien keskimääräisestä vaellusnopeudesta, muuten elektronien nopeudet tavallisessa aineessa on ripeämpiä.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Sähkön nopeudesta, jos kierretään kaapeli kahdeksan kertaa maapallon ympäri ja laitetaan polttimo johdon päähän. Kytketään jännite, ja lamppu alkaa loistamaan yhden sekunnin viiveellä. Eli aika nopeasti se sähkö kulkee, elektroneista ja varauksenkuljettajista en sitten tiedä mitään.

Entäs sitten jännite samalla tavalla ajateltuna. Johto jossa kulkee 1A / 1000V virta ja toinen johdin jossa 1A / 1V. Millä tavalla sähkön kulku on noissa johdoissa erilaista?

Ei kai se johdin 'näe' siinä olevaa jännitettä. Jännite on potentiaaliero kahden johtimen tai muun kappaleen välillä. Yksittäisessä johdossa olevaa jännitetasoa ei tietääkseni voi mitenkään havaita. Pitää aina verrata johonkin. Jos eristeet ovat kunnossa, eikä läpilyöntejä tai muita oikosia pääse tapahtumaan, kyllä ne johdot mielestäni kestää hyvinkin suuria jännitteitä. Korjatkaa toki, jos meni väärin.

Kyllä voi havaita. Laitat mittarin johdot 10 sentin välein kaapeliin kiinni, niin tarpeeksi suurella virralla mittari näyttää jo millivoltteja.

Siinä näkyy johtimen vastuksen yli vaikuttava potentiaali. Tuohon perustuu virtamittarin toiminta. Mitattu jännite on suoraan verrannollinen kaapelissa kulkevaan virtaan ja jos tiedetään virta ja kaapelin ominaisvastus, sekä kaapelin pituus, voidaan laskea päiden välillä vaikuttava jännite.

Itse mittailen sähköpyssyssä kulkevia virtapulsseja niin, että kelalle menevästä kaapelista on kuorittu kolme senttiä paljaaksi ja oskilloskoopin piuhat on laitettu vierekkäin kiinni siihen kohtaan.

Kyllä voi havaita. Laitat mittarin johdot 10 sentin välein kaapeliin kiinni, niin tarpeeksi suurella virralla mittari näyttää jo millivoltteja.

Tuokin näyttää vain virtaa, ei jännitettä. Tai kyllä mittarista luetaan jännitelukema, mutta sehän tulee juurikin johtimen virrasta. Entä silloin, jos on kaksi johdinta, joilla on tietty jännite-ero. Virtapiiri on kuitenkin avoin, joten ampeereita ei kulje. Tässä tilanteessa ei voi tietää ilman vertailua yhden johtimen jännitettä.

Alkuperäisessä kysymyksessä taas virta kulkee. Et määritellyt pitääkö virtapiirin olla suljettu vai ei.

No. Johtimen viereen voidaan tuoda varaus (vaikka elektroni), johon vaikuttavista voimista voidaan päätellä mihinkä potentiaaliin johdin on varautunut. Coulombin voima vaikuttaa sähkökenttään tuotuun varaukseen, joten sähkön ei ole pakko virrata mihinkään, että voidaan havaita potentiaaliero.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
jussipaita
Sähkön nopeudesta, jos kierretään kaapeli kahdeksan kertaa maapallon ympäri ja laitetaan polttimo johdon päähän. Kytketään jännite, ja lamppu alkaa loistamaan yhden sekunnin viiveellä.

Maapallon ympärysmitta on noin 40 000 km. Tämä kertaa kahdeksan saadaan 320 000 km. Väitätkö nyt että sähkö kulkisi johtimessa lähes yhtä nopeasti kuin valo tyhjiössä?

Volitans
jussipaita
Sähkön nopeudesta, jos kierretään kaapeli kahdeksan kertaa maapallon ympäri ja laitetaan polttimo johdon päähän. Kytketään jännite, ja lamppu alkaa loistamaan yhden sekunnin viiveellä.



Maapallon ympärysmitta on noin 40 000 km. Tämä kertaa kahdeksan saadaan 320 000 km. Väitätkö nyt että sähkö kulkisi johtimessa lähes yhtä nopeasti kuin valo tyhjiössä?

Riippuu minkälaisessa ympäristössä ollaan.

Jos johtimen ympärillä ei ole mitään, mikä vaikuttaisi johtimen kokemaan impendanssiin, eli se olisi lähes nolla, niin aika lähelle päästään. Todellisuudessa luku on muistaakseni noin 0.6C

jussipaita
Sähkön nopeudesta, jos kierretään kaapeli kahdeksan kertaa maapallon ympäri ja laitetaan polttimo johdon päähän. Kytketään jännite, ja lamppu alkaa loistamaan yhden sekunnin viiveellä. Eli aika nopeasti se sähkö kulkee, elektroneista ja varauksenkuljettajista en sitten tiedä mitään.
Elektronit/ muutvarauksenkuljettajat ovat hitaita ja sähkövirtaa kuljettaakin sähkökenttä, joka etenee noin valon nopeudella, jos jollekin ei tullut vielä selväksi.

(Ensin olin aloittamassa viestiäni sanoilla "Viive johtuu induktanssista." mutta onneksi luin tarkemmin. )

Jopas taas tänne on tuotu laitostiede ja siitä opittu kaikessa sekavuudessaan. Muodissa nykyään näkyy olevan elektronit varauksen kuljettajina. Ette vissiin ole koskaan kuulleetkaan, että kiinteässä aineessa
elektronit eivät tee matkaa varsinaisesti, vaikka yrittävät, ja pääsevätkin, muutaman millin sekunnissa. Kaasussa ja plasmassahan elktronit kuten yleensä ionit liikkuvat matkaa tehden. Entä eikö laitostiede ole itse julistanut, että varauksia on sekä positiivisia että negatiivisia? Mihinkäs se positiivisten kulku unohtui? Entä miten yksisuuntaiseen, negatiiviseen, virtaanne, soveltuu vaihtovirta? Sen tapauksessahan sekä voimansiirto että myös sähkömoottorit romahtaisivat nopeasti värinään!

Laitotiede itse on julistanut milloin negatiivista, milloin positiivista virtaa.
Yhdistäen nämä molemmat sanon että sekä että. Ja silloin olemme heti ratkaisseet vaihtovirtaongelman. Värinäongelmaa, joka tulee kiihtyvyyden ongelmasta, kun vastakkaiseen suuntiin kiihtyvyysvoima on yhtä suuri, ei ole.

Postiivinen virta johtimessa, se on niitä samoja vaikutushiukkasia, jotka kulkevat atomissa protonien ja elektronien välillä, ja joka kiteytyvät myös fotonien jonoiksi. Virran määrä on näiden hiukkasten määrä aikayksikössä. Jännite tässä osiossa on näiden nopeudesta tuleva liikevoima eli energia. Johtimessa negatiivinen virran osio etenee
kuin kosketuksena elektronista toiseen kosketuksena. Ja jännitteen aiheuttavat varsinaisesti juuri elektronit, jotka saavat posiivisenkin virranosion liikkeelle. Energia tulee kemiallisesta läheestä tai mekaanisesta turbiinista, moottorista tms. Selvimmin kaasussa ja plasmassa liikkuvat myös ionit, myös positiiviset ionit.

Mikä olisi kaikkein yksinkertaisin tapa virranosioiden kulkea, ottaen huomioon, että posiviivinne osio tarvitsee käytävän? Elektronit ovat huokoisia, ja niiden liike atomissa perustuu vaikutushiukkastten läpikulkuun.

Luonnollisin ja yksinkertaisin käytävä kulkeekin elektronien lävitse!
Tämä on tärkeä täydennys myös omiin mietteisiini sähköstä. Täten
ei virran kulkuun tarvita kahta käytävää, vaan yksi! Täten elektronit aiheuttavat jänitteen vaikuttaen lävitseen kulkeviin vaikutushiukkasiin.
Täten myös negatiivisessa virranosiossa elektronien ei tarvitsekaan koskettaa toisiinsa, vaan niiden yhteys toisiinsa tapahtuu positiivisen virranosion välittämänä.

Havainnoissa johtimista lie todettu virran käyttävän lähinnä pintakerrosta.
Samoin toisaalta on havaittu elektronien, joita metallissa, johteessa, on irrallaan, keräytyvän juuri pintaan. Ja tähän perustunee myös laitostieteen viimeisin elektronimuoti. Mutta tuossa ei ole koko totuus. Elektronikerros pinnassa on myös käytävän puitteet eli voi sanoa ovet positiiviselle, johtimessa vaikutushiukkasten, osiolle.

Sähkön kulku ei käytä atomeissa olevia elektroneja, vaan irrallaan olevia. Juuri metalleissa niitä on irrallaan, ja siihen perustuu niiden sähkönjohtavuus. Päinvastoin atomien eletronmit ovat ainakin osa
käsitettä vastus. Ne estävät kulkua, ne verottavat siten energiaa. Mutta tätäkin käytetään hyväksi sähkölämmityslaitteissa ja myös hehkulampuissa.

Huomaa sähkön ilmiöiden yhteys fotonisiin. Valon fotonisen teoriankin
todisti radiumista siihen asti nuori sähköalan patenttivirkamies Einstein.
Liikuvat samat vaikusutshiukkaset, sähkössä ilman kidemuotoa, fotonien jonoissa absoluuttisessa 0-pisteessä sisäisesti olevina kiteinä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35095

Elektronit liikkuvat johteissa termisellä nopeudella. Se on jotain luokkaa kymmeniä tai satoja kilometrejä sekunnissa, ellen väärin muista. Laittamalla 3/2kT elektronin liike-energiaksi se on laskettavissa. Terminen liike tapahtuu samalla todennäköisyydellä kaikkiin suuntiin. Varausta ei siis siirry makroskooppisessa mittakaavassa ollenkaan. Varauksenkuljettajien vuorovaikutukset kiteen kanssa aiheuttavat sirontoja, joissa varauksenkuljettajan nopeus muuttuu. Tyypillistä vapaata matkaa metallijohtimissa en muista, mutta se on joka tapauksessa ihmisen mielestä mikroskooppinen. Kansan kielellä metallissa on siis jumalaton kaaos, jossa epälukuinen määrä elektroneja sinkoilee raivolla sinne tänne ja törmäilee mennessään atomeihin (ja jopa toisiinsa).

Kun nyt metalliin tuodaan sähkökenttä, se vaikuttaa varauksenkuljettajien ratoihin. Se kohdistaa niihin voiman, joka ohjaa varauksenkuljettajat paraabeliradalle. Koska sähkökenttä kääntää kaikkia varauksenkuljettajia samaan suuntaan, niiden nopeuksen keskiarvo poikkeaa nollasta. Syntyy sähkövirta. Nopeuskeskiarvoa sanotaan ajautumisnopeudeksi (drift velocity), ja se on tyypillisillä virrantiheyksillä ja aineilla tosiaan huomattavan pieni. Monta kertaluokkaa pienempi kuin terminen nopeus.

Virrantiheys riippuu tietyn poikkipinnan aikayksikössä läpäisseiden varauksenkuljettajien määrästä. Se on ajautumisnopeuden, varauksenkuljettajatiheyden ja varauksenkuljettajan varauksen tulo. Koska varauksenkuljettajien tiheys ja varaus ovat aineesta riippuvia vakioita, käytännössä ajautumisnopeus määrää virrantiheyden annetussa johdemateriaalissa. Ajautumisnopeus taas riippuu sähkökentästä. Pienillä kentillä tyypillisillä metalleilla riippuvuus on lineaarinen (Ohmin laki), mutta poikkeuksiakin on.

Eli alkuperäiseen kysymykseen. Jos johtomateriaali on sama, ajautumisnopeus riippuu virrantiheydestä. Jos 1000 A:n johdon poikkipinta-ala on tuhatkertainen 1 A:n johtoon verrattuna, ajautumisnopeudet ovat samat, muuten ne poikkeavat toisistaan.

Niin joo, poikkipinnat oli määrätty 100 mm^2:ksi. Silloin 1000 A:n johdon ajautumisnopeus on myös tuhatkertainen, koska varauksenkuljettajien tiheys ei noilla virrantiheyksillä muutu ja varaus nyt pysyy aina samana. Kuparissa varauksenkuljettajat ovat tietääkseni (mutta minähän en metalleista mitään tiedä, puolijohteista vain) lähes yksinomaan elektroneja.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35095
MakeeK
Johto jossa kulkee 1A / 1000V virta ja toinen johdin jossa 1A / 1V. Millä tavalla sähkön kulku on noissa johdoissa erilaista? Ajatellaan tietenkin, että kaikki nuo johdot on samanlaisia, esim. 100mm^2 kuparia

Kuparin johtavuus (58 MS/m) määrää johdon resistanssin. Se on 100 mm^2:n johdolla noin 0,2 mohm/m. Jotta mainitsemillasi jäninte-eroilla saadaan nuo jännitehäviöt, johtojen pituudet pitää olla 5,8 km ja 5800 km. Muuta eroa kuin johdon pituus tilanteilla ei ole.

Kuljetusteoreettisissa tarkasteluissa sähkökentän voimakkuus on asioita liikkeellepaneva voima. Jännite, eli sähkökenttä integroituna matkan yli, on enemmänkin käytännön insinöörintyössä hyödyllinen yksikkö.

Neutroni
MakeeK
Johto jossa kulkee 1A / 1000V virta ja toinen johdin jossa 1A / 1V. Millä tavalla sähkön kulku on noissa johdoissa erilaista? Ajatellaan tietenkin, että kaikki nuo johdot on samanlaisia, esim. 100mm^2 kuparia :)



Kuparin johtavuus (58 MS/m) määrää johdon resistanssin. Se on 100 mm^2:n johdolla noin 0,2 mohm/m. Jotta mainitsemillasi jäninte-eroilla saadaan nuo jännitehäviöt, johtojen pituudet pitää olla 5,8 km ja 5800 km. Muuta eroa kuin johdon pituus tilanteilla ei ole.

Kuljetusteoreettisissa tarkasteluissa sähkökentän voimakkuus on asioita liikkeellepaneva voima. Jännite, eli sähkökenttä integroituna matkan yli, on enemmänkin käytännön insinöörintyössä hyödyllinen yksikkö.

Esitit joitakin asioita sähköstä. Mutta et vastaa otsikon ksymykseen, miten sähkö kulkee. Minä olen vastannut kysymykseen, vaan et sinä.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat