Seuraa 
Viestejä230
Liittynyt3.1.2011

Kauhea kysymys, mutta kysyn kuitenkin? Miten sähkö välittyy johtimessa? Johtimen läpi(jos elektronit pääsevät ytimen ohi), tai luovuttaen varauksensa, vai eristeen pinnassa? Ei kai eristeen pinnassa?

Kommentit (3)

Eusa
Seuraa 
Viestejä14356
Liittynyt16.2.2011

Auqino kirjoitti:
Kauhea kysymys, mutta kysyn kuitenkin? Miten sähkö välittyy johtimessa? Johtimen läpi(jos elektronit pääsevät ytimen ohi), tai luovuttaen varauksensa, vai eristeen pinnassa? Ei kai eristeen pinnassa?

Johdonpa eristeenpä sisäpinnassahan se. :-)

Hienorakennevakio suoraan vapausasteista: 1 / (1^0+2^1+3^2+5^3+1^0/2^1*3^2/5^3) = 1 / 137,036

ex4
Seuraa 
Viestejä25
Liittynyt29.3.2017

Sähkön johtuminen metallissa (oletetaan nyt että puhutaan tavallisesta kuparikaapelista) liittyy siihen, että metallisidoksissa elektronit pääsevät vaeltelemaan ja johtamaan sähköä. Tasavirtatilanteessa virta kulkee johtimen sisällä.

Minulle on jäänyt sellainen käsitys että korkeilla taajuuksilla elektronit siirtyvät kulkemaan johtimen pintaan. Ilmiö näkyy esimerkiksi verkkokaapeloinneissa ja megahertsien taajuuksilla. Virheet johtimen pinnassa aiheuttavat ongelmia ja näkyvät kaapelitutkalla vaikka pienillä taajuuksilla kaapeli vaikuttaisi ehjältä.

Suprajohteet ja nanoputket on sitten vielä luku sinänsä.

kfa
Seuraa 
Viestejä2517
Liittynyt13.3.2008

Sähkövirta välittyy sähkökentän liikkeelle työntämien varauksenkuljettajien avulla. Metallissa varauksenkuljettajat ovat yleensä johtavuuselektroneita eli niitä elektroneita, jotka johteen kiderakenteessa voivat kohtuullisen vapaasti kulkea atomilta toiselle. Eristeessä elektronit ovat sidottuja kiteen atomeihin niin, etteivät ne pääse vapaasti kulkemaan. 

https://fi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4hk%C3%B6virta

Tasavirta kulkee koko johtimen poikkihalkaisijan pinta-alan läpi. Suuremmilla taajuuksilla sähkövirta kertyy sähköä johtavan aineen ulkopintaan kulkemaan pitkin kerrosta, jonka paksuus riippuu johteen ominaisresistanssista ja taajuudesta. Mitä parempi johtavuus ja mitä suurempi taajuus sitä ohuemmassa pintakerroksessa virta kulkee.  Tällä "pintailmiöllä" on englanninkielinen nimi Skin Effect.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/emcon.html#emcon

https://en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect

Johteen permeabiliteetti eli reaktio magneettikenttään vaikuttaa asiaan myös. Mitä voimakkaammin magnetisoituva aine (rauta) sitä lähemmäksi pintaa aineen sisällä syntyvä magneettikenttä virran pakottaa. Esimerkiksi rauta on varsin kelvoton edes verkkosähkön 50 Hz johtimien materiaaliksi. Suuren permeabiliteetin vuoksi 50 Hz vaihtovirta kulkee noin millimetrin neljäsosan paksuisessa kerroksessa raudasta valmistetun johdon pinnassa. Hyvien johteiden (kupari, alumiini) permeabiliteetti on hyvin lähellä ykköstä eli ne eivät magnetisoidu.

Kunnollinen selitys sähkönjohtavuudelle löytyy kiinteän olomuodon fysiikasta (solid state physics) mutta on liian laaja täällä käsiteltäväksi sisältäen runsaasti kvanttimekaniikkaa. Kunnollinen selitys vaihtovirran etenemiselle metallissa ja sen läheisyydessä menisi varsin vahvasti sähkömagnetiikan puolelle ja sekin olisi aika laaja ja matemaattinen. Insinöörikäyttöön riittävät selitykset ja laskukaavat löytyvät Wikipediasta ja oppikirjoista.

Kim Fallström kfa+news@iki.fi

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat