@
###Скорость движения электрона [О скорости электрона](http://coolelectrics.ru/skorost-dvizheniya-elektronov.php) Электрический ток распространяется по проводам с баснословной скоростью, практически равной скорости света. Триста тысяч километров в секунду пробегает по проводам электрический сигнал. Электрический ток в проводах представляет собой движение электронов. Значит ли это, что электроны движутся в проводах со скоростью света? Нет, не значит. При замыкании цепи вдоль проводов распространяется электрическое поле, причем это распространение происходит со скоростью света. Если замкнуть электрическую цепь огромной длины, то через одну секунду электроны действительно начнут двигаться на расстоянии 300 000 км от места замыкания. Однако там будут двигаться не те электроны, которые начали двигаться в момент замыкания у места замыкания. Это будут другие, так сказать, «местные» электроны. Распространяющееся со скоростью света поле приводит в движение электроны в тех участках провода, которых оно достигло. А сами электроны? Они движутся крайне медленно. Кроме того, характер их движения таков, что скорость их весьма неопределенна. В образовании электрического тока участвуют свободные электроны, содержащиеся в металле в огромном количестве (число свободных электронов примерно равно числу атомов). Однако эти электроны движутся не только в результате воздействия электрического поля и при отсутствии поля они не остаются неподвижными. Они находятся в постоянном хаотическом тепловом движении. Это движение электронов в металле чрезвычайно затруднено. Электроны испытывают непрестанные столкновения как с другими электронами, так и с атомами и в результате этих столкновений изменяют направление своего движения, уменьшают скорость и зачастую отскакивают в обратном направлении. Практически тепловая скорость движения электронов в проводах составляет всего лишь несколько десятков километров в секунду. Почти .никакого электрического действия это тепловое движение электронов не производит, хотя всякое движение электронов представляет собой электрический ток. Объясняется это хаотическим характером теплового движения: любому числу электронов, движущихся в каком-нибудь направлении, всегда соответствует такое же количество электронов, движущихся в противоположном направлении. При воздействии на электроны электрического поля возникает, кроме такого хаотического, еще и упорядоченное движение электронов в одну сторону. Это не означает, что при наличии поля все свободные электроны движутся в одну сторону. Скорость, которую электроны приобретают под действием поля, сравнительно невелика, но она складывается со скоростью теплового движения. Это означает, что электроны, двигавшиеся в направлении действия поля, увеличат свою скорость, а движение электронов в обратном направлении замедлится. В итоге вся масса свободных электронов будет смещаться в направлении действия поля. Это смещение мы и называем электрическим током. **Какова же скорость движения электронов, вызванная действием электрического поля?** В проводах скорость движения электронов под действием поля в промежутках времени между двумя столкновениями может быть сравнительно значительной, достигая нескольких километров в секунду. Но бесчисленные столкновения приводят к тому, что фактическое перемещение электронов в направлении действия поля характеризуется чрезвычайно малой скоростью. Эта скорость в конечном счете определяется напряженностью поля и в среднем при напряженности поля 1 вольт на сантиметр длины провода составляет около десяти сантиметров в секунду. Оценка для металлического проводника сечением 1 кв. мм., по которому течет ток 10 А, дает для средней скорости упорядоченного движения электронов значение в пределах 0,6–6 мм/c [Physics.ru](http://www.physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph12/theory.html) Но подобная напряженность поля встречается редко. Чтобы создать такое поле в проводе длиной 1 км, надо подвести к нему напряжение 100 000 вольт. Фактически имеющие место напряженности поля бывают значительно меньше, и скорость движения электронов в направлении действия такого поля измеряется небольшим количеством миллиметров или даже долями миллиметра в секунду. Например, при таких напряжениях, какие действуют в осветительной сети, скорость движения электронов составляет 1—3 мм в секунду. В час электроны передвигаются на расстояние всего лишь около 10 м. Итак, скорость электрического тока — это скорость распространения электрического поля, побуждающего электроны двигаться вдоль провода, а не скорость самих электронов. Если бы ток распространялся со скоростью электронов, то телеграмма, посланная из Москвы во Владивосток, могла бы прийти туда, например, через 100 лет. Ее получили бы правнуки адресата. При такой скорости Москве пришлось бы ждать 10 лет, пока до нее дойдет ток от Куйбышевской ГЭС, и даже лампочку, простую электрическую лампочку, нам пришлось бы включать за полчаса до того, как нам потребуется ее свет, так как при скорости 10 м. в час электроны добрались бы от выключателя до лампы не раньше чем через полчаса. Во всех предыдущих примерах мы считали, что имеем дело с постоянным током, который характеризуется движением электронов в одну сторону. При переменном токе электроны совершают лишь колебательные движения около среднего положения и вообще не перемещаются на большие расстояния. Скорость движения электронов в вакууме гораздо больше, чем в проводах. Это вполне естественно, так как, двигаясь в почти полной пустоте, электроны не испытывают столкновений с другими частицами. Поэтому скорость их движения определяется только ускоряющим действием поля и фактически значительно превышает тепловые скорости. В электронных лампах при анодном напряжении 250 вольт электроны пролетают пространство между катодом и анодом со скоростью около 9 000 км в секунду. Еще значительно быстрее мчатся электроны в телевизионных трубках, где они разгоняются напряжением во много тысяч вольт. Направление теплового движения электронов в проводниках хаотично. В каждый данный момент времени известное количество электронов имеет такое направление движения, которое должно привести к вылету их за пределы проводника. Однако преодоление поверхностного слоя проводника представляет для электронов серьезное затруднение, так как он отталкивает их внутрь проводника. Чтобы прорваться наружу, электроны должны приобрести большую скорость. Например, для того чтобы вылететь из вольфрама — металла, из которого делаются нити накала радиоламп, электроны должны приобрести скорость 1 270 км в секунду. Такую скорость электроны могут приобрести только в результате сильного нагревания проводника. Когда нужная скорость достигнута, начинается вылет электронов из проводника во внешнее пространство — электронная эмиссия. Проводник из вольфрама для получения нормальной электронной эмиссии должен быть нагрет примерно до 2 500°С. **Таким образом, скорость движения электронов в радиоаппаратуре колеблется в пределах примерно от долей миллиметра до десятков тысяч километров в секунду.**
@
Понемногу переношу на этот сайт интересные статьи со своих прежних проектов, которые собираюсь понемногу закрывать.
@
У логинзы [опять отвалилась авторизация](http://it.nittis.ru/loginza-in-trouble.html), на сей раз через твиттер. Пришлось в одном из проектов прикрутить еще и uLogin.

Войдите на сайт, чтобы оставить комментарий