Które codzienne komponenty obejmują przepływy ładunku, które nie są elektronami?

Lubię to wyjaśnienie, dlaczego nie ma nic złego w tym, że prąd konwencjonalny jest przeciwny do prądu elektronowego . Wymienia baterie i żarówki fluorescencyjne jako dwa przypadki, w których prąd nie jest przepływem elektronów. (Podobnie jak przepływ jonów u ludzi i przepływ protonów w lodzie wodnym, chociaż nie są to elementy elektryczne.) Jakie inne elementy elektryczne obejmują przepływy ładunku, które nie są elektronami? Czy dzieje się tak w elektrolicie kondensatorów elektrolitycznych?

Z tematu teorii elektronów wiemy, że metale łatwo emitują elektrony, a półprzewodniki i elektrolity emitują je z wielką trudnością. Elektrony w elektrolicie w rzeczywistości nie są wolne, ale są związane z jonami . http://www.electronics-tutorials.com/basics/polarization-capacitor.htm

Czy dziury w półprzewodnikach naprawdę się liczą, ponieważ nie są to cząstki fizyczne?

Teraz staje się to mylące, kiedy przechodzisz do teorii półprzewodników i rozumiem twój problem. Mogę wymienić jeden bardzo ważny przypadek. Podczas pracy z pompami ładującymi w ludzkim ciele . W wielu miejscach w biologii przepływ ładunku jest dodatni. Biorąc klasę modelowania biomedycznego dla EE często mieliśmy dodatni przepływ ładunku.

Możemy stać się bardziej szaleni, a jeśli masz raka? Istnieje wiele opcji, czasami wybierasz promieniowanie. Promieniowanie fotonowe istnieje, a co z promieniowaniem protonowym ? Ilość wysyłanych przez nich protonów mierzona jest w amperach. Dlaczego? Dodatnio naładowane cząstki na sekundę (ciesz się grą słów).

Ważną częścią tutaj jest twoja cząstka. Gdyby elektrony były naładowane dodatnio, większość ludzi byłą pod dywan. Fakt, że są naładowane ujemnie, powoduje, że ludzie myślą o tym, co to naprawdę oznacza.

Jeśli naprawdę zajmujesz się fizyką, jest to tylko konwencja znaków i stanowi poważny problem. Jeśli chcesz przypisać im opłatę dodatnią, zrób to, zachowaj wewnętrzną spójność i nie publikuj niczego, a nikt nie będzie mądrzejszy.

Najważniejsze jest to, że gdyby elektrony były naładowane dodatnio, nie mielibyśmy tak dobrego imienia dla pozytonu . Osobiście nie żyłbym w świecie, gdyby negatron był cząsteczką.

Neurony ! @Kortuk dotknął tego , wspominając o biologicznych pompach ładunkowych. Ładunek jest przenoszony w seriach zwanych potencjałami czynnościowymi , tworzonymi przez lokalną reakcję chemiczną, która zwiększa stężenie jonów (Na ⁺ ) i przemieszcza się wzdłuż neuronów (ok, to trochę bardziej skomplikowane, ale myślę, że wszyscy rozumiemy).

Galwanizacja ! My, miłośnicy elektroniki, wiemy o tym wiele dzięki galwanizacji PCB (nikiel, złoto, mieszanki itp.), Ale jest on stosowany we wszystkich gałęziach przemysłu i sztuki: cynkowanie, złocenie i inne osadzanie metalu odbywa się w celu uszczelnienia, ochrony przed rdzą , czynnik fantazyjny, zabarwienie, anodowanie, przewodnictwo, jako etap pośredni przed osadzaniem innych materiałów, takich jak polimery, oraz zmiany reaktywności chemicznej (inne niż ochrona przed rdzą). Ponownie jest to ruch jonów. W grę wchodzi także wiele elektronów.

Przepływ prądu z powodu transferu jonów w rurach : na przykład w naszych miejskich rurach do wody pitnej występuje stężenie jonów (chlor, fluor itp.). Gdy przepływa przez rury, jest to energia elektryczna, ruch ładunku i często powoduje problemy dla wrażliwych czujników magnetycznych.

Fotony tworzą różnice w ładunkach . Od radia po promienie gamma, wykorzystujemy całe spektrum elektromagnetyczne , przekształcając energię elektryczną w fotony, a następnie z powrotem w energię elektryczną * na antenie odbiornika. Fotony pobudzają elektrony walencyjne (są absorbowane) z wystarczającą ilością energii, aby uderzyć w pasmo przewodzenia, tworząc parę elektron-dziura. Istnieją inne mechanizmy, ale spieprzę je, jeśli spróbuję je wyjaśnić.

Wiele doohickich i makabrycznych ma ładunek nieobojętny, a ich ruch w stosunku do obiektu o różnym ładunku tworzy pole elektromagnetyczne. Kanałowy, grupowy opis tego efektu to energia elektryczna. Elektrony są wszędzie i naprawdę lekkie - są łatwe - więc przez większość czasu jesteśmy przyzwyczajeni do wykonywania chrząstki elektrycznej.

* ^{Trwają prace nad stworzeniem układu opartego całkowicie na fotonice, ale tak naprawdę nie jestem odpowiednią osobą, aby to przedstawić.}

Tak, podoba mi się również sposób, w jaki William Beaty wyjaśnia „W jaki sposób„ elektryczność ”naprawdę płynie?” oraz rozróżnienie między przepływem naładowanych cząstek (prawie zawsze bardzo wolno) a przepływem energii elektrycznej (prawie zawsze bardzo szybko).

(Niestety, to nie jest tak naprawdę odpowiedź na twoje pytanie, ale odpowiedź na niektóre odpowiedzi na to pytanie).

Jedynym sposobem na przeniesienie ładunków dodatnich (zamiast braku ładunków ujemnych, jeśli chcemy to rozróżnić) jest transportowanie jąder atomowych.

Tak, dokładnie tak porusza się ładunek dodatni. W przewodniku protonowym, takim jak lód, można myśleć o ruchomych ładunkach dodatnich jak o jądrach wodoru.

„W strukturze stałej lub krystalicznej przepływ ładunków dodatnich będzie niezwykle powolny i prawdopodobnie szkodliwy”

Tak. Również przepływ elektronów jest zaskakująco wolny i często niszczący. Naładowane cząstki, które przemieszczają się przez ciała stałe, są zwykle bardzo małe - elektrony w metalu, protony w przewodniku protonowym.

Z drugiej strony dość duże naładowane cząsteczki - zarówno dodatnie, jak i ujemne - przepływają przez elektrolit akumulatora (ciecz) i podczas wyładowania elektrycznego (gazu).

żarówki fluorescencyjne

Niektórzy twierdzą, że prąd w świetlówkach jest rzeczywiście przepływem elektronów .

Tak, w krótkim ułamku sekundy, kiedy po raz pierwszy przykładasz moc do „zimnej” lampy, elektrony są jedynymi dostępnymi naładowanymi cząsteczkami.

Przy pierwszym uruchomieniu „zimnej” lampy katoda (ponieważ jest metalowa) ma wiele ruchomych „wolnych” elektronów, a mimo to lampa ma bardzo wysoką rezystancję.

Później, po uderzeniu w elektryczny „łuk” ( wyładowanie jarzeniowe ), podczas normalnej pracy żarówki fluorescencyjnej lub światła neonowego dostępnych jest wiele naładowanych jonów. Ponieważ lampa ma w tym czasie znacznie mniejszy opór, (a) lampy fluorescencyjne wymagają statecznika, i (b) doprowadzono nas do wniosku, że większość prądu wymaga naładowanych jonów, a nie elektronów.

Gdy lampa fluorescencyjna „działa na prąd stały, przełącznik rozruchowy jest często ustawiony tak, aby odwracać biegunowość zasilania lampy przy każdym uruchomieniu; w przeciwnym razie rtęć gromadzi się na jednym końcu rury”. - Wikipedia

Jest to dowód, że naładowane jony rtęci fizycznie poruszają się w świetlówce.

W plazmie (stosowanej w różnych procesach technologicznych do osadzania cienkich warstw i trawienia) przewodzą zarówno elektrony, jak i jony. Pistolety jonowe, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystują jony przyspieszane w próżni przy użyciu bardzo strunowego pola elektrycznego (w sposób podobny do działania lamp elektronopromieniowych) do wytrawiania materiału lub implantacji jonów na bardzo małą skalę (skala od nano do mikrometrów) .

Otwory w półprzewodnikach to tylko elektrony. Tyle, że w półprzewodniku domieszkowanym p jest tak wiele nieruchomych elektronów, że dziury się wyróżniają i zajmiemy się teorią. W rzeczywistości elektrony (pozostawiając za sobą puste dziury) są nadal ruchomymi częściami.

W zależności od definicji „przepływu ładunku”:

Twoje gniazdka ścienne i wszystko inne, co wiąże się z napięciem przemiennym. Prędkość dryfu elektronu wynosi zero na poziomie makro, na poziomie mikro elektrony kołyszą się tam iz powrotem, a zatem mają niezerową prędkość dryfu w określonym momencie. Energia jest przenoszona przez fale elektromagnetyczne w obwodach prądu przemiennego. W praktyce zawsze występuje niewielkie przesunięcie prądu stałego, więc w przewodach dryfuje elektron w skali makro. Jednak nie jest to główny mechanizm przepływu prądu i jest bardzo wolny, jak cal na dzień, w zależności od przesunięcia. Można słusznie argumentować, że elektrony nadal są tutaj nośnikiem ładunku, ale chyba nie opisałbym tego jako przepływu ładunku.

Nawet myślenie o prądzie wyłącznie jako przepływie elektronów pod napięciem stałym nie jest dobrym ani dokładnym sposobem, aby o tym myśleć. Prędkość dryfu elektronu jest bardzo wolna, w zależności od napięcia i oczywiście materiału może wynosić cale na godzinę . Oczywiście wiemy, że „elektryczność” porusza się znacznie szybciej niż ta, ponieważ prąd jest wynikiem „uderzenia” ładunku wzdłuż przewodnika, a nie wymaganie od konkretnego elektronu „płynięcia” w dół przewodnika.

W kondensatorach elektrolitycznych pierwotnymi nośnikami ładunku są jony.

Kondensator elektrolityczny.

Dielektryk „płynie” w nim prądami…

Aluminium

W najczęstszym procesie przekształcania naturalnie występującego glinu (całkowicie utleniony AL2O3) w bardziej użyteczny metaliczny glin, pracownicy upuszczają tlenek glinu do stopionego kriolitu, który wytwarza wolne jony Al3 + i O2-. Następnie napięcie na dwóch elektrodach węglowych przyciąga jony Al3 + do elektrody ujemnej (katody), gdzie staje się nienaładowanym czystym ciekłym Al i opada na dno, gdzie jest odpływany.

(Aluminium jest najliczniejszym atomem metalu w skorupie ziemskiej. Metalowe aluminium jest obecnie powszechnym, codziennym materiałem domowym, stosowanym w wielu elementach elektrycznych, a proces wytwarzania aluminium zużywa znaczną część całej energii elektrycznej wytwarzanej każdego dnia. Ale czy to naprawdę kwalifikuje się jako „element codziennego użytku?”)