→ BaBi:相關內容已寄站內信, 不過以大一非本科系來說, 就當是水管那 02/22 22:51
→ BaBi:個模型吧 02/22 22:51
→ f2283689:我懂了謝謝你喔!!!!! 02/23 15:43
→ BaBi:不會^^" 02/23 22:33
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作者: windygod (power) 看板: Physics
標題: Re: [問題] 有關電場
時間: Thu Mar 31 18:16:38 2011
推 minjewu:電流的單位是C/s 庫倫/秒 如果不是等速03/30 13:15
→ minjewu:每秒流過的庫倫量 怎麼會相等 03/30 13:16
因為電流是一個平均的現象，如同一條河裡也會有反向渦流，
但整體效果來說還是以一個固定流量單向流動，詳看Drude Model。
推 jerry78424:樓上請參照Drude Model03/30 13:30
個人比較偏好此一說法，也就是所謂的Drude Model
http://en.wikipedia.org/wiki/Drude_model
推 basonety:mi大，可以想像寶特瓶截面1次只可以1顆撞球通過，當整個03/30 22:19
→ basonety:寶特瓶放滿撞球，此時從一邊再擠1顆球則另一邊一定掉出103/30 22:21
→ basonety:顆球，故電子可能跑不快但傳遞速率卻很快！當然截面會更03/30 22:24
→ basonety:大，球會更小！！03/30 22:25
→ basonety:比例！！ 忘記說03/30 22:25
其實我高中之前聽到的說法就是b大這種說法，
老實說那時我覺得這種說法實在很不舒服XD。
事實上我認為這跟場的建構速度有關，當真空中生成一個質量或電荷量，試問，
一個遠方的觀察者多久能夠量測到，答案是距離除光速，因為傳遞這個訊息的
是重粒子、虛光子，所以建構速度也是光速，不過我對這部份的知識之匱乏，
就如同我不懂男女床笫之事一般純潔(?)，有請強者來補充。
但是可以知道的是場的建構速度是光速，以此一開頭來當作第一基本知識，
另外我們知道電荷受一電場作用下，便會感受到一個力，此力會驅動電子運動，
此為第二基本知識，本著鄉民精神，以下仍為有圖有真相，參上劣圖一枚
電阻放大示意圖
☆ E 電場 ☆ ☆ ☆
→────→──────→──────→──────→──────→──
☆ ☆
☆ ● ● ☆ ● ● ☆ ●
原子核 E 電場 ☆
→────→──────→──────→──────→──────→──
☆電子 ☆ ☆
☆
● ● ● ☆ ● ●
☆ E 電場 ☆ ☆
→────→──────→──────→──────→──────→──
☆ ☆
☆
☆ ☆
☆ ● ● ● ☆ ● ●
│ │ │
└─────────────┤├─────────────────────┘
│
V
由於電場相對於集總式元件來說，場的產生幾乎等於電壓被接上的那一刻，
所以對一個電阻材料而言，處處幾乎瞬間感受到電場，於是分佈在材料內的電子
也處處同時受到力的作用而運動，於是效果就是看起來電流在電壓接上的瞬間
就瞬間流動，不管電子本身的運動速度為何，因為--這是個整體的效果。
至於Drude Model，請自己參看，要吃飯去，不畫了XD。
如果有錯還請各位版大指正( 艸) 感激不盡
--
推 wien2k:有圖有真相 03/31 18:25
推 j0958322080:現在流行圖解 03/31 18:26
推 globalize:床第 床笫(ㄗˇ) 03/31 18:27
→ windygod:XD 感謝指正 03/31 18:58
※ 編輯: windygod 來自: 60.244.146.93 (03/31 18:58)
推 minjewu:我的疑問是 場由哪一個電壓產生 分布多廣 又怎麼計算 03/31 19:26
→ minjewu:電阻可以量到電壓 難道它不具有產生場的能力嗎 03/31 19:29
看不太懂你在表達什麼，大概是我有點想睡了的關係＝"＝，
場由哪個電壓產生？我不知道，因為我只知道電場場源是電荷，
本例是由兩平行電板夾帶待測阻質為例，所以電場是由兩電板噴出去的，
如果有興趣，應該可以在電磁學的歐姆定律那邊看得到你想知道的答案。
真的超想睡的，而且很久沒唸過電磁學了，在上半冊靜電學得地方，請自行參照。
推 basonety:謝指教，當時也有疑問不過沒深究就忘了，艸可以省略XD 03/31 20:00
→ basonety:電阻可以直接量電壓？不是都是用V計去量端電壓才知道？ 03/31 20:02
※ 編輯: windygod 來自: 60.244.146.93 (03/31 20:09)
→ basonety:所以它的場也是源頭給它的而非自產吧QQ 03/31 20:05
推 minjewu:電線中的電子說電荷也行 是在場中行進 而非產生場的場源 03/31 20:17
→ minjewu:能請問讓電子前進的場源 是來自於哪裡嗎 03/31 20:18
本來想採用層次講解的，不過我的眼皮快掉下去了，不過以下的講法也不是
我從教科書上看到的，事實上，此篇上面的電流速度也不是在教科書上看到的，
是我在學習過程產生一樣的疑問，不斷的放在心頭直到想到比較合理的想法，
所以可能有誤，還請版眾幫忙糾錯了，
因為此兩平板接上了一理想電壓源，所以不論如何，兩平板間的壓差必為定值，
事實上，如果把中間的電阻材料拿走，這就是個簡單的靜態電學的電容問題，
如果把這兩平板間塞入此一電阻材料，電流便會開始流動，如果這是一個沒有
外加電源的平板，那麼當電阻材料塞入時便會很快放電完後恢復靜態的穩態。
此有外加電源，也就是無論整個迴路電流怎麼狂噴，電池所接的兩個電板就是
要有固定壓差，所以板上的淨電荷也會固定，這是個動態的穩態，
使兩版間能夠維持一電場在材料間，
那麼期間就能不斷驅動電阻材料的電子運動，不知道這樣講解能否讓你接受？
※ 編輯: windygod 來自: 60.244.146.93 (03/31 21:52)
推 minjewu:我的問題是 有壓差 也就是有電場 必然加速度 或減速度 04/01 02:56
→ minjewu:怎麼會等速度 說等效等速度也行 也就是電流固定流量 04/01 02:58
→ minjewu:要等速度的電流 需要純電場合為零 我是這樣理解的 04/01 03:00
→ minjewu:電壓源加上電阻 電壓合為零 如果經歷相同的長度 04/01 03:03
→ minjewu:就會純電場合為零 但是電壓 指的區域 都是電阻內 04/01 03:05
推 chungweitw:好圖. 04/01 03:06
→ chungweitw:回 minjewu. 有 momentum relaxation 來自和雜質 聲子 04/01 03:06
→ minjewu:怎麼產生等值電流 04/01 03:07
→ chungweitw:的碰撞. 有 energy relaxation 來自和聲子的碰撞(生熱) 04/01 03:07
→ chungweitw:總之, 就是電子和其他東西的碰撞讓他又減速了 ( 雖然 04/01 03:15
→ chungweitw:電場加速了他 ). 04/01 03:15
推 minjewu:所以電阻所量到的電壓 其實是碰撞 讓電子減速的等效電壓 04/01 03:42
→ minjewu:也就是 電阻不產生電場 是這樣嗎 唯一的場源是電壓源 04/01 03:45
→ chungweitw:我看不太懂你的描述. 04/01 03:48
→ chungweitw:但是 V = E d, by definition 04/01 03:48
→ chungweitw:和碰撞無關. 碰撞只是解釋電子如何在電場中不會一直 04/01 03:49
→ chungweitw:加速的機制. 04/01 03:49
推 minjewu:電壓是有正值有負值 負值電壓源產生加速場 電阻是正值 04/01 03:52
→ chungweitw:順著電流方向經過一個電阻, 電壓(-V)就是負的. V=Ed. 04/01 03:57
→ chungweitw:V=IR by definition. 04/01 03:58
→ chungweitw: R 的 definition 04/01 03:59
滿懶得繼續回下去，因為沒有P幣(咦？)(￣ε(#￣) #○=(一-一o)
以下的討論建立在已經達成穩態的電阻電路，針對一個穩態的電阻，上面的電流
在任何切割區域上我們可以說他是相同的，也就是真對一個切割區域我們真的努力
去觀察每個電子的運動狀況，我們可以計算出平均的電流，以下附講解圖
感謝chungweitw大指正碰撞的是雜質
另外，雜質排列不是週期結構，以下僅為示意圖
↖ ================>加速方向 將電阻取一個切割區域，此區在穩態
╲
╲雜質 可以代表電阻的每一個地方發生的現
╱● ● ●
╱ ╱￣￣￣￣╲ 原本靜止 ↖ 像，如同Drude Model所描述的，電子
↗ ╱ ╲ 電子☆ ╲
電子☆ ╱ ╲ ╲ ☆ 在電場中受力運動，但運動期間會碰
↗ ╲ ↘
☆ ● ● ╲● 撞到雜質(我們也先只討論雜質)
☆ ╱
↘ ╱ 而產生運動方向改變以及能量損耗，
╲ ╱
╲ ╱ 因為BBS繪圖有限，所以只畫出這麼少
╱● ●╲ ● ↗
╲ ╲ ／ 的電子運動示意圖，其實要完成電流
╲ ╲ ／
╲ ╲／ 的流動，不一定要一個電子從頭走到
╲ ／╲
● ╲ ● ／ ●╲ 尾，其實只要每個區域的介面上都有
╲ ／ ╲
╲／ ↘ 等效通過量，電流算出來就是定值，
左介面 右介面
如同示意圖所示，有些電子從左介面
跑進來，其中有些又因為碰撞而反向運動，當反向運動時則呈現減速運動，如果幸運的
話，過程中都沒碰撞又因為減速運動，就會變成上個區域的靜止電子，然後繼續受電場
加速開始運動，其他順利通過左介面的電子進到區域中則有極大的可能性與原子核碰撞
而改變運動方向與損失能量動量，當運動方向與加速方向相反時，電子便會減速，所以
可能被減到速度變零然後又開始被加速運動，也可能不斷地碰撞跑到又介面去，但是穩
態的狀況下(真實情況電子多到爆)，在統計的情況下每個介面的淨電流都是定值，
在本示意圖的情況，左介面 3入 1出=2入====右介面 3出 1入＝2出 ，果然定值。
其中附帶一提的是電子在裡面的碰撞是會損失能量的，最耳熟能詳的就是熱與光，
比如說鎢絲燈，當然你能買到的一般色碼也會發熱，只是沒有人會把它操作到會很明
顯的狀態，但是我有過XD，有次在修理消防電腦主機跟灑水電磁閥時，因為安全設計，
所以拆下來的電磁閥迴路一定要用等效電阻by pass，所以我就用了一般大概20Ω的電
阻pass，沒辦法，手上沒有備用的電磁閥可以用，不然也不需要用電阻替代，而且
事實上應該要用繞組形電阻才對，因為開啟電磁閥的功率其實不小，不過如果迴路
不啟動，其實控制板也只會偵測電阻值不會送功率出去，只是那是我手賤測試送功率
出去，媽媽咪阿XD，我看到了一顆色碼電阻開始發光發熱!!沒錯!!發光發熱!!!!
還不斷冒出一陣白煙，如同那長城烽火臺一樣，在告訴我----它要崩潰了
╲ ζ﹨ γ γ∕ι ╱
╲ ﹨ζ｜ξ∕ξ╱ 趕羚羊，要崩★潰★拉★
╲ ﹨ ｜ ∕ ╱ ∕
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／ ∕ ｜ ﹨ ╲
／ ∕ ｜ ﹨ ╲
／ ∕ ｜ ﹨ ╲
觀賞了這奇景約莫十秒，我怕它把回饋電路卡燒了，拿出尖嘴鉗把它拔了，
順便把迴路shot down，這是我這輩子第一次看到色碼電阻發光發熱，
不知道板友有沒有類似的經驗XD。
推 Entropy1988:最近物理版圖解化，看起來越來越生動了 04/01 11:52
感謝chungweitw大指正
※ 編輯: windygod 來自: 60.244.146.93 (04/01 12:12)
推 HDT:物理板賢(閒)人變多了咩 04/01 12:13
→ windygod:混..混蛋！就算你這麼說我也不會覺得高興的拉 <( ＞﹏<) 04/01 12:17
※ 編輯: windygod 來自: 60.244.146.93 (04/01 21:37)