電圧が印加されていないワイヤに正味電流がないのはなぜですか？

外側の電子がゆるく束縛された物質の原子は、時間の経過とともに常に相互に電荷を交換し、これらの物質は導体と呼ばれます。現在、実施プロセスは、電気工学の教科書によく記載されているプロセスとは異なります。

これは、電流が回路を流れるためには、電子が一方のリード線から他方のリード線までずっと移動する必要があることを意味しますが、これは単に真実ではありません。現実は次のようなものです。

たとえば、バッテリーのマイナスリードから来る左端の電子は、最も近い原子に衝突し、その加速のために、このシェルレベルで回転している電子をノックアウトします。ノックされた電子は、最も近い原子に向かっていて、同じことをして、連鎖反応を引き起こす電子をノックアウトします。したがって、基本的に、電子はほんの少しだけ動きますが、全体的な結果は事実上瞬時です。

私が理解していないのは、電圧を印加せずに通常の導電性ワイヤを使用した場合、電子は原子から原子へと絶えず跳ね返ります。つまり、ワイヤには「電子の流れ」がありますLEDダイオードは何も起こりません。それで、私が本当に求めているのは、ワイヤの「印加電圧のない電子の流れ」と「印加電圧のない電子の流れ」がどのように異なるかです。

統計的には、180ºの反対側にあるのと同じ数の電子が一方向に移動するため、実効電流は事実上ありません。「電流」と呼ばれるのは、他のすべての方向（金属片を通る1D、2D、または3D）よりも多くの電子が一方向に移動することです。それが「自由電子のトン」を持つことができる方法ですが、正味の電流は流れないか、測定できません。

それらの電子のランダムな攪拌には、熱雑音という名前があります。この攪拌は温度に比例するので、物を加熱するとより多くの熱が得られます。ただし、平均的な動きは常にゼロであるため、有用な「作業」を行ったり、プロセスから使用可能なエネルギーを同等に抽出したりすることはできません。

これは、熱力学の法則と一致しています。

簡単な答え：一部の教科書は、電子が常に個々の金属原子を周回するという誤解に感染しています。いや。また、電子のみ、電圧がワイヤに沿って印加された場合にが原子間をジャンプ。違う。

金属では、各金属原子の外側の電子が元の原子から離れています。これは、金属が最初に形成されるときに起こります。電子が各原子に付着し続けると、金属は絶縁体になり、電流値が低いとオームは一定になりません。実際には、外側または「伝導帯」の電子は、常にすべての金属原子間を周回しています。金属ワイヤは、一種の「凝固プラズマ」に似ています。金属は奇妙です。

物理学者は、金属の可動電子集団を「電子海」または「電荷の海」という名前で呼びます。化学では「金属結合」と呼ばれます。

非量子的な観点からは、金属物体を「電気流体」であるベンフランクリンスタイルで満たされた容器のように見ることができます。金属の電子は、ホース内のガス分子のように、高速で揺れ動きまわっています。しかし、この電子運動はランダムな方向です。それは熱エネルギーの貯蔵庫ですが、単一の方向がないため、「風」ではありません。電流ではありません。一方向に進むすべての電子に対して、逆方向に進む別の電子があります。

したがって、金属内の実際のDC電流は、この電子雲の遅い平均ドリフトです。もちろん、個々の電子はゆっくり動きません。代わりに、彼らは常にほぼ光速でさまよいます。しかし、DC電流の間、それらの平均的な移動経路には小さなDCドリフトが重畳されます。地球の大気も同じです。各分子は、静止した状態でもほぼ音速で動いています。風はありません。放浪を「熱」、ブラウン運動と見なします。金属中の個々の電子についても同じです。

金属の原子/電子の正しいアニメーションは、電流がゼロの場合に両方向にジャンプする電子を表します。または、数アンペアでランダムに動きながら、いくつかの原子間で前後に揺れ動くように見せます。（または、点滅するホワイトノイズのような「テレビの雪」のように見えるワイヤの内側を示します。）その後、DC電流の間、電子のパターン全体がユニットとしてゆっくりとスライドします。アンペアが高いほど、流れは速くなります。「液体ホワイトノイズ」は、パイプ内の水のようにゆっくりと動きますが、個々の粒子が静止したままになることはありません。

この写真に注意してください すべての導体に適用されるわけではない。固体金属（電気工学で使用される最も一般的な導体）にのみ適用されますが、塩水、酸、地電流、人体組織/神経、液体金属、動く金属、プラズマ、火花などには適用されません。電子です。これが、エンジニアと科学者があらゆるタイプの導体に適用される「従来の電流」を使用する理由です。金属内の電子の流れは、一般的な電流の特殊なケースです。

PS
電子は目に見えないことに注意してください！（実際には、電子は唯一の事についてあるある見える。）私たちは裸線を見たときにそう、私たちはその電子の海を見ています。可動電子は、EM波の極端な反射体です。金属表面の「金属的な」外観は、自由電子の見方です。したがって、電子は銀色の液体のようなものです。金属に電流が流れると、銀色の物質が流れます。しかし、このフローには汚れや泡がないため、「流体」は見えますが、その動きは見えません。（もし、何かが動いているのを見ることができたとしても、時計の分針のように、チャージドリフトは気づくには遅すぎるでしょう！）

ワイヤが超伝導体である場合、電流は実際に電圧なしで流れることができます。

私の先生の一人が私にくれたこの例がありました。

電圧のない電子は、単にランダムな都市を好む独立した人々のようなものです。彼らは喜んで自由に動きますが、動きの一部ではありません。彼らは重要ではない個人です。

突然、外国の政党がルールを確立しました。それは反乱や反乱などで電子を外国の党（通常の流れではない）の設立に進ませる。それらは運動の一部であり、それは電流と呼ばれる。

電流を流すには伝導帯の電子が必要であり、電圧（または流れのアナロジーとしての圧力）がなければ、電子を伝導帯に励起するエネルギーはありません。原子の性質により抵抗は常に存在し、金属の原子価シェルは金属の格子構造に結合しているという点で伝導帯とは大きく異なるため、抵抗は本質的に無限になるため、電圧降下は総電圧でなければなりません。それらは、彼女が持つ原子価との結合を壊すために、励起と勾配を必要とします。価電子は相互作用することができますが、それらは一様に方向性がなく、伝導帯に励起された場合のように自由に流れません。もちろん、これは単純な導電性金属の場合です。

あなたの質問から、ランダム電子運動と方向性電子運動の区別が分からないことは明らかです。ランダムな電子の動きは電流ではありません。方向性電子運動はです。
これは、電子に方向を与える電圧であり、したがって、方向性のある電子の流れ、つまり「電子電流」を引き起こします。

「電子は、あるリードから別のリードに移動しなければならない、単に真実ではない」というあなたの主張は間違っています。実際には、ワイヤに「入る」すべての電子に対して、別の電子がもう一方の端から「出る」必要があります。これが起こらない場合、現在のフローがありません！これがまさに、電圧が印加されていない状態で「LEDをワイヤに接続しても何も起こらない」理由です。

物理学が多く、実用的重要性が低いため、気にしないように言われます。

物理学では、ワイヤは完全な短絡ではありませんが、抵抗、静電容量、およびインダクタンスがあります。ワイヤに電圧を印加すると、多くのことが起こります。

電圧が印加されていない場合、LEDを点灯させるのに十分な電子が原子から原子へジャンプしません。

物理学者はEEよりもよく答えることができます。スタック交換には物理セクションがあります。