Varðandi leiðni málmleiðara telur klassíska leiðnikenningin að það sé mikill fjöldi frjálsra rafeinda sem geti hreyft sig frjálslega inni í málmleiðaranum. Þessar frjálsu rafeindir hreyfast í stefnu undir virkni rafsviðskraftsins til að mynda rafstraum.
1 Utankjarna rafeind málmatóma
Öll atóm eru samsett úr kjarnanum og utankjarna rafeindunum sem fara um kjarnann. Miðflóttakrafturinn sem þarf fyrir hreyfingu rafeindanna utan kjarnans er veittur af Coulomb rafsviðskraftinum milli kjarnans og rafeindanna. Fjölmargar rafeindir utan kjarna eru í mismunandi fjarlægð frá kjarnanum utan kjarnans. Rafeindin næst kjarnanum hefur mestan kraft og heildarorka rafeindarinnar er minnst. Ysta rafeindin sem er lengst frá kjarnanum hefur minnsta bindikraft frá kjarnanum, hugsanleg orka rafeindarinnar er stærst og heildarorkan er stærst. . Vegna þess að ysta rafeindin er minnst bundin er hún oft trufluð af nágrannaatómum og hreyfist um nágrannakjarna. Málmatómin eru sameinuð í málmhluta byggt á kraftinum sem myndast við gagnkvæma vindahreyfingu eftir truflun á ytra lag rafeinda. Vegna mjög lítillar bindikrafts hefur málmurinn einkenni mýktar og auðveldrar aflögunar við upphitun.
2 Málmleiðari undir áhrifum Lorentz krafts (eða framkallaðs rafsviðskrafts)
Ef málmleiðari sker segullínuna í segulsviði, verða rafeindirnar utan kjarnans inni í leiðaranum fyrir Lorentz kraftinum og atómin verða skautuð við þessa aðgerð, sem leiðir til rafskautunarkrafts í lotukerfinu. En sama hversu mikill Lorentz krafturinn er, þá getur hann ekki unnið á rafeindinni, aukið hreyfiorku rafeindarinnar og gert hana lausa við tengi kjarnans. Eftir að rafeindin er laus við kjarnatengi mun hún halda áfram að vinna á henni og hún mun flýta sér í átt að kraftinum til að mynda rafstraum.
3 Málmleiðarar undir spennudreifingu og rafsviðskraftur
Ef spenna er sett á báða enda málmleiðara til að mynda spennudreifingarrafsvið inni í leiðaranum, ættu rafeindirnar í ytra kjarnalaginu inni í leiðaranum að verða fyrir spennudreifingu rafsviðskraftinum þegar þær fara um kjarnann og rafsviðskrafturinn vinnur jákvæða vinnu á rafeindunum. , Að auka hreyfiorku rafeindanna, og hafa næga orku til að sigrast á fjötrum kjarnans, og verða frjálsar rafeindir utan kjarnans. Vegna þess að aðeins ystu rafeindirnar í ytri kjarnanum hafa mestu orkuna, til að mynda frjálsar rafeindir, er nauðsynlegt að sigrast á þyngdarafl kjarnans og vinna sem minnst, þannig að undir venjulegum kringumstæðum, þegar spenna er sett á báða enda leiðara, geta aðeins ystu rafeindirnar farið úr kjarnanum og orðið að frjálsum rafeindum. Ysta rafeindin þarf að vinna minnstu vinnu til að losa sig við binding kjarnans. Frjálsu rafeindirnar eftir að hafa myndað straum eru í raun ekki frjálsar. Annars vegar verða þau fyrir áhrifum af rafsviðskrafti spennudreifingar og hreyfingu í átt að rafsviðskrafti. Á hinn bóginn eru þeir ekki óhindrað meðan á hreyfingu stendur. Fyrir örsmáa rafeind má segja að rýmið innan og utan atómsins sé nokkuð víðfeðmt. Kjarninn er eins og stjarna í geimrýminu en frjálsar rafeindir eru eins og lítill loftsteinn sem flýgur í geimrýminu. Þessi samlíking er ekki mjög viðeigandi, vegna þess að loftsteinn sem fljúga í geimnum veldur kannski ekki viðnámi frá öðrum hlutum, en frjálsar rafeindir eru háðar mótstöðu. Þetta er vegna þess að rýmið fyrir utan kjarna er ekki án einskis heldur snýst það líka um innri rafeindir og þessir málmar Fjöldi innri rafeinda er miklu fleiri en ystu rafeindirnar sem mynda frjálsar rafeindir. Við gætum eins kallað hindrunina sem myndast af innri rafeindum þessara atóma sem rafeindaskýgas. Rafeindaskýgasið er neikvætt hlaðið og frjálsu rafeindirnar eru einnig neikvætt hlaðnar. Þess vegna, ef frjálsar rafeindir skutlast inn í rafeindaskýgasið til að mynda rafstraum, hlýtur það að vera mótspyrna af rafeindaskýjagasinu. Eftir að stöðugur straumur myndast, ef spennan á báðum endum leiðarans er skyndilega fjarlægð, hverfur rafsviðið inni í leiðaranum og frjálsu rafeindirnar missa áhrif rafsviðskraftsins. Aðeins viðnám verkar á það, þannig að rafeindirnar hægja á sér og hraðinn minnkar fljótt í núll. . Síðan, undir áhrifum þyngdarkrafts kjarnans, fer hún aftur á samsvarandi braut ytra lags kjarnans til að hreyfast um kjarnann.
4 Ohms lögmál og viðnámslögmál
Í straumflæðisferlinu, vegna viðnáms rafeindaskýjagassins gegn frjálsum rafeindum, myndar það ákveðna hindrun fyrir straumflæðinu, sem framleiðir einnig viðnám leiðarans. Það verður að hafa í huga að viðnám frjálsra rafeinda við hreyfingu er ekki jafnt viðnám leiðarans. Viðnám frjálsra rafeinda þýðir ekki að viðnám leiðarans sé mikið. Aftur á móti er viðnám leiðarans mikið, sem þýðir ekki að viðnám leiðarans sé mikið. Þegar farið er í stefnu er mótstaðan mikil.
5 Orkubreyting og lögmál Joule
Þegar spenna er bara sett á báða enda leiðarans vinnur rafsviðskrafturinn jákvæða vinnu á ystu rafeindir kjarnans til að sigrast á bindikrafti kjarnans, en vinnan sem rafsviðskrafturinn vinnur við að sigrast á bindikrafti kjarnans er mun minni en vinnan sem langtímastraumstreymi-flæðisins gerir til að sigrast á viðnám rafeindaskýsins. Þess vegna er vinnan sem gerð er til að sigrast á ánauð kjarnans mjög lítil og hægt er að hunsa hana.
Við hröðun frjálsra rafeinda vinnur rafsviðskrafturinn líka jákvæða vinnu við hann, en vegna þess að rafeindin hefur mjög stuttan hröðunartíma og hreyfing tilfærsla er mjög lítil (ekki rætt hér), þá er rafsviðskrafturinn líka mjög lítill og hægt að hunsa hann. Þess vegna, eftir að frjálsu rafeindirnar mynda straum, er aðalorkutap rafsviðsins að sigrast á rafeindaskýinu til að vinna.
6 Rafmagnaði leiðarinn hreyfist í segulsviði
Í ofangreindri greiningu, þegar straumurinn fer í gegnum leiðarann, sigrar hann aðeins rafeindaskýgasið til að vinna. Hindrun rafeindaskýgassins fyrir lausum rafeindum er sýnd sem viðnám, þannig að slíkur leiðari er kallaður hreinn viðnámsleiðari og hringrás með aðeins hreinan viðnámsleiðara í hringrásinni er kölluð hrein viðnámsrás. Það má sjá af ofangreindum formúlum að hreina viðnámsrásin breytir rafvinnu í varmaorku.
Hins vegar verður rafknúni leiðarinn fyrir krafti segulsviðsins (amperkraftur) í segulsviðinu. Undir þessum krafti byrjar leiðarinn að hreyfast hraðar, klippir segullínur af framleiðslu, skautar atómin í leiðaranum og myndar skautaðan rafkraft. Myndun raforkukrafts sem orsakast af endastöðinni mun mynda rafsvið í öðrum hlutum ytri leiðarans og mynda viðnám gegn frjálsu rafeindunum sem streyma í gegnum. Til þess að sigrast á viðnáminu myndar straumurinn spennudreifingu rafsviðs í sömu átt og straumurinn í leiðaranum, sem gerir rafsviðið og innleiðsluna. Rafsviðið sem myndast af raforkukraftinum hættir og viðheldur þannig stöðugleika straumsins og myndar einnig spennu í báðum endum leiðarans. Stærð spennunnar er nákvæmlega sú sama og framkallaður rafkraftur og stefnan er gagnstæð.
Á þennan hátt verður spennudreifing rafsviðskrafturinn að sigrast á viðnáminu sem framkallaður raforkukraftur myndar til að vinna og neyta raforku. Þessari orku er breytt í amperakraft til að vinna á umheiminum, sem birtist í formi vélrænnar orku.
Ef leiðarinn sem settur er í segulsviðið er ekki tilvalinn leiðari, þá verður rafsviðskrafturinn ekki aðeins að sigrast á framkallaða raforkukraftinum til að vinna verk heldur einnig sigrast á viðnám rafeindaskýsins til að vinna vinnu. Þess vegna er hluta raforkunnar breytt í form vélrænnar orku og hluta hennar í varmaorku.
7 Aflgjafi eftir straumflæði
Hvað gerist inni í aflgjafanum eftir að straumurinn flæðir? Þar sem ó-rafstöðukraftur getur aðeins skautað frumeindir og myndað raforkukraft í aflgjafanum, getur ekki-rafstöðukrafturinn ekki unnið á rafeindum, né getur hann látið ytri rafeindir sigrast á fjötrum atómkjarna og verða frjálsar rafeindir, hvað þá beina hreyfingu rafeinda til að mynda rafstraum. , Hvernig myndast þá straumurinn inni í aflgjafanum?
Til að mynda straum í aflgjafanum, auk þess að láta ytri rafeindirnar sigrast á fjötrum kjarnans, er einnig nauðsynlegt að sigrast á viðnám rafeindaskýsins til að framkvæma vinnu. Ó-rafstöðueiginleikar hafa enga slíka virkni. Þess vegna þarf að mynda spennudreifingu frá neikvæða skaut aflgjafa til jákvæða póls í aflgjafa. Í rafsviðinu myndar ytra lag rafeinda straum undir virkni þessa rafsviðskrafts og myndar spennufall inni í aflgjafanum. Spennufallið er hærra en jákvæða rafskautsgetan, það er stefnan er frá neikvæða rafskautinu til jákvæða rafskautsins og stefna raforkukrafts aflgjafans er gagnstæð.
