Электрический ток - как же все таки протекает?

[epros]

lexussii в сообщении #1289910 писал(а):

со скоростью света

Только в идеальном случае. Как я говорил, скорость волны определяется соотношением удельных ёмкости и индуктивности. Идеальный случай - это, например, коаксиал с вакуумом между оплётками. Тогда да, волна по нему побежит со скоростью света (для некоторых мод).

[nds]

lexussii в сообщении #1289910 писал(а):

Чтобы передать импульс по проводнику и в итоге "выбить" из него электроны на другом конце, каждый электрон должен хоть немного сместиться, чтобы заставить сместиться следующий и т.д.. А это уже не может происходить со скоростью света

Может из-за этого скорость ЭМ волны в проводнике меньше чем в вакууме? )

[lexussii]

nds в сообщении #1289928 писал(а):

Может из-за этого скорость ЭМ волны в проводнике меньше чем в вакууме? )

Скорость ЭМ волны и в газе меньше чем в вакууме. Но все таки электроны довольно "медлительные" частицы и, вроде бы, даже мизерный сдвиг каждого электрона потребует некоторое время, а ведь понадобится огромное количество таких сдвигов в цепочке. Если, конечно, электрон не может смещаться со скоростью близкой к скорости света - а он может?

И потом, один говорит про ЭМ волну вдоль проводника, другой - кулоновское взаимодействие, так как все таки? Есть какое-то официальное мнение по этому поводу?

[nds]

lexussii
Вообще это модели. Электрон (как вы знаете) обладает и свойствами частицы и волновыми свойствами. Если вы рассматриваете одиночные свободные электроны - имеет место быть кулоновское взаимодействие. В какой-то момент этого будет недостаточно, но вроде пока всё в порядке.
Представьте проводник в виде цепочки свободных зарядов. Небольшое смещение одного заряда за время $t_1$(стремящееся к нулю) вызывает возмущение и смещение другого заряда. Это возмущение передаётся со скоростью света и времена тут (пусть $t_2$) намного отличаются от времени на смещение заряда $t_1\to0$. Следующий электрон (заряд) тоже смещается и так далее. Отсюда простое выражение для скорости распространения (тока) фронта электромагнитной волны $v=l/(t_1+t_2)$. Осталось определить расстояние между зарядами $l$. Но всё равно понятно, что $v\approx c$.

ЭМ волна - чистая математика, представлять и понимать её нужно формулами.

[epros]

lexussii, за официальным мнением наверное нужно обращаться в официальное представительство ООН. Но я могу сказать, что в большинстве моделей длинных линий (которые вполне адекватны реальности) проводник можно считать идеальным, а окружающую среду - вакуумом (ну, или конкретно указать диэлектрическую проницаемость). Так что массы электронов имеют мизерное значение, а удельные ёмкость и индуктивность определяются геометрией провода. Конечно, это далеко не абсолютное правило. Есть множество приложений, в которых масса и подвижность носителей заряда имеют большое значение. Но если Вы собираетесь поговорить об этом, то уж очень сильно отклонитесь от исходной темы в ту область, на которую Вашей компетентности пока явно недостаточно.

[specialist]

lexussii Откройте книгу по ТОЭ и прочитайте все вопросы которые вас интересуют, скажем от сюда: К. Шимони теоретическая электротехника (длинные линии с 32 параграфа, но лучше конечно всю книгу прочесть, сразу отвалится много вопросов), далее: Джексон Дж. - Классическая электродинамика (она чуть-чуть посложнее), еще можно прочесть начало этой книги: Аркадьев В.К. Электромагнитные процессы в металлах. Часть 1. Ну и еще полезно будет заглянуть в Бессонов Л.А. (1964) Теоретические основы электротехники и Тамм И.Е. Основы теории электричества.

[UR4III]

lexussii в сообщении #1289767 писал(а):

Предпринимал несколько попыток найти информацию, но безрезультатно.

Рекомендую - http://dxdy.ru/topic94620-240.html Траектория движения электромагнитного поля по проводнику.

[SomePupil]

lexussii в сообщении #1289976 писал(а):

Но все таки электроны довольно "медлительные" частицы и, вроде бы, даже мизерный сдвиг каждого электрона потребует некоторое время, а ведь понадобится огромное количество таких сдвигов в цепочке.

Не вижу проблемы. Если, допустим, под действием поля электрон сдвинется с какого-то конца, то он же оттолкнет другие электроны вдоль направления своего движения. Это моментально скажется на всем месиве электронов по всему проводнику, и начнется их общее движение. По сути, ток потечет.

А с движением у электронов ограничений нет, так как проводники металлические, а в металлах электроны движутся свободно. Разве что, за пределы проводника не могут выйти :)

[Red_Herring]

(Оффтоп)

А.Галич в «История одной любви» примерно так писал(а):

Он трезвонит ей, от дел отвлекает,
Сообщите, мол, как ток протекает?
Протекает, говорит, протекает...
Мы-то знаем - на чего намекает!

[SomePupil]

(Оффтоп)

Конечно, знаем $-$ это же прямой намек на кулоновское взаимодействие! Притяжение там, отталкивание.

[lexussii]

SomePupil в сообщении #1290102 писал(а):

Если, допустим, под действием поля электрон сдвинется с какого-то конца, то он же оттолкнет другие электроны вдоль направления своего движения. Это моментально скажется на всем месиве электронов по всему проводнику, и начнется их общее движение.

Почему это моментально скажется на всем массиве электронов? Ведь каждый электрон в цепочке тоже нужно немного сдвинуть, а их масса и инерция не нулевые. Например, межмолекулярное взаимодействие в жидкости тоже имеет скорость света (то же кулоновское отталкивание облаков), но вода выдавится с другого конца трубы совсем не так быстро. Да, молекулы в несколько десятков тысяч раз тяжелее электронов, но и скорость, с которой жидкость передаст воздействие, в сотни тысяч раз меньше чем скорость света. Так неужели инерция цепочки электронов настолько мала, что почти не сказывается на скорости.

[realeugene]

lexussii в сообщении #1289767 писал(а):

Так как же все таки происходит распространения тока?

В соответствии с уравнениями Максвелла. Или вам на пальцах нужно показать?
Электродинамика - довольно сложная наука, на школьном уровне она не описывается. Приймите, что ток есть, а вот скорости у него нет.

[nds]

lexussii в сообщении #1290135 писал(а):

Так неужели инерция цепочки электронов настолько мала, что почти не сказывается на скорости.

Вы принципиально не желаете понимать что вам пишут?

Под действием электрического поля каждый электрон сдвигается на бесконечно малую величину (не важно с какой инерцией, ну, перемещение и время $\approx 0$!!!). Он изменяет поле для следующего электрона. И это изменение чувствует соседний электрон со скоростью света в вакууме (через время уже $>>0$).

В жидкостях волна передаётся со скоростью звука.Там именно механическое взаимодействие частиц.

Заряды же не сталкиваются механически, они взаимодействуют полем.

[epros]

lexussii в сообщении #1290135 писал(а):

Ведь каждый электрон в цепочке тоже нужно немного сдвинуть, а их масса и инерция не нулевые.

В большинстве подобных приложений массы электронов влияют на распространение электромагнитной волны пренебрежимо мало. Функция электронного газа (который в проводнике) в основном сводится к недопущению электрическому полю иметь продольную компоненту вдоль поверхности проводника. Т.е. для электромагнитной волны (которая бежит снаружи вдоль проводника) поверхность проводника является практически идеальным зеркалом. Если провод круглый и прямой, то волна вдоль него бежит со скоростью света. Если, например, свить его в спираль, то скорость окажется меньше.

lexussii в сообщении #1290135 писал(а):

Например, межмолекулярное взаимодействие в жидкости тоже имеет скорость света (то же кулоновское отталкивание облаков), но вода выдавится с другого конца трубы совсем не так быстро

Потому что волна упругого сжатия - это не то же самое, что электромагнитная волна.

[Walker_XXI]

nds в сообщении #1290185 писал(а):

В жидкостях волна передаётся со скоростью звука.Там именно механическое взаимодействие частиц.
Заряды же не сталкиваются механически, они взаимодействуют полем.

Тут эти аргументы не совсем в тему: вообще говоря, на атомно-молекулярном уровне нет никаких механических взаимодействий - это те же электромагнитные взаимодействия. И трудность в том, что lexussii считает "причиной" электрического тока именно этот механизм упругих взаимодействий. Скорость распространения упругих волн - это скорость звука. Однако причина электрического тока - это не упругая волна, когда один электрон "толкает" своим кулоновским полем другой, тот следующий и т.д. по цепочке, а электромагнитное поле, распространяющееся вдоль проводника почти со скоростью света.

Это тот случай, когда аналогия между электрическим током и потоком воды даёт неправильный взгляд на процесс.