Течение тока внутри проводника

[SPodolsky]

Доброго времени суток,

Меня заинтересовал следующий вопрос. Имеется проводник, по которому течет постоянный электрический ток. Считается, что электроны текут по всему объему проводника, а быстрое распространение электрического поля внутри проводника объясняется взаимным отталкиванием электронов в одной части проводника. Однако, вот вопрос: насколько я понимаю, электрическое поле внутри самого проводника во внешнем электрическом поле (наш случай, верно?) равно нулю, стало быть, воздействие на электроны внутри самого проводника приложенным внешним полем должно быть меньше, чем на электроны, которые находятся в приповерхностном слое. Можем ли мы так полагать что движение электронов в цепи постоянного тока происходит в приповерхностном слое?

[UR4III]

Нет. Источник эдс с одной клеммы притягивает электроны, а с другой отталкивает. Тем самым создаётся избыток и недостаток электронов - разность потенциалов в проводнике - электрическое поле по всему сечению проводника.

[SPodolsky]

Да, недостаток и избыток электронов формируют электрические поля, которые и приведут в движение электроны. Все так. Однако внутри клемм положительного и отрицательного заряда нет, т.к. он весь сосредоточится на их поверхности. Точно такая же картина должна быть и с проводником - поля внутри него быть не должно. Я не могу представить, каким образом поле, которое распространяется по его поверхности, может влиять на электроны внутри, где этого поля нет.

[мат-ламер]

SPodolsky в сообщении #976418 писал(а):

Можем ли мы так полагать что движение электронов в цепи постоянного тока происходит в приповерхностном слое?

Для постоянного тока это не так. (Закон ома намекает). А для переменного тока - да. Чем больше частота, тем более ток группируется в приповерхностном слое.

[SPodolsky]

Не очень понял. Закон Ома устанавливает зависимость тока через проводник от разницы потенциалов на концах проводника и его сопротивления, однако я говорю о траектории(?) движения электронов, о их распределению по проводнику. Можете уточнить, что вы имели в виду?

[мат-ламер]

SPodolsky в сообщении #976438 писал(а):

Можете уточнить, что вы имели в виду?

Сопротивление постоянному току обратно пропорционально квадрату радиусу проводника. Для переменного тока степень от второй снижается плавно до первой. Хотя это моё ИМХО (Насчёт снижения степени. Может сопротивление просто увеличивается). Может специалисты подойдут.

[arseniiv]

SPodolsky в сообщении #976425 писал(а):

Однако внутри клемм положительного и отрицательного заряда нет, т.к. он весь сосредоточится на их поверхности.

Это когда ток не идёт.

[ArtDen]

SPodolsky
Почитайте Зильбермана. У него простым языком объясняется почему если статический заряд скапливается на поверхности, то в случае постоянного тока, электроны передвигаются по всему сечению проводника (если проводник однородный и прямой). В первом же параграфе про постоянный ток он рассеивает сомнения по вашей проблеме

[SPodolsky]

Спасибо за ответы.
2ArtDen: не подскажете название книги?

[ArtDen]

SPodolsky
"Электричество и магнетизм"

[Munin]

SPodolsky в сообщении #976418 писал(а):

Однако, вот вопрос: насколько я понимаю, электрическое поле внутри самого проводника во внешнем электрическом поле (наш случай, верно?) равно нулю

Это относится к статическому случаю (бесконечно медленно движущиеся электроны и бесконечно медленно меняющееся электрическое поле). А если внести электроны в какое-то место проводника с конечной скоростью (случай быстрого распространения электрического поля), или вносить их с постоянной скоростью (случай цепи постоянного тока), то это неверно.

Частая проблема в том, что слушая курс физики, слушатель запоминает сами утверждения, но не запоминает условия, когда они верны, а когда нет. В результате, в голове всё скапливается не в строгую стройную систему, а сваливается в кучу, в которой некоторые утверждения могут противоречить друг другу.

Типа: учитель говорит: "в среду светит солнце, а в четверг пасмурно и дождик". Ученик слышит: "...светит солнце, а ...пасмурно и дождик". Ученик думает: так быть не может, это противоречие!

[мат-ламер]

Насчёт переменного тока тут.

[Munin]

мат-ламер
Сначала надо с постоянным током объяснить. А то у человека совершенно разные вещи в голове перепутаются.

[SPodolsky]

2Munin: Правильно ли я вас понял?
В момент быстрого распространения поля при подключении проводника излишек электронов начинает накапливаться с одной стороны, что неизбежно ведет к увеличению их плотности. Это приводит к взаимному отталкиванию электронов, что происходит по всему сечению проводника.

[Munin]

Да.