Bei welchen alltäglichen Komponenten handelt es sich um Ladungsflüsse, die keine Elektronen sind?

Ich mag diese Erklärung, warum nichts daran auszusetzen ist, dass konventioneller Strom die entgegengesetzte Richtung zum Elektronenstrom hat . Es nennt Batterien und Leuchtstofflampen zwei Fälle, in denen der Strom kein Elektronenfluss ist. (Ebenso wie der Ionenfluss beim Menschen und der Protonenfluss im Wassereis, obwohl dies keine elektrischen Komponenten sind.) Was anderes elektrischen Komponenten handelt es sich um Ladungsflüsse, die keine Elektronen sind? Geschieht dies im Elektrolyten von Elektrolytkondensatoren?

Aus der Elektronentheorie wissen wir, dass Metalle leicht Elektronen emittieren und Halbleiter und Elektrolyte sie nur sehr schwer emittieren. Die Elektronen im Elektrolyten sind zwar nicht frei, aber in Ionen gebunden . http://www.electronics-tutorials.com/basics/polarization-capacitor.htm

Zählen Löcher in Halbleitern wirklich, da es sich nicht um physikalische Teilchen handelt?

Nun, das wird verwirrend, wenn man zur Halbleitertheorie kommt, und ich verstehe Ihr Problem. Ich kann einen sehr wichtigen Fall nennen. Bei der Arbeit mit Ladungspumpen im menschlichen Körper . An vielen Stellen in der Biologie ist der Ladungsfluss positiv. Wenn wir eine biomedizinische Modellierungsklasse für EE belegten, hatten wir oft einen positiven Ladungsfluss.

Wir können verrückter werden, was ist, wenn Sie Krebs haben? Es gibt viele Möglichkeiten, manchmal wählt man Strahlung. Photonenstrahlung existiert, was ist mit Protonenstrahlung ? Die Menge der von ihnen gesendeten Protonen wird in Ampere gemessen. Warum? Positiv geladene Teilchen pro Sekunde (genießen Sie das Wortspiel).

Der wichtige Teil, aus dem Ihr Partikel ein Problem macht. Wenn Elektronen positiv geladen wären, würden die meisten Menschen das Problem unter den Teppich kehren. Die Tatsache, dass sie negativ geladen sind, lässt die Leute darüber nachdenken, was es wirklich bedeutet.

Wenn man wirklich zur Physik kommt, ist es nur eine Zeichenkonvention und ein untergeordnetes Problem. Wenn Sie ihnen eine positive Ladung zuweisen möchten, tun Sie dies bitte, seien Sie intern konsistent und veröffentlichen Sie nichts, und niemand wird klüger sein.

Das Wichtigste ist, wenn Elektronen positiv geladen wären, hätten wir keinen annähernd so großen Namen für das Positron . Ich persönlich würde nicht in einer Welt leben, in der das Negatron ein Teilchen ist.

Neuronen ! @Kortuk berührte dies, indem er biologische Ladungspumpen erwähnte. Die Ladung wird in Stößen übertragen, die als Aktionspotentiale bezeichnet werden und durch eine lokale chemische Reaktion erzeugt werden, die die Ionenkonzentration (Na ⁺ )erhöhtund sich entlang von Neuronen fortbewegt (ok, es ist etwas komplizierter, aber ich denke, wir alle verstehen die Idee).

Galvanisieren ! Wir Elektronikfans wissen viel darüber aufgrund von PCB-Überzügen (Nickel, Gold, Gemische usw.), aber es wird in allen Bereichen der Industrie und Kunst verwendet: Galvanisieren, Vergolden und andere Metallabscheidungen dienen der Wasserabdichtung und dem Rostschutz , Phantasiefaktor, Färbung, Anodisierung, Leitfähigkeit als Zwischenschritt vor anderen Materialablagerungen wie Polymeren und chemischen Reaktivitätsänderungen (außer Rostschutz). Auch dies ist die Bewegung von Ionen. Es sind auch viele Elektronen beteiligt.

Stromfluss durch Ionentransfer in Rohrleitungen : In unseren städtischen Trinkwasserleitungen gibt es beispielsweise eine Ionenkonzentration (Chlor, Fluorid usw.). Während es durch die Rohre fließt, ist es Elektrizität, die Bewegung der Ladung und bereitet empfindlichen Magnetsensoren oft Schwierigkeiten.

Photonen erzeugen Ladungsunterschiede . Vom Radio bis zur Gammastrahlung nutzen wir das gesamte elektromagnetische Spektrum, indem wir elektrische Energie in Photonen und an der Empfangsantenne wieder in elektrische * umwandeln. Photonen erregen Valenzelektronen (werden absorbiert) mit genug Energie, um auf das Leitungsband zu treffen, wodurch ein Elektron-Loch-Paar entsteht. Es gibt andere Mechanismen, aber ich werde sie vermasseln, wenn ich versuche, sie zu erklären.

Viele Doohickeys und Dingamabobs sind nicht neutral geladen, und ihre Bewegung relativ zu einem differentiell geladenen Objekt erzeugt ein elektromagnetisches Feld. Die kanalisierte Gruppenbeschreibung dieses Effekts lautet Elektrizität. Elektronen sind überall und sehr leicht - sie sind einfach - also werden wir die meiste Zeit missbraucht, um die grunzende elektrische Arbeit zu verrichten.

* ^{Es wird daran gearbeitet, vollständig auf Photonik basierende Schaltkreise zu entwickeln, aber ich bin wirklich nicht die richtige Person, um sie vorzustellen.}

Ja, ich mag auch die Art und Weise, wie William Beaty erklärt: "In welche Richtung fließt der" Strom "wirklich?" und die Unterscheidung zwischen dem Fluss geladener Teilchen (fast immer sehr langsam) und dem Fluss elektrischer Energie (fast immer sehr schnell).

(Leider ist dies nicht wirklich eine Antwort auf Ihre Frage, sondern eine Antwort auf einige der Antworten darauf.)

Die einzige Möglichkeit, positive Ladungen in Bewegung zu versetzen (anstelle der Abwesenheit negativer Ladungen, wenn wir das differenzieren wollen), besteht darin, Atomkerne zu transportieren.

Ja, genau so bewegt sich die positive Ladung. In einem Protonenleiter wie Eis können Sie sich die sich bewegenden positiven Ladungen als Wasserstoffkerne vorstellen.

"In einer festen oder kristallinen Struktur ist der Fluss positiver Ladungen extrem langsam und möglicherweise schädlich."

Ja. Auch der Elektronenfluss ist überraschend langsam und oft schädlich. Die geladenen Teilchen, die sich durch Festkörper bewegen, sind typischerweise sehr kleine Elektronen in einem Metall, Protonen in einem Protonenleiter.

Andererseits fließen ziemlich große geladene Partikel - sowohl positive als auch negative - durch den Batterieelektrolyten (Flüssigkeit) und während der elektrischen Glimmentladung (Gas).

Leuchtstofflampen

Einige Leute behaupten, dass der Strom in Leuchtstofflampen tatsächlich der Elektronenfluss ist .

Ja, in dem kurzen Sekundenbruchteil, in dem eine "kalte" Röhre zum ersten Mal mit Strom versorgt wird, stehen nur Elektronen als geladene Teilchen zur Verfügung.

Beim ersten Starten einer "kalten" Röhre stehen der Kathode (weil sie aus Metall besteht) viele bewegliche "freie" Elektronen zur Verfügung, und dennoch hat die Röhre einen sehr hohen Widerstand.

Später nach dem Zünden eines Lichtbogens ( elektrische Glimmentladung) ), stehen während des normalen Betriebs einer Leuchtstofflampe oder eines Neonlichts viele geladene Ionen zur Verfügung. Da die Röhre zu diesem Zeitpunkt einen viel geringeren Widerstand hat, benötigen (a) Leuchtstoffröhren Ballast und (b) wir müssen den Schluss ziehen, dass der größte Teil des Stroms geladene Ionen und keine Elektronen enthält.

Wenn eine Leuchtstofflampe "mit Gleichstrom betrieben wird, ist der Startschalter häufig so angeordnet, dass die Polarität der Versorgung der Lampe bei jedem Start umgekehrt wird; andernfalls sammelt sich das Quecksilber an einem Ende der Röhre an." - Wikipedia

Dies ist ein Beweis dafür, dass sich geladene Quecksilberionen in einer Leuchtstofflampe physisch bewegen.

Im Plasma (das in verschiedenen technologischen Prozessen zum Abscheiden von Dünnfilmen und Ätzmitteln verwendet wird) leiten sowohl Elektronen als auch Ionen. Wie der Name schon sagt, verwenden Ionenkanonen Ionen, die im Vakuum unter Verwendung eines sehr starken elektrischen Feldes beschleunigt werden (ähnlich wie bei Kathodenstrahlröhrenanzeigen), um Material zu ätzen oder die Ionen in einem sehr kleinen Maßstab (Nano- bis Mikrometer-Maßstab) zu implantieren. .

Löcher in Halbleitern sind nur Elektronen. Es ist nur so, dass es in p-dotierten Halbleitern so viele unbewegliche Elektronen gibt, dass die Löcher auffallen und uns die Theorie machen lassen. In Wirklichkeit sind die Elektronen (die leere Löcher hinterlassen) immer noch die beweglichen Teile.

Abhängig von der Definition des Ladungsflusses:

Ihre Steckdosen und alles andere, was mit Wechselspannung zu tun hat. Die Elektronendriftgeschwindigkeit ist auf der Makroebene Null, auf der Mikroebene wackeln die Elektronen hin und her und haben daher zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Driftgeschwindigkeit ungleich Null. Die Energieübertragung erfolgt über EM-Wellen in Wechselstromkreisen. In der Praxis gibt es immer einen kleinen Gleichstromversatz, sodass ein gewisser Elektronenabdrift auf der Makroskala die Drähte hinuntergeht. Es ist jedoch nicht der primäre Mechanismus des Stromflusses und sehr langsam, wie ein Zoll pro Tag, abhängig vom Offset. Man kann zu Recht behaupten, dass Elektronen hier immer noch die Ladungsträger sind, aber ich würde das wohl nicht als Ladungsfluss bezeichnen.

Selbst wenn man nur an den Elektronenfluss unter Gleichspannung denkt, ist dies keine gute oder genaue Vorstellung. Die Geschwindigkeit der Elektronendrift ist sehr langsam, abhängig von der Spannung und natürlich dem Material, kann sie Zoll pro Stunde betragen . Natürlich wissen wir, dass sich "Elektrizität" viel schneller bewegt als dies, weil Strom das Ergebnis eines "Stoßes" der Ladung entlang des Leiters ist, anstatt dass ein bestimmtes Elektron den ganzen Leiter entlang "fließen" muss.

In Elektrolytkondensatoren sind die primären Ladungsträger Ionen.

Elektrolytkondensator.

In Dielektrikum fließen Ströme ...

Aluminium

Beim gängigsten Verfahren zur Umwandlung von natürlich vorkommendem Aluminium (vollständig oxidiertes AL2O3) in das nützlichere metallische Aluminium lassen die Arbeiter Aluminiumoxid in geschmolzenen Kryolith fallen, der freie Al3 + - und O2- -Ionen erzeugt. Dann zieht eine Spannung an zwei Kohlenstoffelektroden die Al3 + -Ionen an die negative Elektrode (Kathode), wo sie zu ungeladenem, reinem Al werden und nach unten sinken, wo sie abgegriffen werden.

(Aluminium ist das am häufigsten vorkommende Metallatom in der Erdkruste. Metallisches Aluminium ist heutzutage ein gängiges Haushaltsmaterial, das in vielen elektrischen Bauteilen verwendet wird, und bei der Herstellung von Aluminium wird ein erheblicher Teil der täglich erzeugten elektrischen Energie verbraucht Ist dies wirklich eine "alltägliche Komponente"?)