哪些日常成分涉及不是电子的电荷流?


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我喜欢这样的解释:为什么常规电流与电子电流的方向相反没有什么问题。它提到电池和荧光灯泡是电流不是电子流动的两种情况。(以及人类中的离子流和水冰中的质子流,尽管它们不是电子成分。)还有哪些其他电子成分包含不是电子的电荷流?这会发生在电解电容器的电解质中吗?

通过主题电子理论,我们知道金属容易发射电子,而半导体和电解质则很难发射电子。实际上,电解质中的电子不是自由的,而是被离子束缚的http://www.electronics-tutorials.com/basics/polarization-capacitor.htm

因为它们不是物理粒子,所以半导体中的空穴真的有价值吗?


@reemrevnivek,可以认为孔仍然是电流。
2011年

获得正电荷移动的唯一方法(而不是没有负电荷,如果要进行区分的话)是通过传输原子核。在固体或晶体结构中,这将非常缓慢,并且可能会损坏。
尼克T

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@尼克:我认为那不一定是真的。可移动电荷不必与固体相同。该链接描述了例如水冰中的质子流。大多数电流“极其缓慢”。
endlith 2011年

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@tyblu:在荧光灯管中,有正离子流。它们使用交流电运行,因为直流电会导致所有汞离子积聚在管子的一端。
endlith 2011年

1
@reemrevnivek:AFAIk,半导体中的空穴流实际上不是正电荷流,它仍然是电子流,但这不是由于自由电子(这也是空穴通常具有较低迁移率的原因)
Alex

Answers:


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现在,当您接触到半导体理论时,确实会感到困惑,而且我了解您的问题。我可以举一个非常重要的案例。在人体中使用电荷泵时。在生物学的许多地方,电荷流是正的。在参加EE的生物医学建模课程时,我们经常会有正电荷流。

我们会变得更疯狂,如果您得了癌症怎么办?有很多选择,有时您会选择辐射。存在光子辐射,质子辐射呢?他们发送的质子数量以安培为单位。为什么?每秒带正电的粒子(享受双关语)。

您的粒子在这里很重要,因此很重要。如果电子带正电,那么大多数人会把问题扫到地毯下。他们带负电的事实使人们思考它的真正含义。

如果您真的不懂物理学,那只是一个符号惯例,是一个小问题。如果您想给他们分配正面费用,请这样做,内部保持一致,不要发布任何东西,没有人会更明智。

最重要的是,如果电子带正电,我们将没有正电子的名字。我个人不会生活在一个负离子是粒子的世界中。


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我给你的答案+2反负电子投票。
tyblu 2011年

我真正在问的是电气部件,而不是人体。链接的文章中已经介绍了人体。电池,荧光灯管……
Endolith 2011年

@endolith,我们每天使用的电气电路都使用电子设备。我们使用的金属是电子流。没有办法解决,质子形成晶格的一部分,电子可以自由移动。
2011年

电池是电气组件,是电路的一部分。在电池中,电流由正离子和负离子组成,而不是电子。孤质子和离子化的原子当然能够在电路中移动。
endlith 2011年

@endolith,您知道电池盒,我认为这是您文章中第一个示例。我列举了其他一些流程示例。
2011年

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神经元@Kortuk提到生物电荷泵时碰到了这一点。电荷以突发的方式被称为动作电位,这种动作是由局部化学反应产生的,该反应会增加离子浓度(Na +)并沿着神经元传播(好吧,这要复杂得多,但我想我们都明白了)。

电镀!我们的电子爱好者对PCB镀层(镍,金,混合物等)了解得非常多,但是它已在各行各业中使用:镀锌,镀金以及其他用于防水,防锈的金属沉积,花式因子,着色,阳极氧化,电导率,是其他材料(如聚合物)沉积和化学反应性改变(除防锈剂)之前的中间步骤。同样,这是离子的运动。也有很多电子参与其中。

由于管道中的离子转移而产生的电流:例如,在我们城市的饮用水管道中,存在离子浓度(氯,氟化物等)。当它流过管道时,它就是电流,电荷的运动,并经常给灵敏的磁传感器带来麻烦。

光子产生电荷差。从无线电到伽玛射线,我们通过将电能转换为光子,然后在接收器天线处转换为电* 来利用整个电磁频谱。光子以足够的能量激发价电子(被吸收)以击中导带,从而形成电子-空穴对。还有其他机制,但是如果我试图解释它们,我会把它们搞砸。

许多doohickeys和thingamabobs具有非中性电荷,并且它们相对于带差电荷的物体的运动会产生电磁场。这种影响的渠道描述是电。电子无处不在,而且真的很轻-它们很容易-因此我们大多数时间都将其滥用于做笨拙的电子工作。

* 正在做一些完全基于光子学的电路的工作,但是我真的不是引进它的合适人选。


水管中的电流从哪里来?水中的氯和氟经常被讨论,因为这是添加剂中的“活性”部分,但是那些负离子通常会与一些正离子结合在一起,使其成为中性。钠,钾,水合氢(酸)等
尼克T

我不确定我会数光子,但我总是忘记电镀。+1,用于寻找一种在帖子中添加电磁频谱的方法。
Kortuk'3

1
@NickT,团体收费的确确实会随着时间的流逝而中和,但是通常在水管中是中立的-至少在本地是这样。个人经验是一个本科生项目,用于绘制〜km ^ 2的磁场,以了解NINT某些新型的新型纳米技术设备需要什么样的屏蔽和管道重新布置
tyblu 2011年

4

是的,我也喜欢威廉·比蒂(William Beaty)解释的 方式:“电”真正以哪种方式流动? 以及带电粒子流(几乎总是非常慢)和电能流(几乎总是非常快)之间的区别。

(A,这实际上不是对您问题的答案,而是对某些问题的回答)。

获得正电荷移动的唯一方法(而不是没有负电荷,如果我们要对其进行区分的话)是通过传输原子核。

是的,正电荷就是这样移动的。在质子导体(例如冰)中,您可以将移动的正电荷视为氢核。

“在固体或晶体结构中,正电荷的流动将非常缓慢,并且可能会损坏”

是。同样,电子的流动也出奇地缓慢,并且经常损坏。穿过固体的带电粒子通常很小-金属中的电子,质子导体中的质子。

另一方面,带正电和带负电的相当大的带电粒子会流过电池电解质(液体)和辉光放电(气体)。

荧光灯

有人声称,荧光灯中的电流确实是电子的流动

是的,在首次向“冷”管通电时的短暂瞬间,电子是唯一可用的带电粒子。

第一次启动“冷”管时,阴极(因为它是金属)具有大量可移动的“自由”电子,但是该管具有很高的电阻。

后来,在撞击电“电弧”(辉光放电)之后,在荧光灯或霓虹灯的正常运行过程中,会有许多带电离子可用。由于当时的灯管电阻要低得多,(a)荧光灯管需要镇流器,(b)我们得出的结论是,大多数电流都涉及带电离子而不是电子。

当荧光灯“由直流电操作时,启动开关通常布置成在每次启动时都反转灯的电源极性;否则,汞会积聚在灯管的一端。” - 维基百科

这证明带电的汞离子会在荧光灯中物理移动。


我们的质子移动非常快,尽管它们确实会破坏晶体结构,但任何电子方式都无法发挥如此大的作用。
Kortuk'3

当代的热门话题是:质子在“固体电解质”和“固体酸”燃料电池中流动。这些是质子导体固体,专为大质子流而设计,无需破坏性击穿。车用酸主要是质子导体,因为该酸的+ H离子具有比同等数量的负硫酸根离子更高的迁移率。但是酸性燃料电池电解质(如果是固体的话)不具有负离子迁移率,因为更大的负离子被捕获在固体晶格中。
wbeaty

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在等离子体中(用于沉积薄膜和蚀刻东西的各种技术过程中),电子和离子都可以导电。离子枪的名字意味深长的电场(类似于阴极射线管显示器的工作方式)使用在真空中加速的离子,以蚀刻掉材料或以很小的规模(纳米至微米级)注入离子。 。

半导体中的空穴只是电子。只是在p掺杂的半导体中有这么多不可移动的电子,以至于空穴使我们脱颖而出。实际上,电子(在它们后面留有空洞)仍然是运动的部分。


3

根据“费用流”的定义:

您的墙壁插座和任何其他涉及交流电压的东西。在宏观水平上,电子漂移速度为零,在微观水平上,电子来回摆动,因此在特定时间点的漂移速度为非零。能量通过交流电中的EM波传递。实际上,总会有一个小的直流偏移,因此会有一些“宏观”电子沿导线漂移。但是,它不是电流的主要机制,并且非常慢,取决于偏移量,每天大约一英寸。您可以正确地辩称电子仍然是此处的载流子,但我想我不会将其描述为电荷流。

即使将电流纯粹看作是直流电压下的电子流动,也不是很好的方法或准确的方法。电子漂移速度非常慢,这取决于电压,当然也取决于材料,每小时可以是英寸。当然,我们知道“电”的移动速度比这快得多,这是因为电流是沿电荷沿导体“冲撞”电荷的结果,而不是要求特定的电子一直沿导体向下“流动”。

在电解电容器中,主要的电荷载体是离子。


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电解电容器。

电介质中有电流“流动”。


您能详细说明一下吗?“电解质通常是水溶液中的硼酸或硼酸钠”。金属导体接触电解质,然后电解质接触氧化物层?离子是负离子还是正离子?他们什么时候流?
endlith 2011年

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在将天然存在的铝(完全氧化的AL2O3)转化为更有用的金属铝的最常见过程中,工人将氧化铝滴入熔融的冰晶石中,生成自由的Al3 +和O2-离子。然后,两个碳电极之间的电压将Al3 +离子吸引到负极(阴极),在该处变成不带电的纯液体Al,并沉入底部,在此被抽出。

(铝是地壳中最丰富的金属原子。金属铝现在是一种常见的日常家用材料,用于许多电子组件中,并且制造铝的过程中消耗了每天产生的所有电能中的很大一部分。但是这真的可以视为“日常工作”吗?)

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