Cкорость тока в проводниках?

[gul-kiev.livejournal.com]

Какая скорость тока в проводниках?
В интернетах найти не удалось - пишут либо "равна скорости света", либо "чуть меньше скорости света". Интересует, насколько всё-таки меньше - например, в меди при нормальных условиях. Иногда предлагают делить на коэффициент преломления, иногда на диэлектрическую проницаемость среды, иногда индуктивность упоминают... Как правильно?
Ток в медных проводах распространяется быстрее света в оптике или медленнее?

На всякий случай: я не имею ввиду скорость электронов, мне интересна скорость распространения электрического тока.

Comments

[renidere.livejournal.com]

А мне вот интересно, для этих электрончиков, движущихся на релятивистских скоростях, действует эта фигня с растягиванием времени? :)

[gul-kiev.livejournal.com]

Электрончики в проводнике перемещаются на миллиметры в секунду или даже меньше.
А вообще, "эта фигня с растягиванием времени" (то есть, теория относительности), конечно, применима ко всем объектам, движущимся с околосветовыми скоростями.
И в квантовой физике оно подтверждается: частицы с небольшим временем жизни успевают пролететь с околосветовой скоростью значительное расстояние из-за того, что их "субъективное" время замедленно по отношению к нашему.

[renidere.livejournal.com]

Ясен, мерси :)

[kraamis.livejournal.com]

>На всякий случай: я не имею ввиду скорость электронов, мне интересна скорость распространения электрического тока.

Гуманитария видно за версту.

[gul-kiev.livejournal.com]

Спасибо за ответ по существу. :-]

[sanitareugen.livejournal.com]

Да. Притом в Вас. Физик знает, что скорость распространения электрического импульса превышает скорость электронов в проводнике на несколько порядков.

[lanevn.livejournal.com]

Пока в этой ветке вы за главного гуманитария - подменить тезис своим и героически его опровергнуть - основной гуманитарный метод.

[btr-a.livejournal.com]

пару сантиметров в секунду

[gul-kiev.livejournal.com]

Вы точно хорошо прочитали последнюю строчку поста?

[btr-a.livejournal.com]

извините, я читаю с трудом, по слогам
особенно когда пишут люди, которые не читают что пишут

Какая скорость тока в проводниках? <> скорость распространения электрического тока.

скорость упорядоченного движения (тока) мала
а скорость распространения (скорость распространения фронта эм волны) = скорость света

[lanevn.livejournal.com]

Для кабелей есть параметр такой Nominal Velocity of Propagation - собственно оно и есть. У обычных проводов он 0.6-0.7 примерно. Во всяких особо дорогих сигнальных бывает и 0.9+. Соответственно первые медленнее оптоволокна, вторые быстрее.

[gul-kiev.livejournal.com]

О, спасибо.
Странно, что про скорость света в прозрачных средах знают все, а про скорость тока в проводниках найти информацию затруднительно.
Интересно, как её измеряют и от чего она зависит?
Пишут про Nominal Velocity of Propagation для витой пары - это, случайно, не то, во сколько раз удлинится провод из витой пары, если его размотать и распрямить? ;-)

Нашёл вот ещё коэффициент укорочения (http://ru.wikipedia.org/wiki/Коэффициент_укорочения) - это не оно же? Но там как-то зависит от ёмкости и индуктивности, это больше похоже на инженерно-технический показатель для проектирования цепей, чем на скорость распространения э-м волн в проводнике.

[ikaktys.livejournal.com]

та же самая зависимость как и скорость света в прозрачных материалах, при коэффициенте преломления стекла 1.4-1.5 и скорость света в этом стекле будет в 1.4-1.5 раза ниже чем в вакууме.

[lanevn.livejournal.com]

В этой же статье и написано, что в принципе то же самое, просто инвертированный коэффициент. Емкость и индуктивность как раз логичны - в конце концов это и есть характеристики поведения электрического поля в проводнике. Как пример, кустарный метод заставить трехфазный двигатель работать на одну фазу как раз и состоит в том, чтобы сдвинуть фазу дополнительной емкостью/индуктивностью.

[tt-rex.livejournal.com]

у электронов в проводнике - метры в секунду, у электрического поля - скорость света, если оно распостраняется в вакууме.

[gul-kiev.livejournal.com]

Спасибо, кэп. :)
Но я спрашивал про скорость распространения эл. тока в проводнике, например, в меди.

[tt-rex.livejournal.com]

вы сперва разберитесь что вам на самом деле интересно. если скорость носителей заряда - то метры в секунду, если скорость распостранения сигнала, то это скорость электромагнитного поля.

[riazhenka.livejournal.com]

По идее, скорость распростарнения эдектромагнитной волны будет равна скорости света в вакууме, деленной на коэф. преломления среды, т.е. пространства внутри кристаллов. Поскольку внутри кристаллов не вакуум, скорость будет меньше скорости света в вакууме.

[gul-kiev.livejournal.com]

Говорят (http://refractiveindex.info/?group=METALS&material=Copper), что коэф. преломления меди 0.33 при λ=1 мкм. Но ведь скорость эл. тока не может быть втрое больше скорости света в вакууме?

[sanitareugen.livejournal.com]

Провод представляет собой пример "длинной линии". Он имеет собственную ёмкость и индуктивность. И то, и то замедляет распространение импульса тока. Для витой пары задержка составляет 4.5-5 нс/м (скорость распространения сигнала 68%-72% скорости света). Для коаксиального провода сильно зависит от типа материала и конструкции кабеля, для более распространённых 60%-70% от скорости света, для высокоскоростных приближается к 90%. Для оптоволокна равна скорости света в стекле, которая меньше скорости в вакууме, отношение скоростей равно коэффициенту преломления и для массовых изделий составляет 65%-70% от скорости света.

[gul-kiev.livejournal.com]

Иными словами, скорости распространения импульса в типичном проводнике и в типичном оптоволокне почти совпадают. Спасибо.
Меня только немного смущает индуктивность и ёмкость. Мне кажется, они не задерживают сигнал, а меняют фазу. Ведь ёмкостью/индуктивностью нетрудно и на секунду фазу сместить, но это же не будет задержка в распространении эм-волны, это просто производная или, соответственно, первообразная, так ведь?

Чтобы лучше разобраться, попробую изменить вопрос. Если представить себе громадный кусок проводника (например, меди), эдакое медное пространство - с какой скоростью в нём будет распространяться эм волна? В таком случае мы ведь уже не сможем говорить о ёмкости и индуктивности. Или сможем?

[dibr.livejournal.com]

Что касается физики - луркать "двухпроводную линию", из меди она, из сверхпроводника, или из пеньковых верёвок, пропитанных "тверским тёмным" - до определённых пределов неважно, важнее что вокруг проводников.
Если я не ошибаюсь, в идеальном случае замедление относительно "цэ" будет только за счёт показателя преломления среды (корень из произведения магнитной и диэлектрических проницаемостей среды), то есть "редко когда больше двойки" (с учётом того, что в "открытой" линии заметная часть поля один фиг висит в воздухе, а в коаксиальной линии нечасто используют "плотные" диэлектрики, наоборот - стараются, например, "вспенить" диэлектрик для уменьшения потерь).

Скорость в результате получается соразмеримой с "оптикой": в "оптике" свет летит "почти по прямой в диэлектрике" (световодные моды, если я не ошибаюсь, всё-таки немного "косые"), то есть замедление связано в основном с тем же показателем преломления. Но поскольку в проводной линии ЭМВ и летит хоть чуть-чуть, но "прямее", и диэлектрик там можно подобрать неплотный (вспененный, например) - проводную линию в принципе можно "разогнать" быстрее оптической. Не по throughput, конечно, а по latency :-)

[gul-kiev.livejournal.com]

Наконец-то что-то становится понятно, спасибо! :)

[gul-kiev.livejournal.com]

Если можно, задам ещё пару дополнительных вопросов для ясности.

Поскольку ток фактически распространяется в среде вокруг проводника, должна ли быть эта среда прозрачной для э-м волн с частотой тока? Например, если частота переменного тока очень высока и соответствует видимому спектру (передают ведь как-то 10G по меди), будет ли проходить этот ток при непрозрачном изоляторе?

И второй вопрос. Какое примерно пространство вокруг проводника задействовано в передаче этих э-м волн? Например, обычная домашняя проводка, двойной провод, 220 V, 50 Hz, пусть 1 kW. С одной стороны, волны ведь очень длинные, в миллиметры изоляции не поместятся, а с другой - вроде как, и зарегистрировать их на расстоянии трудно, и повлиять на этот ток, изменяя параметры вокруг провода, тоже.

[imfromjasenevo.livejournal.com]

подозреваю, что скорость распространения тока по проводу зависит от устройства цепи, т.е. удельной емкости и сопротивления данного кабеля.