В интернете встретил такую задачку:

Задачка под спойлером:

Спойлер

Предположим, что в городе-герое Москве имеется некая розетка, самая такая обычная розетка, которые есть и у Вас дома. Так же предположим, что мы протянули провода из Москвы во Владивосток и подключили во Владивостоке лампочку (опять же, лампа совершенно обычная, такая же освещает сейчас комнату и мне, и Вам). Итого, что мы имеем: лампочка, присоединенная к концам двух проводов во Владивостоке и розетку в Москве. Теперь вставим «московские» провода в розетку. Если мы не будем учитывать массу всяких условий и просто предположим, что лампочка во Владивостоке загорелась, то попробуйте предположить, доберутся ли электроны, которые в данный момент находятся в розетке в Москве в нить накала лампочки во Владивостоке? Что случится, если мы подключим лампочку не к розетке, а к аккумулятору?

Мой ответ на эту задачу:

Да, в обоих случаях электроны доберутся до лампочки. Так как если лампочка светится то через неё течет ток, а ток направленное движение электронов, следовательно электроны из розетки в Москве доберутся до лампочки во Владивостоке

Но в комментариях почти всё пишут что электроны не доберутся.....так каков будет правильный ответ?

Лампочка вр Владивостоке загорится, но московские электроны так в Москве и останутся, т.е. вряд ли они доберутся даже до кольцевой линии.

Не понял, а как так?
Обьясните пожалуйста почему

Выбираем индустриальные и медицинские источники питания MEAN WELL в открытом исполнении

Использование модульных источников питания открытого типа широко распространено в современных устройствах. Присущие им компактность, гибкость в интеграции и высокая эффективность делают их отличным решением для систем промышленной автоматизации, телекоммуникационного оборудования, медицинской техники, устройств «умного дома» и прочих приложений. Рассмотрим подробнее характеристики и особенности трех самых популярных вариантов AC/DC-преобразователей MW открытого типа, подходящих для применения в промышленных устройствах - серий EPS, EPP и RPS представленных на Meanwell.market.

Подробнее>>

Ну, спустя какое-то время (минуты? дни? годы? -- трудно сказать, не зная среднюю скорость дрейфа электронов при заданном токе) какая-то доля электронов таки из одного города в другой доберётся. Но не сразу -- это факт. Равно как и лампочка загорится не сразу после включения, а спустя время равное отношению расстояния между городами к волновой скорости распространения волны в длинных проводах.

Ну насколько я помню из школьного курса физики, электрическое поле распространяется со скоростью света, а вот электроны в металлах движутся достаточно медленно (скорость порядка миллиметров в секунду). Если не ошибаюсь, это объясняется влиянием положительно заряженных узлов металлической решетки. Как-то так.

Мне нечего добавить к ответам выше. Просто понаставил плюсиков.

Да, скорость движения электронов в металлах – несколько миллиметров в секунду.
Но под воздействием электрического поля все электроны в проводе "проталкиваются" как-бы волной, скорость которой приближается к световой.
Аналогия: вспомните железную дорогу. Локомотив с разгона толкает состав из ста вагонов. Первый вагон толкает второй, и так далее, весь состав. Каждый вагон сдвинулся буквально на полметра, но удар (волна) доходит до последнего вагона с гораздо бОльшей скоростью.
Так же и с электронами.

Всё, теперь "электроны" и до меня дошли и я понял
Всём огромное спасибо за ответы

Тем не менее, скорость распространения волны (читай: импульса включения) в длинной линии существенно меньше скорости света и равно V = 1 / sqrt( L_п * C_п ), где L_п и C_п погонные ёмкость и индуктивность. Именно поэтому в телекоммуникациях стараются перейти с электрических на оптические носители информации.

Ну что, давайте по хардкору?

Начальные допущения:

1. Расстояние от Москвы до Владивостока - примерно 9141 км.

2. Провода у нас обычно медные. Удельное сопротивление хорошей меди - 0,01724 Ом·мм²/м. Более-менее практичный провод - максимум 1.5 мм² сечением. Стоит он 17 руб./метр (двухжильный).

3. Средняя скорость направленного движения электронов в металле составляет 8.4 см. в час.

4. Средний срок службы лампочки накаливания - 1000 часов.

5. Примем, что ток выпрямляется, ибо при переменном токе электроны при такой скорости, ясное дело, никуда не дойдут - направление поля меняется, и они дрожат на месте. То есть, на такое расстояние они не дойдут 100%. Разве только за счет диффузии, но шанс этого пренебрежимо мал.

***

Тогда: сопротивление медных проводов до Владивостока - 2*((0.01724*9141000)/1.5) = 210 кОм. Стоить они будут 155.3 млн. руб. - стройка века!

Мораль: чтобы лампочка загорелась, она должна быть неоновой. Неоновые лампы включаются в сеть как раз примерно через такое сопротивление.

А идти туда электроны будут 914100000/8.4 = 12 тыс. лет.

Вывод: не дойдут.

1. На переменном токе не дойдут, т.к. в этом случае они по сути стоят на месте.
2. На постоянном токе не дойдут, так как время путешествия будет превышать ресурс лампочки. Цепь разорвется раньше, чем они дойдут.

Такие дела, да.

Да сходите по приведенной ссылке, там все разжевано.

Вот это ключевой момент, я про него совсем забыл. На частоте 50 Гц амплитуда движения конкретно взятого электрона будет 10^-4 мм, то есть 10^-7 м!

YS
Спасибо!


Спасибо за ссылку

Не за что.