Ми знаємо, що окремий електрон рухається всередині дроту дуже повільно. За годину він зміщується на декілька міліметрів.
Але чому тоді при натисканні вимикача лампочка в іншому кінці кімнати загоряється майже миттєво. Невже якийсь електрон за частку секунди встигає пролетіти через увесь дріт? Звісно, ні. Пояснення зовсім інше.
Уявіть довгу трубу, повністю заповнену кульками. Варто штовхнути першу кульку — і майже одразу з іншого кінця висунеться остання. При цьому жодна кулька не пролітає через всю трубу. Передається лише поштовх.
З електричним колом відбувається дуже схожа історія. Дріт уже заповнений величезною кількістю вільних електронів. Після замикання кола електричне поле дуже швидко поширюється вздовж усього провідника. Воно майже одночасно починає діяти на електрони по всій довжині дроту, тому вони майже одночасно починають зміщуватися в одному напрямку.
Саме тому не потрібно чекати, поки електрон «добіжить» від батарейки до лампочки. Біля лампи вже є свої вільні електрони, і щойно до них доходить дія електричного поля, вони також починають рухатися.
Електрони рухаються дуже повільно. Але електричне поле поширюється вздовж провідника зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Саме тому лампочка загоряється практично одразу після натискання вимикача, хоча жоден окремий електрон ще не встиг пройти весь шлях від батарейки до лампи.
Отже, в електричному колі швидко рухається не сам електрон, а поширюється електричне поле. Саме воно майже одночасно змушує вільні електрони по всьому провіднику почати напрямлений рух і переносити енергію до електричних приладів.
Але що визначає силу цього електричного поля? Чому одна батарейка створює напругу 1,5 вольта, автомобільний акумулятор — 12 вольт, а лінія електропередач може працювати під напругою сотень тисяч вольт?
Додаткову інформацію дивись на сторінці “Світ електрики“.