Электричество невидимо, и его природа кажется загадочной. Часто возникает путаница: люди думают, что электроны летят по проводам со скоростью света. В этом вопросе нам поможет разобраться Яна Малькова, ассистент отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета.
Что же движется на самом деле?
Электрический ток — это упорядоченное движение электронов. Однако сами электроны перемещаются очень медленно, со скоростью несколько миллиметров в секунду. Тогда почему при включении света лампочка загорается практически мгновенно?
Это происходит благодаря электромагнитному полю. Оно распространяется со скоростью, близкой к скорости света. Именно оно «толкает» электроны по всей цепи. Представьте стадион, где зрители делают «волну»: группы людей поочередно встают, поднимают руки и садятся. Каждый зритель почти не двигается с места, но волна пробегает по трибунам за секунды. Так и в проводе — электромагнитное поле передаёт энергию почти мгновенно, а электроны, в свою очередь, движутся крайне медленно.
Майкл Фарадей ещё в XIX веке обнаружил, что изменяющееся магнитное поле создаёт ток. Позже Джеймс Максвелл описал это математически, объединив электричество и магнетизм.
Что, если бы электроны летели со скоростью света?
Это открыло бы фантастические возможности: беспроводную передачу энергии на огромные расстояния. Пока это лишь мечта, но технологии вроде беспроводной зарядки делают её чуть ближе.
Главный «гонщик» в электричестве — не электроны, а электромагнитное поле. Именно оно делает возможным мгновенное включение света и работу всей энергосистемы.