É do conhecimento geral que os elétrons fluem de negativo para positivo, mas notei que muitas vezes a direção da corrente é ignorada. Por exemplo, o resistor geralmente é colocado DEPOIS do LED ou o diodo é colocado de maneira oposta. Por que a direção do fluxo é freqüentemente desconsiderada na eletrônica?
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Respostas:
Os elétrons têm uma carga negativa. A corrente é Coulombs por segundo. Coulombs são positivos, então um coulomb se movendo em uma direção é realmente causado por elétrons se movendo na outra direção na meta.
Quando discutimos a corrente, estamos discutindo o fluxo de partículas de carga positiva. Se o fluxo de corrente é realmente composto de partículas negativas que fluem na direção oposta, não faz diferença, ou seja, dois negativos que se cancelam. É apenas um caso de matemática e convenção de sinais.
A única vez em que você presta atenção às transportadoras reais é em um semicondutor, onde você precisa saber o que está acontecendo quando viaja de transportadoras de elétrons nos "orifícios" da banda de condução. Os buracos são portadores de carga positiva, mas, como estamos contando a ausência de um elétron, a corrente real ainda é composta de muitos elétrons que vagam lentamente.
A corrente é sempre elétrons?
Na verdade, se você modelar sistemas elétricos no corpo, descobrirá que pode modelar com precisão um neurônio usando uma rede de transistores e tal. Grande parte da corrente está relacionada a íons como potássio. Isso significa que você realmente tem movimento de artigos com cobrança positiva. Ele ainda é desenhado como um esquema, porque não importa qual o portador de carga, desde que o seu esquema modele bem as propriedades elétricas.
O elétron está movendo a energia?
Muitas vezes, as pessoas pensam que seu poder que você está enviando é o elétron. Na realidade, você está enviando sinais eletromagnéticos. Você pode diminuir a velocidade do seu sinal (ou seja, a potência) propagando um longo par de fios (um sinal e outro o retorno do sinal) alterando o dielétrico entre eles. Isso significa que dois fios de cobre não blindados, apenas sentados no espaço, terão seu sinal de viagem próximo à velocidade da luz. Seu cabo coaxial provavelmente irá viajar muito perto de dois terços da velocidade da luz. Os elétrons à deriva são uma função do campo elétrico presente. Se você medisse a rapidez com que os elétrons estão flutuando, você o encontraria na ordem de alguns metros por segundo.fonte
Como você observou, as pessoas geralmente não sabem e não se importam. Felizmente, para 99% das pessoas lá fora, não importa. A convenção é que ela flui de + para - e é útil para todos os engenheiros seguir essa convenção simplesmente para facilitar a conversa com outros engenheiros.
As únicas pessoas para quem realmente importa são as pessoas que projetam chips (não as pessoas que projetam WITH chips) e alguns físicos. Algumas pessoas acreditam que isso é realmente importante, mas geralmente são os bêbados pedantes nas festas da fraternidade em que ninguém quer estar por perto.
Para o registro, o resistor limitador de corrente freqüentemente encontrado ao lado de um LED pode ir em ambos os lados do LED sem causar efeitos negativos.
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A única razão pela qual a direção atual é desconsiderada em cenários como esse é porque realmente não importa nesses cenários.
Não há corrente até que o circuito esteja completo e o circuito não esteja completo até você conectar o LED e o resistor. Uma vez que estes estejam conectados em série, não importa qual deles segue no circuito, uma vez que o objetivo do resistor é limitar a corrente no circuito e este último depende da soma das resistências do LED e do resistor (e outros parâmetros que não são alteradas quando você troca o resistor e o LED, então eu os ignoro nesta resposta) e essa soma não depende se o resistor está atrás do LED ou antes dele .
Então, sim, talvez ideologicamente seria melhor conectá-los em uma ordem específica para que a corrente "não atinja o LED diretamente, mas apenas através do resistor", mas praticamente não faz diferença. E acredite, nos casos em que faz diferença (como super alta voltagem, que faz com que o isolamento se quebre se a resistência for um pouco menor do que o necessário), ninguém desconsidera coisas que parecem menores. E não, eu não tenho ideia se a direção atual é muito importante em cenários de alta tensão.
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Posso retirar alguma teoria pedante dos meus estudos universitários? :)
Como os outros caras apontaram, a corrente que flui de um "mais" para um "menos" é apenas uma maneira convencional de representar o fenômeno. Isso se deve ao fato de os elétrons terem, por definição, uma carga negativa, e provavelmente esse fato em si é uma convenção que prefere dar um sinal positivo aos prótons que estão no núcleo do átomo. Então, lidar com valores negativos (que surgem da carga negativa blá blá blá) é irritante, daí a decisão de considerar a corrente como oposta ao movimento dos elétrons.
Uma história sobre potenciais e campos
Outro ponto de vista é que, sempre por causa da portadora de carga negativa, o potencial elétrico (que define tensões) é negativo onde há mais elétrons; portanto, é positivo onde os elétrons são menores, e você espera que a corrente flua do maior potencial para o menor, como os objetos quando estão caindo.
Isso não tem influência na ordem dos componentes no mesmo ramo de um circuito, pois a corrente (para o princípio dos campos conservadores e blá blá blá) é a mesma em todo o ramo. Para uma análise mais profunda, veja isso . Considere-o como um cano com água sob pressão: não importa (teoricamente) se uma turbina estiver antes ou depois de um gargalo, pois esta última terá em qualquer caso uma influência na quantidade de água que flui no cano.
O diodo
O diodo ainda é simples de entender o que ele faz (basicamente a corrente flui em uma direção e não na outra; coisas opostas para os elétrons) e mais complicado para entender por que isso acontece.
Buracos
E sobre a coisa dos "buracos", eles são usados porque na física dos semicondutores, e mais ao trabalhar com semicondutores dopados, existem materiais (ou melhor, materiais dopados) que possuem menos elétrons na banda de valência e levam elétrons de lugares próximos a banda de condução, criando a corrente. Mas isso é muito mais fácil se falar sobre buracos viajando na banda de condução
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