Hogyan alakul ki a feszültség a vezetékben, mi ennek a fizikai magyarázata?

A kábelben az elektromágneses tér az, ami fénysebesség körül felépül, és ez mozgatja az elektronokat. Impulzus-szerűen kell elképzelni, mint amikor a tenger úgy hullámzik, hog közben a vízmolekulák átlagosan alig haladnak előre.

A feszültség definíció szerint az elektromos mező munkavégző-képessége, azaz hogy egységnyi idő alatt mennyi elektron folyik át a vezetőn. Ez azt az erővektort jellemzi, ami löki előre haladási irnyban az áramot. Vízvezetékes hasonlatnál ez jelenti a víznyomást.

Nem véletlenül nem érted, #1-es válaszoló kicsit eltévedt a rengetegben.

Kezdjük az elején: a feszültség az töltés szétválasztottsági állapot. Nem kell mozogniuk a töltéseknek, a feszültség akkor is létezik. És ez nem a vezetékben jön létre, a vezeték csak továbbítja, odavezeti a felhasználás helyére. A generátorból, vagy a galvánelemből, etc.

A vezeték ahhoz kell, hogy a töltések mozoghassanak arra, amerre a feszültség mozgatni akarja őket. Na ez már az áram.

Másrészt a főcímben szereplő "hogyan alakul ki a feszültség a vezetékben" kérdésedre inkább azt mondanám, hogy feszültség nem egy darab vezetékben alakul ki [általában*]. A töltések szétválasztása után a két térrészről külön-külön vezetékkel visszük a felhasználás helyére a két térrész potenciálját, és feszültség e két odavitt vezető végei között van, az a potenciál különbség a feszültség. Ezt a két "pólust" csatlakoztatjuk az elektromos készülékünkhöz, hogy használhassuk a feszültség #1-es által emlegetett munkavégző képességét.

* [Nyilván tudok létrehozni olyan speciális összeállítást, ahol az elektromágneses tér egy szál vezeték két vége között hozza létre a töltésszétválasztottsági állapotot (azaz a feszültséget), de nem ez az általános gyakorlat a feszültség létrehozásával kapcsolatban.]

"Hogy van az hogy az elektronok csigalassúsággal mozognak a vezetékben, a feszültség és az áram mégis szinte a fénysebességgel megegyező gyorsasággal halad"

Számomra erre az a legszemléletesebb példa, amikor fogsz egy műanyag csövet, és csurig megtöltöd golyókkal. Majd az egyik szélén az egyik golyót benyomod a csőbe, szép lassan. A golyók lassan mozognak, mégis a másik oldalán azonnal elkezd a szélső golyó kifelé jönni a csőből.

A vezetékben az történik, hogy a töltéseket mozgató elektromos tér terjed fénysebességgel, azaz az a hatás, ami az elektronok mozgásáért felelős, nagyon gyorsan terjed, így az elektronok is hamar elkezdenek mozogni a vezetőben. Még ha lassan is.

Az elektromágneses kölcsönhatás „forrása” az elektromos töltés (csak elektromos töltéssel rendelkező részecskék között hat).

A közvetítő részecske a foton (gamma-részecske).

Ez nyilván az adott közegre jellemző fénysebességgel közlekedik.

A #6-os kommentemet még egy kis ábrával egészíteném ki.

[link]

Kékkel vannak jelölve a kölcsönhatást közvetítő bozonok. Legfelül van az elektromágneses kölcsönhatást közvetítő foton.