Quels composants quotidiens impliquent des flux de charge qui ne sont pas des électrons?

J'aime cette explication de pourquoi il n'y a rien de mal à ce que le courant conventionnel soit la direction opposée au courant d'électrons . Il mentionne les batteries et les ampoules fluorescentes comme deux cas où le courant n'est pas un flux d'électrons. (Ainsi que le flux ionique chez les êtres humains et le flux de protons dans la glace d'eau, bien que ce ne soient pas des composants électriques.) Quels autres composants électriques impliquent des flux de charge qui ne sont pas des électrons? Cela se produit-il dans l'électrolyte des condensateurs électrolytiques?

De la théorie des électrons, nous savons que les métaux émettent facilement des électrons et que les semi-conducteurs et les électrolytes les émettent très difficilement. Les électrons dans l'électrolyte ne sont en effet pas libres mais sont liés en ions . http://www.electronics-tutorials.com/basics/polarization-capacitor.htm

Les trous dans les semi-conducteurs comptent-ils vraiment, car ce ne sont pas des particules physiques?

Maintenant, cela devient confus lorsque vous arrivez à la théorie des semi-conducteurs, et je comprends votre problème. Je peux citer un cas très important. Lorsque vous travaillez avec des pompes de charge dans le corps humain . Dans de nombreux endroits de la biologie, le flux de charge est positif. Lorsque nous prenions une classe de modélisation biomédicale pour l'EE, nous avions souvent un flux de charge positif.

Nous pouvons devenir plus fous, et si vous avez un cancer? Il existe de nombreuses options, parfois vous choisissez un rayonnement. Le rayonnement photonique existe, qu'en est-il du rayonnement protonique ? La quantité de protons qu'ils envoient est mesurée en ampères. Pourquoi? Particules chargées positivement par seconde (profitez du jeu de mots).

La partie importante ici de votre particule fait problème. Si les électrons étaient chargés positivement, le problème serait balayé sous le tapis par la plupart des gens. Le fait qu'ils soient chargés négativement incite les gens à réfléchir à ce que cela signifie vraiment.

Si vous vous attelez vraiment à la physique, ce n'est qu'une convention de signe et c'est un problème subalterne. Si vous souhaitez leur attribuer une charge positive, veuillez le faire, soyez cohérent en interne et ne publiez rien et personne ne sera le plus sage.

La chose la plus importante est que si les électrons étaient chargés positivement, nous n'aurions pas autant de nom pour le positron . Personnellement, je ne vivrais pas dans un monde où le négatron est une particule.

Neurones ! @Kortuk a touché cela en mentionnant les pompes de charge biologiques. La charge est transférée en rafales appelées potentiels d'action , créées par une réaction chimique locale qui augmente la concentration ionique (Na ⁺ ) et se déplace le long des neurones (ok, c'est un peu plus compliqué que cela, mais je pense que nous avons tous l'idée).

Galvanoplastie ! Nous, les mordus de l'électronique, savons beaucoup de choses à ce sujet en raison du placage de PCB (nickel, or, mélanges, etc.), mais il est utilisé dans tous les secteurs de l'industrie et des arts: la galvanisation, le placage à l'or et d'autres dépôts métalliques sont effectués pour l'étanchéité, la protection contre la rouille , facteur de fantaisie, coloration, anodisation, conductivité, comme étape intermédiaire avant le dépôt d'autres matériaux comme les polymères et les changements de réactivité chimique (autres que la protection contre la rouille). Encore une fois, c'est le mouvement des ions. Il y a aussi beaucoup d'électrons impliqués.

Flux de courant dû au transfert d'ions dans les canalisations : par exemple, dans nos canalisations d'eau potable de la ville, il y a une concentration d'ions (chlore, fluorure , etc.). Pendant qu'il s'écoule à travers les tuyaux, c'est de l'électricité, le mouvement de charge, et crée souvent des problèmes pour les capteurs magnétiques sensibles.

Les photons créent des différentiels de charge . De la radio aux rayons gamma, nous utilisons tout le spectre électromagnétique en transformant l'énergie électrique en photons, puis en électrique * à l'antenne du récepteur. Les photons excitent les électrons de valence (sont absorbés) avec suffisamment d'énergie pour frapper la bande de conduction créant une paire électron-trou. Il y a d'autres mécanismes, mais je vais les bousiller si j'essaie de les expliquer.

De nombreux doohickeys et thingamabobs ont une charge non neutre, et leur mouvement par rapport à un objet à charge différentielle crée un champ électromagnétique. La description canalisée et groupée de cet effet est l'électricité. Les électrons sont partout et vraiment légers - ils sont faciles - donc nous les abusons pour faire le gros travail électrique la plupart du temps.

* ^{Il y a du travail en cours pour fabriquer des circuits entièrement basés sur la photonique, mais je ne suis vraiment pas la bonne personne pour le présenter.}

Oui, j'aime aussi la façon dont William Beaty explique "De quelle manière l '" électricité "circule-t-elle vraiment?" et la distinction entre le flux de particules chargées (presque toujours très lent) et le flux d'énergie électrique (presque toujours très rapide).

(Hélas, ce n'est pas vraiment une réponse à votre question, mais une réponse à certaines réponses).

La seule façon de faire bouger des charges positives (au lieu de l'absence de charges négatives, si nous voulons différencier cela) est de transporter des noyaux d'atomes.

Oui, c'est exactement ainsi que la charge positive se déplace. Dans un conducteur de protons comme la glace, vous pouvez considérer les charges positives mobiles comme des noyaux d'hydrogène.

"Dans une structure solide ou cristalline, le flux de charges positives sera extrêmement lent et peut-être dommageable"

Oui. En outre, le flux d'électrons est également étonnamment lent et souvent dommageable. Les particules chargées qui se déplacent à travers les solides sont généralement très petites - des électrons dans un métal, des protons dans un conducteur de protons.

D'un autre côté, des particules chargées assez importantes - à la fois positives et négatives - circulent dans l'électrolyte de la batterie (liquide) et pendant la décharge électrique luminescente (gaz).

ampoules fluorescentes

Certaines personnes affirment que le courant dans les ampoules fluorescentes est en effet le flux d'électrons .

Oui, pendant la brève fraction de seconde lors de la première mise sous tension d'un tube "froid", les électrons sont les seules particules chargées disponibles.

Lors du premier démarrage d'un tube "froid", la cathode (car elle est en métal) dispose de nombreux électrons "libres" mobiles, et pourtant le tube a une très haute résistance.

Plus tard, après avoir frappé un "arc" électrique ( décharge électrique luminescente ), pendant le fonctionnement normal d'une ampoule fluorescente ou d'une lampe au néon, il y a beaucoup d'ions chargés disponibles. Étant donné que le tube a une résistance beaucoup plus faible à ce moment-là, (a) les tubes fluorescents nécessitent un ballast, et (b) nous sommes amenés à conclure que la plupart du courant implique des ions chargés plutôt que des électrons.

Lorsqu'une lampe fluorescente "fonctionnait à partir du courant continu, l'interrupteur de démarrage est souvent agencé pour inverser la polarité de l'alimentation de la lampe chaque fois qu'elle est allumée; sinon, le mercure s'accumule à une extrémité du tube". - Wikipédia

Cela prouve que les ions mercure chargés se déplacent physiquement dans une lampe fluorescente.

Dans le plasma (utilisé dans divers procédés technologiques pour déposer des films minces et graver des trucs), les électrons et les ions font la conduction. Les pistolets à ions, comme leur nom l'indique, utilisent des ions accélérés dans le vide en utilisant un champ électrique très string (d'une manière similaire au fonctionnement des écrans à tube cathodique) pour graver le matériau ou implanter les ions à très petite échelle (échelle nano à micrométrique) .

Les trous dans les semi-conducteurs ne sont que des électrons. C'est juste qu'il y a tellement d'électrons immobiles dans un semi-conducteur dopé p que les trous se détachent et laissez-nous faire la théorie. En réalité, les électrons (laissant des trous vides derrière eux) sont toujours les pièces mobiles.

Selon la définition du «flux de charge»:

Vos prises murales et tout autre élément impliquant une tension alternative. La vitesse de dérive des électrons est nulle au niveau macro, au niveau micro les électrons oscillent d'avant en arrière et ont donc une vitesse de dérive non nulle à un moment donné. L'énergie est transférée via les ondes EM dans les circuits alternatifs. En pratique, il y a toujours un petit décalage CC, il y a donc une dérive d'électrons à «macro-échelle» le long des fils. Cependant, ce n'est pas le mécanisme principal du flux de courant et est très lent, comme un pouce par jour en fonction du décalage. Vous pouvez, à juste titre, affirmer que les électrons sont toujours porteurs de charge ici, mais je suppose que je ne décrirais pas cela comme un flux de charge.

Même penser au courant purement comme un flux d'électrons sous une tension continue n'est pas un bon ou un moyen précis de le penser. La vitesse de dérive des électrons est très lente, en fonction de la tension et bien sûr du matériau, elle peut être de quelques centimètres par heure . Bien sûr, nous savons que `` l'électricité '' se déplace beaucoup plus rapidement que cela, car le courant est le résultat d'une sorte de `` choc '' de la charge le long du conducteur plutôt que d'exiger qu'un électron spécifique `` coule '' tout le long du conducteur.

Dans les condensateurs électrolytiques, les principaux porteurs de charge sont des ions.

Condensateur électrolytique.

Le diélectrique contient des courants "circulant" ...

Aluminium

Dans le processus le plus courant de conversion de l'aluminium naturel (AL2O3 entièrement oxydé) en aluminium métallique plus utile, les travailleurs déposent de l'oxyde d'aluminium dans de la cryolite fondue, qui produit des ions Al3 + et O2- libres. Ensuite, une tension aux bornes de deux électrodes de carbone attire les ions Al3 + vers l'électrode négative (cathode), où elle devient de l'Al liquide pur non chargé et descend au fond, où elle est prélevée.

(L'aluminium est les atomes métalliques les plus abondants dans la croûte terrestre. L'aluminium métallique est maintenant un matériau domestique courant, utilisé dans de nombreux composants électriques, et le processus de fabrication de l'aluminium utilise une fraction importante de toute l'énergie électrique produite chaque jour. Mais est-ce vraiment une «composante de tous les jours»?)