لماذا يستمر الإلكترونات في التحرك في نفس الاتجاه في دائرة كهربائية ذات فرق جهد؟
في دائرة كهربائية ذات فرق جهد، تتحرك الإلكترونات في نفس الاتجاه بسبب تأثير قوة المجال الكهربائي. عند تشغيل مصدر الطاقة، تتجمع كمية كبيرة من الشحنة السالبة (الإلكترونات) عند القطب السالب لمصدر الطاقة، بينما تتجمع كمية كبيرة من الشحنة الموجبة عند القطب الموجب. يتم فصل هذه الشحنات داخل مصدر الطاقة نتيجة للتفاعلات الكيميائية أو عمليات تحويل الطاقة الأخرى، مما يؤدي إلى ظهور فرق جهد أو فولتية بين طرفي مصدر الطاقة.
عندما تكون الدائرة مغلقة، تخضع الإلكترونات الحرة في الموصل لقوة المجال الكهربائي وتبدأ في التحرك من القطب السالب لمصدر الطاقة إلى القطب الموجب. يتم إنتاج قوة المجال الكهربائي هذا بواسطة الفرق الجهد بين طرفي مصدر الطاقة، ويؤدي إلى دفع الإلكترونات للتحرك على طول الموصل في اتجاه معين، أي من الجهد المنخفض (القطب السالب) إلى الجهد العالي (القطب الموجب). رغم أن المجال الكهربائي داخل الموصل قد لا يكون موحدًا تمامًا، إلا أنه يمكنه ما زال توجيه الإلكترونات للتحرك في نفس الاتجاه بشكل فعال.
بالإضافة إلى ذلك، تحت تأثير قوة المجال الكهربائي، فإن الإلكترونات الحرة في الموصل، رغم أن مسار حركتها الفعلي قد يكون متعرجًا، لكن بسبب تعرض عدد كبير من الإلكترونات لقوى في نفس الاتجاه، يظهر لديها ظاهرة الحركة الموجهة ككل. رغم أن سرعة هذه الحركة الموجهة بطيئة نسبيًا بالمقارنة مع سرعة الضوء، إلا أنها كافية لتكون التيار الذي نرصده.
باختصار، السبب وراء حركة الإلكترونات في نفس الاتجاه داخل دائرة كهربائية ذات فرق جهد هو بسبب قوة المجال الكهربائي التي يوفرها مصدر الطاقة. هذه القوة تدفع الإلكترونات الحرة للتغلب على المقاومات الداخلية، مثل جذب النواة الذرية والاصطدامات مع الإلكترونات الأخرى، والتحرك أحادي الاتجاه على طول الموصل.
