Proč elektrony v elektrickém obvodu s rozdílem potenciálů pokračují v pohybu ve stejném směru?

V obvodu s rozdílem potenciálů se elektrony pohybují ve stejném směru pod vlivem síly elektrického pole. Když je zdroj napájení zapnut, velké množství negativního náboje (elektronů) se shromažďuje u záporného pólu zdroje napájení, zatímco velké množství kladného náboje se shromažďuje u kladného pólu. Tyto náboje jsou odděleny uvnitř zdroje napájení díky chemickým reakcím nebo jiným procesům převodu energie, což vede k rozdílu potenciálů, nebo napětí, mezi oběma konci zdroje napájení.

Když je obvod uzavřen, volné elektrony v vodiči jsou vystaveny síle elektrického pole a začínají se pohybovat od záporného pólu zdroje napájení k kladnému pólu. Tato síla elektrického pole je generována rozdílem potenciálů mezi oběma konci zdroje napájení a pohání elektrony, aby se pohybovaly po vodiči v určitém směru, tedy od nízkého potenciálu (záporného pólu) k vysokému potenciálu (kladnému pólu). I když elektrické pole uvnitř vodiče nemusí být úplně rovnoměrné, stále efektivně vedou elektrony k pohybu ve stejném směru.

Kromě toho, volné elektrony v vodičích, pod vlivem síly elektrického pole, i když jejich skutečná cesta může být zplozená, v důsledku velkého množství elektronů, které jsou vystaveny silám ve stejném směru, jako celek ukazují fenomén směrového pohybu. Ačkoli rychlost tohoto směrového pohybu je velmi pomalá v porovnání se rychlostí světla, je dostatečná k vytvoření proudu, který pozorujeme.

Zhruba řečeno, důvod, proč se elektrony v obvodu s rozdílem potenciálů pohybují ve stejném směru, spočívá v síle elektrického pole poskytované zdrojem napájení. Tato síla pobízí volné elektrony k překonání vnitřních odporů, jako je přitažlivost atomových jader a srážky s ostatními elektrony, a k unidirekčnímu pohybu po vodiči.