למה אלקטרונים ממשיכים לנוע בכיוון אחד במעגל חשמלי עם הפרש פוטנציאל?
במעגל עם הפרש פוטנציאלים, האלקטרונים נעים באותו כיוון עקב השפעת כוח השדה החשמלי. כאשר מופעלת המאגר חשמל, כמות גדולה של מטען שלילי (אלקטרונים) מצטברת בקוטב השלילי של המאגר, בעוד כמות גדולה של מטען חיובי מצטברת בקוטב החיובי. המטענים הללו נפרדים בתוך המאגר כתוצאה מתגובות כימיות או תהליכי המרה של אנרגיה אחרים, מה שגורם להפרש פוטנציאלים, או וולטאז', בין שני קצות המאגר.
כאשר המעגל סגור, האלקטרונים החופשיים מוליכים נושאים את כוח השדה החשמלי מתחילים לנוע מהקוטב השלילי של המאגר אל הקוטב החיובי. כוח השדה החשמלי הזה נוצר על ידי הפרש הפוטנציאלים בין שני קצות המאגר, והוא דוחף את האלקטרונים לנוע לאורך המוליך בכיוון מסוים, כלומר מהפוטנציאל הנמוך (הקוטב השלילי) לפוטנציאל הגבוה (הקוטב החיובי). למרות שהשדה החשמלי בתוך המוליך עשוי לא להיות אחיד לחלוטין, הוא עדיין יכול להדריך בצורה יעילה את האלקטרונים לנוע באותו כיוון.
בנוסף, האלקטרונים החופשיים במוליכים, תחת השפעת כוח השדה החשמלי, אם כי מסלול התנועה שלהם עשוי להיות מעוקל, בשל מספר גדול של אלקטרונים הנושאים כוח באותו כיוון, הם מפגינים תופעה של תנועה בכיוון אחד כיחידה. למרות שמהירות התנועה הזו היא איטית מאוד בהשוואה למהירות האור, היא מספיקה ליצור את הזרם שאנו רואים.
לסיכום, הסיבה לכך שהאלקטרונים נעים באותו כיוון בתוך מעגל עם הפרש פוטנציאלים היא בזכות כוח השדה החשמלי המסופק על ידי המאגר. כוח זה מחזק את האלקטרונים החופשיים להתגבר על התנגדויות פנימיות, כגון משיכה של גרעיני אטומים והתנגשויות עם אלקטרונים אחרים, ולנוע באופן חד כיווני לאורך המוליך.
