Zašto elektroni nastavljaju kretati u istom smjeru u električnom krugu s razlikom potencijala

U krugu s potencijalnom razlikom, elektroni se kreću u istom smjeru zbog utjecaja sile električnog polja. Kada se napajanje upali, velika količina negativnog naboja (elektrona) se nagomilava na negativnom polu izvora napajanja, dok se velika količina pozitivnog naboja nagomilava na pozitivnom polu. Ovi naboji su unutar izvora napajanja odvojeni uslijed kemijskih reakcija ili drugih procesa pretvorbe energije, što rezultira potencijalnom razlikom, ili naponom, između obojih krajeva izvora napajanja.

Kada se krug zatvori, slobodni elektroni u vodilu podliježu sili električnog polja i počinju se kretati od negativnog pola izvora napajanja prema pozitivnom polu. Ova sila električnog polja generira se potencijalnom razlikom između obojih krajeva izvora napajanja, te pogađa elektrone da se kreću duž vodiča u određenom smjeru, to jest, od niže potencijale (negativnog pola) prema višoj potencijali (pozitivnom polu). Iako električno polje unutar vodiča možda nije potpuno uniformno, i dalje može efektivno voditi elektrone da se kreću u istom smjeru.

Dodatno, slobodni elektroni u vodilima, pod utjecajem sile električnog polja, iako njihov stvarni put kretanja može biti zakrivljen, zbog velike količine elektrona koji podliježu silama u istom smjeru, pokazuju fenomen smjernog kretanja kao cijelina. Iako je brzina ovog smjernog kretanja vrlo spora u usporedbi s brzinom svjetlosti, dovoljna je da stvori struja koju opažamo.

Svrha, zašto se elektroni kreu u istom smjeru unutar kruga s potencijalnom razlikom, jest zbog sile električnog polja pružene izvornikom napajanja. Ova sila potiče slobodne elektrone da prebace unutarnje otpore, poput privlačnosti jezgrenih nukleusa i sudara s drugim elektronima, te se jednosmjerno kretaju duž vodiča.