Miért folytatják az elektronok azonos irányú mozgásukat egy elektromos áramkörben, ahol potenciális különbség van?

Egy áramkörben, ahol van potenciális különbség, az elektronok ugyanabban az irányban mozognak az elektromos mező erőjének hatására. Amikor a tápellátást bekapcsolják, nagy mennyiségű negatív töltés (elektronok) gyújtódik ki a tápellátás negatív pólusán, míg nagy mennyiségű pozitív töltés gyújtódik ki a pozitív pólusán. Ezek a töltések a tápellátás belsejében vannak elválasztva kémiai reakciók vagy egyéb energiatranszformációs folyamatok miatt, ami eredményez egy potenciális különbséget, vagy feszültséget, a tápellátás két végének között.

Amikor az áramkör záródik, a vezetőben szabadon lévő elektronok az elektromos mező erőjének alá kerülnek, és kezdik mozogni a tápellátás negatív pólusától a pozitív pólus felé. Ez az elektromos mezőerő a tápellátás két végének közötti potenciális különbség miatt jön létre, és ez hajtja az elektronokat a vezetőben adott irányba, azaz a nyalában (negatív pólus) a magasabb potenciál felé (pozitív pólus). Bár a vezető belsejében található elektromos mező nem teljesen egyenletes lehet, még mindig hatékonyan irányítja az elektronok egyirányú mozgását.

Ezenkívül a vezetőkben szabadon lévő elektronok, az elektromos mező erőjének hatására, ellenére annak, hogy a valós mozgási útuk összetett lehet, mivel nagy mennyiségű elektron ugyanabban az irányban érez erőt, ezért egyirányú mozgást mutatnak egymással. Bár ennek a mozgásnak a sebessége nagyon lassú a fénysebességhöz képest, elegendő ahhoz, hogy megtapasztalhassuk azt, mint áramot.

Összefoglalva, az elektronok egyirányú mozgásának oka egy potenciális különbség mellett egy áramkörben az a elektromos mezőerő, amelyet a tápellátás biztosít. Ez az erő arra szolgál, hogy a szabad elektronok legyőzzék a belső ellenállásokat, mint például az atommagok vonzása és az egyéb elektronokkal történő ütközések, és egyirányban haladjanak a vezetőn keresztül.