Kāpēc elektroni turpinās kustību vienā un tajā pašā virzienā elektrosistēmā ar potenciāla atšķirību?

Cirkvī ar spriegumu elektroni kustās vienā virzienā, ietekmēti elektriskā lauka spēku. Kad elektroenerģijas avots tiek ieslēgts, liela daudzums negatīvā lādējuma (elektronu) akumulējas elektroenerģijas avota negatīvajā polā, savukārt liela daudzums pozitīvā lādējuma akumulējas pozitīvajā polā. Šie lādējumi tiek atdalīti elektroenerģijas avotā dēļ ķīmiskajām reakcijām vai citiem enerģijas pārveidošanas procesiem, veidojot potenciāla atšķirību, t.i., spriegumu, starp elektroenerģijas avota abiem galiem.

Kad šķērste ir slēgta, brīvie elektroni vada tiek pakļauti elektriskā lauka spēkiem un sāk kustēties no elektroenerģijas avota negatīvā pola uz pozitīvo polu. Šis elektriskā lauka spēks tiek ģenerēts potenciāla atšķirības dēļ starp elektroenerģijas avota abiem galiem, un tas pārvieto elektronus pa vadamāko materiālu noteiktā virzienā, t.i., no zema potenciāla (negatīvais pols) uz augstu potenciālu (pozitīvais pols). Lai gan elektriskais lauks iekšos vada var nebūt pilnībā vienmērīgs, tas joprojām efektīvi uzbūda elektronus kustēties vienā virzienā.

Turklāt brīvie elektroni vada, ietekmēti elektriskā lauka spēkiem, neskatoties uz to, ka to faktiskais kustības ceļš var būt apgriezts, kopumā parāda virziena kustības paradoksu. Neraugoties uz to, ka šīs virziena kustības ātrums salīdzinājumā ar gaismas ātrumu ir ļoti lēns, tas ir pietiekami, lai veidotu mūs redzošo strāvu.

Kopsavilkumā, iemesls, kāpēc elektroni kustās vienā virzienā cirkvī ar spriegumu, ir elektroenerģijas avota sniegtais elektriskā lauka spēks. Šis spēks veicina brīvos elektronus pārvarēt iekšējos pretestības faktorus, piemēram, atomu kodolu pievilcību un sadursmes ar citiem elektroniem, un kustēties vienvirziena pa vadamāko materiālu.