В цепи с разностью потенциалов электроны движутся в одном направлении под влиянием силы электрического поля. Когда питание включено, большое количество отрицательного заряда (электронов) накапливается на отрицательном полюсе источника питания, в то время как большое количество положительного заряда накапливается на положительном полюсе. Эти заряды разделены внутри источника питания вследствие химических реакций или других процессов преобразования энергии, что приводит к возникновению разности потенциалов, или напряжения, между двумя концами источника питания.
Когда цепь замкнута, свободные электроны в проводнике подвергаются воздействию силы электрического поля и начинают двигаться от отрицательного полюса источника питания к положительному. Эта сила электрического поля создается за счет разности потенциалов между двумя концами источника питания, и она заставляет электроны двигаться по проводнику в определенном направлении, то есть от низкого потенциала (отрицательного полюса) к высокому потенциалу ( положительному полюсу). Хотя электрическое поле внутри проводника может не быть полностью равномерным, оно все равно эффективно направляет электроны в одном направлении.
Кроме того, свободные электроны в проводниках, под действием силы электрического поля, хотя их фактический путь движения может быть извилистым, из-за большого количества электронов, подверженных силам в одном направлении, они демонстрируют явление направленного движения в целом. Хотя скорость этого направленного движения очень мала по сравнению со скоростью света, она достаточно велика, чтобы образовать наблюдаемый нами ток.
В заключение, причина, по которой электроны движутся в одном направлении в цепи с разностью потенциалов, заключается в силе электрического поля, предоставляемой источником питания. Эта сила побуждает свободные электроны преодолевать внутренние сопротивления, такие как притяжение ядер атомов и столкновения с другими электронами, и двигаться однонаправленно вдоль проводника.
