Varför fortsätter elektronerna att röra sig i samma riktning i en elektrisk krets med ett spänningsfall?

I en krets med spänningskillnad rör sig elektroner i samma riktning på grund av elektriska fältets kraft. När strömförsörjningen slås på samlas ett stort antal negativa laddningar (elektroner) vid den negativa polen av strömförsörjningen, medan ett stort antal positiva laddningar samlas vid den positiva polen. Dessa laddningar separeras inuti strömförsörjningen på grund av kemiska reaktioner eller andra energiomvandlingsprocesser, vilket resulterar i en spänningskillnad, eller spänning, mellan de två ändarna av strömförsörjningen.

När kretsen är stängd utsätts de fria elektronerna i ledaren för kraften från det elektriska fältet och börjar röra sig från den negativa polen av strömförsörjningen till den positiva polen. Denna kraft från det elektriska fältet genereras av spänningskillnaden mellan de två ändarna av strömförsörjningen, och den driver elektronerna att röra sig längs ledaren i en specifik riktning, det vill säga från låg potential (den negativa polen) till hög potential (den positiva polen). Även om det elektriska fältet inuti ledaren kanske inte är helt jämnt kan det fortfarande effektivt leda elektronerna att röra sig i samma riktning.

Vidare, trots att de fria elektronerna i ledare, under verkan av det elektriska fältets kraft, kanske har en faktisk rörelsebana som är krökig, visar de en riktad rörelse som helhet eftersom ett stort antal elektroner utsätts för kraft i samma riktning. Trots att denna riktade rörelses hastighet är mycket långsam i förhållande till ljushastigheten, är den tillräcklig för att bilda den ström vi observerar.

Sammanfattningsvis beror anledningen till att elektroner rör sig i samma riktning inom en krets med spänningskillnad på den elektriska fältets kraft som ges av strömförsörjningen. Denna kraft uppmanar fria elektroner att övervinna interna motstånd, såsom kärnattraktionen och kollisioner med andra elektroner, och röra sig unidirektionellt längs ledaren.