ทำไมอิเล็กตรอนจึงยังคงเคลื่อนที่ในทิศทางเดียวกันในวงจรไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์

ในวงจรที่มีความต่างศักย์ อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันเนื่องจากแรงของสนามไฟฟ้า เมื่อเปิดแหล่งจ่ายไฟ ประจุลบ (อิเล็กตรอน) จะสะสมอยู่ที่ขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ ในขณะที่ประจุบวกจะสะสมอยู่ที่ขั้วบวก ประจุเหล่านี้ถูกแยกออกจากกันภายในแหล่งจ่ายไฟโดยปฏิกิริยาเคมีหรือกระบวนการแปลงพลังงานอื่น ๆ ทำให้เกิดความต่างศักย์หรือแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองขั้วของแหล่งจ่ายไฟ

เมื่อวงจรป้อนถูกป้อน ฟรีอิเล็กตรอนในตัวนำจะถูกกระทำด้วยแรงของสนามไฟฟ้าและเริ่มเคลื่อนที่จากขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟไปยังขั้วบวก แรงสนามไฟฟ้านี้ถูกสร้างขึ้นโดยความต่างศักย์ระหว่างสองขั้วของแหล่งจ่ายไฟ และมันขับเคลื่อนอิเล็กตรอนให้เคลื่อนที่ตามตัวนำในทิศทางเฉพาะ คือ จากศักย์ต่ำ (ขั้วลบ) ไปยังศักย์สูง (ขั้วบวก) แม้ว่าสนามไฟฟ้าภายในตัวนำอาจไม่สม่ำเสมอเต็มที แต่มันยังสามารถช่วยให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ ฟรีอิเล็กตรอนในตัวนำภายใต้การกระทำของแรงสนามไฟฟ้า แม้ว่าเส้นทางการเคลื่อนที่จริงอาจซับซ้อน แต่เนื่องจากมีอิเล็กตรอนจำนวนมากที่ถูกกระทำด้วยแรงในทิศทางเดียวกัน จึงแสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ที่มีทิศทาง แม้ว่าความเร็วของการเคลื่อนที่ที่มีทิศทางนี้จะช้ามากเมื่อเทียบกับความเร็วของแสง แต่ก็เพียงพอที่จะสร้างกระแสไฟฟ้าที่เราสังเกตได้

สรุปแล้ว เหตุผลที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันภายในวงจรที่มีความต่างศักย์คือ แรงสนามไฟฟ้าที่ให้มาจากระยะแหล่งจ่ายไฟ แรงนี้กระตุ้นให้อิเล็กตรอนฟรีสามารถฝ่าฟันความต้านทานภายใน เช่น การดึงดูดของนิวเคลียสอะตอมและการชนกับอิเล็กตรอนอื่น ๆ และเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวตามตัวนำ