«Н»: И какой же при этом получается электрический ток? Наверное, очень малый?
«А»: Представь себе, что как раз далеко не малый! Правда, на нашем идеализированном рисунке изображены только шесть электронов, в то время как их, например, в куске обыкновенной меди…
«Н»: Постой, я припоминаю, что нам рассказывали, что в каждом грамме металла, содержится не то 1021 не то 1022 атомов! И даже если каждый атом обеспечит только один свободный электрон, который способен «путешествовать» внутри кристалла, то это будет…
«А»: Расслабься дружище! Я тоже не помню точного числа атомов в грамме металла, но это сейчас абсолютно неважно. А важно то, что даже, скажем, 1020 атомов — это ведь сто миллиардов миллиардов! Проволока — медная. Значит, каждый атом обеспечивает два электрона, которые могут перемещаться в кристалле! Поэтому нам более важно сейчас некое иное число.
«Н»: Это какое же?
«А»: Могу сказать! Это — 6,28 на 10 в восемнадцатой степени! Именно такое количество электронов содержит в себе электрический заряд, равный ОДНОМУ КУЛОНУ! А теперь запомни, что если через поперечное сечение проводника, а в качестве такового сейчас выступает кусок обыкновенного медного провода, проходит ОДИН КУЛОН электронов В СЕКУНДУ, то говорят, что по этому проводнику течет ток, равный ОДНОМУ АМПЕРУ! Вопросы есть?
«Н»: Естественно… Ты употребил слово — проводник. Я полагал, что это чисто железнодорожный лексикон…
«А»: Ты неправильно полагал!.. Но ты совершенно правильно сделал, что заострил на этом внимание! Все вещества в природе, с точки зрения электротехники и электроники делятся на три основные категории. А именно: ПРОВОДНИКИ, ДИЭЛЕКТРИКИ (иначе — ИЗОЛЯТОРЫ) и ПОЛУПРОВОДНИКИ. И, поверь мне на слово, мы к этому вопросу будем возвращаться еще не раз!
«Н»: Верю… И согласен подождать… Но ты ничего не сказал о том. по какой причине мы вправе были пририсовывать пунктирные стрелки к электронам на рисунке? А главное, почему они направлены СТРОГО В ОДНУ СТОРОНУ?
«А»: Верно сказано!.. Ну тогда, маэстро, позвольте предложить Вашему вниманию еще рисунок (рис. 1.3)?
«Н»: Отчего же… Извольте… Так, приехали… А это еще что за «Мистер Икс»?
«А»: Поскольку в школе ты еще не добрался до раздела «Электричество», я позволил себе «дополнить» наши научные рассуждения вот этим самым персонажем. Тем более, что это исключительно серьезный персонаж, несмотря на его улыбку.
«Н»: А в чем заключается его роль?
«А»: А именно в том, что «Мистер Икс» обеспечивает нам возможность, а значит и право, пририсовывать к электронам пунктирные стрелки. Иначе говоря, «Мистер Икс» является той СИЛОЙ, тем самым источником, которая ГЕНЕРИРУЕТ ТОК в проводнике! Не зря я пририсовал слева от него МИНУС, а справа ПЛЮС!
«Н»: А это принципиально?
«А»: Безусловно!.. Ты ведь, очевидно, слышал, что одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные — притягиваются! Поэтому направление результирующих составляющих средних скоростей электронов может быть таким, как представленно, только в том случае, если у «Мистера Икс» и ПЛЮС и МИНУС расположены именно так, как показано на рисунке! Поскольку, если их поменять местами, то…
«Н»: …Направление электрического тока изменится на противоположное!
«А»: Верно! И, кстати, Незнайкин, интересная вещь… Хаотические скорости электронов в кристалле, как мы выяснили, имеют порядок метров в секунду!
«Н»: Тогда получается, что упорядоченная составляющая соответствует всего лишь сантиметрам в секунду?
«А»: Именно так! ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ, генерируемое «Мистером Икс», обеспечивает каждому электрону постоянную составляющую, имеющую величину не более единиц сантиметров в секунду даже при очень сильных электрических полях!
«Н»: Тогда я что-то не могу взять в толк… Получается, что скорость электрического тока всего десятки сантиметров в секунду?!..
«А»: Ну, дружище, на этот раз не только в яблочко, а вообще в мишень не попал! Иначе говоря — мимо цели! Да если бы дело обстояло так, то не имело бы человечество не только электронных чудес, но даже обыкновенной электрической лампочки! Поскольку ток шел бы к нам от электростанции недели, а то и месяцы! Не боись. Природа щедра! Действительно, избыточная составляющая скорости электронов, которую они приобретают при участии «Мистера Икс» — не более единиц сантиметров в секунду! Но вся штука заключается в том, что в различных участках проводника (проволоки) электроны начинают двигаться, практически, одновременно! Даже если эта проволока имеет длину сотни или тысячи километров! Электрическое поле сообщает вышеупомянутое приращение составляющей средней скорости каждому электрону ПОЧТИ ОДНОВРЕМЕННО!