¿Por qué Julio calefacción no producirse ningún flujo actual a través de un conductor?

Question

El calentamiento de Joule sucede cada vez cuando la conducción de los electrones de transferencia de energía cinética a la del conductor de los átomos a través de las colisiones, haciendo que estas conductor de átomos de para aumentar su y cinética de vibración de la energía que se manifiesta como calor. Entonces, ¿por qué no va a suceder cuando no hay corriente a través del conductor? Cuando no hay corriente, los electrones están en movimiento al azar a una velocidad de $\mathrm{~10^5\ m/s}$, pero en un cero a velocidad media.

Entonces, ¿por qué no estos electrones chocan con la atómica de los iones que componen el sistema y la transferencia de energía a ellos provocando a calentar incluso cuando no hay ninguna red de corriente está fluyendo?

Answer 1

Cuando no hay corriente, el sistema está en equilibrio térmico. Los electrones hacer la transferencia de energía cinética de los átomos a través de las colisiones, pero los átomos también la transferencia de energía cinética a los electrones, y estos dos procesos ocurren a la misma velocidad, por lo que no hay red de transferencia de energía y el sistema ni se calienta ni se enfría. Este es el mismo como cualquier otro caso de equilibrio térmico: efectivamente, los electrones y los átomos están a la misma temperatura, y es por eso que no hay flujo de calor.

Sin embargo, al cambiar el voltaje, existe una corriente eléctrica a la aceleración de los electrones, lo que aumenta su energía cinética. Ahora ellos tienen, en promedio, más energía cinética para dar a los átomos que los átomos han de dar a ellos. Esto significa que hay una transferencia neta de energía de los electrones a los átomos. Movimiento de un electrón en un campo eléctrico cambia su energía potencial, y aquí es donde la energía para la calefacción proviene en última instancia.

Answer 2

Porque a temperatura ambiente y en un cero campo eléctrico los niveles más bajos de energía están ocupados principalmente por electrones, electrones así que la mayoría no pierden energía debido al principio de Pauli.

Answer 3

Desde una perspectiva clásica, "calor" es una medida de la velocidad media de un sistema microscópico. En un conductor a potencial cero, todas las partículas en el sistema - electrones y núcleos por igual - están Moviendonos aleatoriamente con ninguna nueva energía entrando al sistema. Un aumento de la temperatura del conductor implica un aumento en la energía total del sistema conductor, que sería contradecir la afirmación de que el sistema es cero potencial.