Perché gli elettroni non prendono il percorso più breve nelle bobine?

Sotto c'è una bobina di rame, presumibilmente formando un elettromagnete. Da quanto ho capito, gli elettroni viaggiano attorno alla bobina per produrre un campo magnetico. Ma perché gli elettroni non saltano i fili e prendono la via più breve?

Di seguito ho cercato di tracciare il percorso che avrebbe senso (per me) che gli elettroni prendessero:

— Ruan
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Il filo è rivestito con uno strato isolante.

— chamod

Tali bobine sono sempre isolate? Anche quei fili davvero piccoli che formano una bobina?

— Ruan,

@Ruan Soprattutto quel cosiddetto "filo magnetico".

— DKNguyen, il

@Ruan Direi che sono sempre isolati perché quando inseriamo una bobina in un sistema vogliamo che l'elettricità debba attraversarlo anziché prendere una scorciatoia. Esito solo con "sempre" perché potrebbe esserci una situazione super esotica in cui volevi il corto. Forse c'è un momento in cui vuoi un anello di rame solido collegato a qualcosa, ma a causa di alcune proprietà meccaniche vuoi farlo fuori dal filo piuttosto che da un pezzo solido. Non riesco a pensare ad alcun caso di ciò, ma gli ingegneri elettrici sono un gruppo intelligente!

— Cort Ammon,

Le bobine @Ruan possono essere realizzate a filo nudo, ma devono avere curve libere (non toccanti) e non possono gestire alte tensioni. Non ci sono molte situazioni commerciali in cui questo è utile, ma potresti vederlo in un progetto di hobby.

— Hobbs

Risposte:

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Questo tipo di filo, utilizzato per la fabbricazione di bobine, è comunemente chiamato "filo magnetico". https://en.wikipedia.org/wiki/Magnet_wire

Sembra rame nudo, ma in realtà è ricoperto da uno strato molto sottile di isolamento trasparente. Altrimenti, hai assolutamente ragione: se il filo fosse davvero nudo, la bobina non funzionerebbe perché la corrente potrebbe tagliare direttamente da un cavo all'altro.

— Glenn Willen
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Questo ha senso, per qualche motivo non sono riuscito a trovare una risposta online, grazie

— Ruan il

Gli avvolgimenti sono stratificati con cura, in particolare su dispositivi ad alta tensione, in modo che gli strati adiacenti non presentino grandi differenze potenziali. Ciò riduce lo stress sugli strati isolanti, quindi non importa se sono sottili o subiscono danni.

— rolinger

E se hai mai commesso l'errore di pensare che questo sia solo filo nudo, scopri molto rapidamente che non puoi saldarlo perché l'isolamento brucia e quindi si mette sulla tua strada, impedendo l'adesione. Quando si saldano tali fili, si deve in genere rimuovere chimicamente l'estremità in modo che non sia prima isolata.

— Cort Ammon,

E danni accidentali all'isolamento (o fessurazioni causati da calore o ambienti corrosivi o eccessivo movimento induttivo della bobina o ...) causano cortocircuiti in cui la corrente si interrompe lungo la strada che rende il magnete meno efficace.

— dmckee,

@CortAmmon A seconda dello spessore si può rimuovere l'isolamento dall'estremità semplicemente immergendolo nella saldatura fusa (sulla punta del saldatore) per alcuni secondi. Lo vedrai fumare che è la lacca che brucia

— slebetman il

A volte prendono la strada più breve, quando non dovrebbero. Come altri hanno già detto, i fili sono normalmente isolati. Tuttavia, se una corrente che fluisce nel magnete viene improvvisamente interrotta da (diciamo) un circuito aperto, la tensione aumenterà fino a quando quegli elettroni "non usciranno" - o scintillando attraverso una fessura d'aria o rompendo l'isolamento.

— Dirk Bruere
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Pensa all'acqua nei tuoi tubi. L'acqua scorre nei tubi fintanto che la pressione non è eccessiva. Ma a una pressione sufficientemente elevata, l'acqua fuoriesce e alla fine scorre nel punto più basso disponibile. Ciò può accadere se all'improvviso viene applicata una tensione molto elevata al tuo induttore. Naturalmente l'induttore può fallire in altri modi: una corrente eccessiva per troppo tempo causerà un riscaldamento che distrugge l'isolamento e si avrà un problema di fumo ...

— richard1941