Current is the Same at Every Cross-Section
سلك واحد بثلاث سماكات مختلفة على امتداده، وعدّاد عند كلٍّ منها. اضغط القسم الأوسط فتزداد سرعة الحاملات فيه بمقدار ما ضاقت الفتحة بالضبط، فتظل العدادات الثلاثة ترتفع معًا. فالتيار ليس أكبر أبدًا في الجزء الرفيع.
كيف تستخدم هذه المحاكاة
- اسحب منزلق المساحة لتضغط القسم الأوسط إلى ربع عرضه
- راقب العدادات الثلاثة للتأكد أنها تبقى متساوية
- تابع حاملات منفردة وهي تتسارع عند دخول الجزء الضيق وتتباطأ عند خروجها منه
- أعد المنزلق إلى العرض الكامل لتتأكد أن سرعات الانجراف الثلاث تتطابق من جديد
ما الذي تلاحظه
- العدادات الثلاثة ترتفع بالمعدل نفسه مهما ضُغط الوسط
- الحاملات تتسارع بوضوح عند دخول المقطع الضيق وتتباطأ عند الخروج منه
- تنصيف المساحة يضاعف سرعة الانجراف، فيبقى الحاصل Av_d دون تغيير
- الشحنة لا تتراكم في أي موضع على امتداد السلك، ولهذا يجب أن تتطابق المعدلات
- كثافة التيار أكبر في الجزء الرفيع رغم أن التيار متطابق
الفيزياء وراءها
التيار عبر مقطع هو I = nAv_d e. وفي سلك واحد غير متفرع مصنوع من مادة واحدة تكون n وe ثابتتين، فلا يستطيع مقطع أضيق أن يحمل التيار نفسه إلا إذا ارتفعت سرعة الانجراف بالتناسب — أي يجب أن يبقى Av_d ثابتًا. وهذا هو حفظ الشحنة مصوغًا موضعيًا: لا يمكن أن تتراكم الشحنة داخل السلك، فما يدخل من طرف في الثانية يجب أن يخرج من الطرف الآخر في الثانية. والمقطع الرفيع له سرعة انجراف أعلى وكثافة تيار أعلى، لكن التيار نفسه بالضبط.