Vilket ursprung har elektronerna i elektriciteten

Har inte läst kemi/fysik på gymnasiet så jag undrar om någon kan förklara följande lättfattligt:

Elektricitet som människan använder (om jag förstått det rätt) alstras genom rörelseenergi via en generator t.ex. via vindkraft eller vattenkraft som driver en turbin kopplad till magneter som rör sig kring en elektrisk ledare. Det elektromagnetiska fältet driver sedan elektricitet (elektroner) genom ledaren (t.ex. koppartråd) ut till diverse mottagande elapparater osv.

Min fråga är var elektronerna i denna process har sitt ursprung? Atomer plockar ju upp och avger elektroner ständigt, men i själva processen av exempelvis el och ström via vattenkraft, genom vilka atomer påbörjas kedjan av transport av elektroner som sedan överförs från kopparatom till kopparatom?

Kommer ursprungselektronerna från t.ex. atomer i magneterna, vattnet eller från koppartråden i sig själv? Och varför kommer inte generatorn till en punkt där det inte finns fler elektroner att skicka vidare via ledaren eftersom alla som kunde avges redan har gjort det?

Det krävs ju alltid en sluten krets (slutpunkt = startpunkt), så vid likström så vandrar elektronerna runt kretsen medan de vid växelström åker fram och tillbaka. Elektronerna ursprungar från ledaren. Med ett batteri är det lite annorlunda, då går elektronerna från minus till plus tills att elektronerna på minussidan är slut, då avtar spänningen och strömmen i kretsen (batteriet är dött).

Men om eluttaget är kopplat till t.ex. en mixer så borde ju elenergin överföras till mixern och användas i form av rörelseenergi och värmeenergi och därför borde inte lika många elektroner strömma tillbaka genom kopparen som kom ut, eller tänker jag fel någonstans?

Till elkontakten på mixern finns det ju två kontakter. Från den ena polen strömmar det in elektroner genom mixern, som sedan går ut via den andra polen. Det strömmar ut exakt lika många elektroner från mixern som till mixern.

Ett bra sätt att tänka att el är som vatten. Elkretsen är en flod.Om du sätter t.ex. en vattenkvarn (mixer) i floden så kommer kvarnen ta upp energi från floden (elen) för att driva kvarnen. Resultatet är att floden inte kommer ha lika mycket energi och kommer att röra sig långsammare. Men mängden vatten i floden är densamma.

Okej, tack så mycket för hjälpen!

Och om du vill tänka på hur en dtrömkrets fungerar, tänk på elektronerna som en cykelkedja. Kedjan rör sig runt och runt, och överför därmed energi från det som driver kedjan, till det som drivs av den. Om kretsen öppnas motsvarar det att kedjan är av, och ingen energi kan överföras.

Elektronerna rör sig inte så mycket egentligen i elektricitet. Elektricitet är en energipuls, inte förflyttning av materia. Tänk dig ett långt rör fyllt med pingisbollar. Tryck in en pingisboll i ena änden och en annan pingisboll poppar ut på andra änden av röret. Bollarna trycker bara på varandra. Det är inte bollen som du trycker in i röret som poppar ut på andra sidan.
I en elektrisk krets så finns det ju 2 ledare så egentligen är det 2 rör med pingisbollar. Ett går tillbaks till början där bollarna aldrig trillar ur röret. Det är ett slutet system där man bara petar på en boll i ena änden, generatorn, och känner av arbetet generatorn gjort i den andra änden.

.

Kemi och pyroteknik --> Fysik, matematik och teknologi: allmänt
/Moderator

Om vi tar Sadomans utmärkta exempel med pingisbollar, så tänker vi oss att pingisbollarna är elektroner. Tar man en boll i ena änden blir där ett hål som måste fyllas på med en ny boll som i sin tur efterlämnar ett hål som måste fyllas osv. Denna vågrörelse kallar vi ström och går ungefär med ljusets hastighet. Medan bollarna (elektronerna) går i motsatt riktning med ganska maklig hastighet. Elektronerna går alltså mot strömmen.

Man har inga magneter i stora generatorer utan genererar magnetfältet genom att skicka ström genom en elektromagnet. Elektronerna kommer från koppartråden och stannar i koppartråden. De rör sig med storleksordningen 1 mm/sekund så de hinner inte långt i och med att strömmen byter riktning 50 gånger i sekunden.

Kan du länka något exempel på en generator som endast har en elektromagnet? Kan inte hitta någon själv när jag söker.

Här är ett exempel på generator med magneter:

http://www.classicmotor.se/artiklar/experten/20101018/hur-fungerar-en-generator/

"En generator består av en roterande del: en rotor med axel som är förbunden med turbinen och ett omgivande fast, runt hölje: statorn. Medan rotorn snurrar tillför man likström till rotorns poler, vilka alstrar ett elektromagnetiskt fält. Detta elektromagnetiska fält i rotorn alstrar i sin tur den önskvärda elektriciteten i statorns lindningar."
https://new.abb.com/se/om-abb/teknik/sa-funkar-det/vattenkraft