Retning af elektrisk strøm

Vi forbinder LED'en til fingerbatteriet, og hvis polariteten overholdes korrekt, lyser den. I hvilken retning vil strømmen lægge sig? I dag ved alle dette ud og ind. Og derfor inde i batteriet fra minus til plus - trods alt er strømmen i dette lukkede elektriske kredsløb konstant.

Bevægelsesretningen af ​​positivt ladede partikler betragtes som strømretningen i kredsløbet, men når alt kommer til alt, bevæger elektroner sig i metaller, og de, vi ved, er negativt ladede. Det betyder, at begrebet "aktuel retning" i virkeligheden er en konvention. Lad os finde ud af hvorfor, når elektroner passerer gennem kredsløbet fra minus til plus, siger alle omkring dem, at strømmen går fra plus til minus... Hvorfor er det absurd?

Svaret ligger i historien om dannelsen af ​​elektroteknik. Da Franklin udviklede sin teori om elektricitet, anså han dens bevægelse for at være væskens bevægelse, som så ud til at strømme fra et legeme til et andet. Hvor der er mere elektrisk væske, flyder det i den retning, hvor der er mindre af det.

Af denne grund kaldte Franklin kroppe med et overskud af elektrisk væske (betinget!) Positivt elektrificerede, og kroppe med mangel på elektrisk væske, negativt elektrificerede. Det er derfra ideen om bevægelse kommer. elektriske ladninger… Den positive ladning flyder, som gennem et system af kommunikerende kar, fra et ladet legeme til et andet.

Senere har den franske forsker Charles Dufay i sine forsøg med elektrificerende friktion fandt, at ikke kun gnidede kroppe, men også gnidede kroppe oplades, og ved kontakt neutraliseres ladningerne fra begge kroppe. Det viser sig, at der faktisk er to separate typer elektrisk ladning, der, når de interagerer, ophæver hinanden. Denne to-elektricitetsteori blev udviklet af Franklins samtidige, Robert Simmer, som selv var blevet overbevist om, at noget i Franklins teori ikke var helt korrekt.

Den skotske fysiker Robert Simmer bar to par sokker: varme uldsokker og en anden silke på toppen. Da han tog begge sokker af foden på én gang og så fjernede den ene sok fra den anden, lagde han mærke til følgende billede: uld- og silkesokkerne svulmede op, som om de tog form af hans fødder og klæbede skarpt til hinanden. Samtidig afviser sokker lavet af samme materiale, såsom uld og silke, hinanden.

Hvis Simmer holdt to silkesokker i den ene hånd og to uldsokker i den anden, førte frastødelsen af ​​sokker af samme materiale og tiltrækningen af ​​sokker af forskellige materialer, når han førte sine hænder sammen, til en interessant interaktion mellem dem: forskellige sokker, som om de kastede sig over hinanden og flettede sig sammen til en bold.

Observationer af hans egne sokkers adfærd førte Robert Simmer til den konklusion, at der i hver krop ikke er én, men to elektriske væsker, positive og negative, som er indeholdt i kroppen i lige store mængder.

Når to kroppe gnider, kan en af ​​dem passere fra en krop til en anden, så vil der være et overskud af en af ​​væskerne i den ene krop, og dens mangel i den anden. Begge kroppe vil blive elektrificerede, modsat i tegn elektricitet.

Ikke desto mindre kan elektrostatiske fænomener med succes forklares ved hjælp af både Franklins hypotese og Simmers hypotese om to elektriske kræfter. Disse teorier har konkurreret med hinanden i nogen tid.

Da Alessandro Volta i 1779 skabte sin voltaiske søjle, hvorefter elektrolyse blev undersøgt, kom forskerne til den utvetydige konklusion, at faktisk to modsatte strømme af ladningsbærere bevæger sig i opløsninger og væsker - positive og negative. Den dualistiske teori om elektrisk strøm, selvom den ikke blev forstået af alle, sejrede ikke desto mindre.

Til sidst, i 1820, foreslog Ampere, da han talte foran videnskabsakademiet i Paris, at vælge en af ​​ladningsbevægelsesretningerne som hovedretningen for strømmen. Det var praktisk for ham at gøre dette, fordi Ampere studerede samspillet mellem strømme med hinanden og strømme med magneter. Og så hver gang under en besked endsige to strømme af modsat ladning bevæger sig i to retninger langs en ledning.

Ampere foreslog simpelthen at tage bevægelsesretningen for positiv elektricitet for strømmens retning og hele tiden at tale om strømmens retning, hvilket betyder bevægelsen af ​​en positiv ladning... Siden da er retningen af strømmen foreslået af Ampere er blevet accepteret overalt og bruges og indtil i dag.

Da Maxwell udviklede sin teori om elektromagnetisme og besluttede at anvende den højre skrueregel for nemheds skyld til at bestemme retningen af ​​den magnetiske induktionsvektor, holdt han sig også til denne position: Strømretningen er bevægelsesretningen for en positiv ladning.

Faraday bemærker på sin side, at strømmens retning er betinget, det er blot et praktisk værktøj for videnskabsmænd til utvetydigt at bestemme strømmens retning. Lenz introducerer sin Lenz-regel (se - Grundlæggende love for elektroteknik), bruger også udtrykket «strømretning» til at betyde bevægelsen af ​​positiv elektricitet. Det er bare praktisk.

Og selv efter Thomson opdagede elektronen i 1897, holdt konventionen om strømretning stadig. Selvom kun elektroner faktisk bevæger sig i en ledning eller i et vakuum, tages den omvendte retning stadig som strømretningen - fra plus til minus.

Mere end et århundrede efter opdagelsen af ​​elektronen, på trods af Faradays ideer om ioner, selv med udseendet af elektronrør og transistorer, selv om der var vanskeligheder i beskrivelserne, er den sædvanlige tilstand stadig tilbage. Så det er mere bekvemt at arbejde med strømme, at navigere i deres magnetiske felter, og det ser ud til, at dette ikke forårsager reelle vanskeligheder for nogen.

Se også:Betingelser for eksistensen af ​​elektrisk strøm