Un curent electric apare într-un circuit electric care include o sursă de curent și un consumator de energie electrică. Dar în ce direcție apare acest curent? În mod tradițional, se consideră că în circuitul exterior curentul are o direcție de la plus la minus, în timp ce în interiorul sursei de alimentare - de la minus la plus.
Într-adevăr, un curent electric este o mișcare ordonată a particulelor încărcate electric. În cazul în care conductorul este fabricat din metal, astfel de particule sunt electroni - particule încărcate negativ. Totuși, în circuitul extern, electronii se deplasează de la minus (pol negativ) la plus (pol pozitiv) și nu de la plus la minus.
Dacă vom include o diodă semiconductoare în circuitul extern, atunci devine clar că curentul este posibil numai atunci când dioda este conectată la negativ de către catod. Din aceasta rezultă că direcția curentului electric în circuit are direcția opusă mișcării reale a electronilor.
Dacă urmărim istoria formării ingineriei electrice ca o știință independentă, putem înțelege de unde a apărut această abordare paradoxală.
Cercetătorul american Benjamin Franklin a prezentat o teorie unitară (unificată) a energiei electrice. Conform acestei teorii, materia electrică este un fluid fără greutate care poate curge de la un corp, în timp ce se acumulează în altele.
Potrivit lui Franklin, în toate corpurile există un lichid electric, însă corpurile electrificate devin numai atunci când există un exces sau o lipsă de fluid electric (fluid electric) în ele. Lipsa de lichid electric (în conformitate cu Franklin) a însemnat electrificare negativă, și exces - pozitiv.
Acesta a fost începutul conceptelor de încărcare pozitivă și de încărcare negativă. În momentul conectării corpurilor încărcate pozitiv cu corpurile încărcate negativ, fluidul electric curge de la un corp cu o cantitate mare de lichid electric la corpuri cu o cantitate redusă de acesta. Este ca un sistem de comunicare a navelor. Știința a inclus un concept stabil de curent electric, mișcarea încărcăturilor electrice.
Această ipoteză a lui Franklin a precedat teoria electronică a conductivității, dar sa dovedit a fi departe de a fi perfectă. fizicianul Charles Du Fay franceză a descoperit că, în realitate, există două tipuri de energie electrică, care este supusă să se separe teoria Franklin, dar în contact neutralizat reciproc. A existat o nouă teorie duală (duală) a energiei electrice, prezentată de naturalistul Robert Simmer pe baza experimentelor lui Charles Dufet.
Atunci când frecați, în scopul electrizării, corpurile electrificate, nu se încarcă numai corpul frecat, ci și corpul frecat. Teoria dualistă a susținut că în starea obișnuită, două tipuri de lichid electric sunt cuprinse în corpuri în cantități diferite, care se neutralizează reciproc. Electrificarea a fost explicată prin schimbarea raportului dintre energia electrică negativă și cea pozitivă în corpurile electrificate.
Atât ipoteza lui Franklin, cât și ipoteza lui Simmer au explicat cu succes fenomenele electrostatice și chiar au concurat între ele.
Inventat în 1799 voltaice grămadă și descoperirea fenomenelor de electroliză au condus la concluzia că, în electroliza soluțiilor și a lichidelor în ele există două opuse în direcția de mișcare a taxelor - negative și pozitive. A fost celebrare teorie dualistă, deoarece descompunerea apei poate fi văzut acum, atât electrodul pozitiv oxigenul bule de aer este eliberat în același timp, pe un negativ - hidrogen.
Dar nu totul era neted. Cantitatea de gaz evolvată sa dovedit a fi diferită. Hidrogenul a fost de două ori mai mult decât oxigenul. Acest lucru a pus fizicienii la un capăt. Apoi chimiștii nu aveau idee că există doi atomi de hidrogen și doar un atom de oxigen în molecula de apă.
Dar, în 1820, Andre-Marie Ampere într-o lucrare prezentată la Academia de Științe din Paris, decide în primul rând pentru a alege una din direcțiile curenților ca nucleu, dar apoi dă o regulă care poate determina cu exactitate efectele magneților asupra curenților electrici.
Pentru tot timpul nu pentru a vorbi despre cele două curente opuse în direcția atât a energiei electrice, pentru a evita repetițiile inutile, Amperi a decis pentru direcția curentului electric este să ia strict direcția de mișcare este de energie electrică pozitivă. Astfel, pentru prima dată, Ampere a introdus regula general acceptată de direcționare a curentului electric.
Această poziție a fost urmată ulterior de Maxwell însuși, care a venit cu regula "gimlet", care determină direcția câmpului magnetic al bobinei. Dar problema adevăratei direcții a curentului electric a rămas deschisă. Faraday a scris că această stare de lucruri este condiționată, este convenabilă pentru oamenii de știință și îi ajută să determine clar direcția curentului. Dar acesta este doar un instrument convenabil.
După ce Faraday a descoperit inducția electromagnetică, a devenit necesară determinarea direcției curentului indus. Fizicianul rus Lenz a dat o regulă: dacă un conductor metalic se mișcă lângă un curent sau un magnet, atunci în el apare un curent galvanic. Iar direcția curentului de apariție este astfel încât firul fix ar veni din acțiunea sa în mișcare, care este opusă deplasării inițiale. Simplu, facilitarea înțelegerii regulii.
Chiar și după descoperirea electronului, această convenționalitate există pentru mai mult de un secol și jumătate. Odată cu inventarea unui astfel de dispozitiv ca o lampă electronică, cu introducerea pe scară largă a semiconductorilor, au apărut dificultăți. Dar ingineria electrică, ca și mai înainte, operează cu definiții vechi. Uneori, acest lucru provoacă o confuzie reală. Dar efectuarea de ajustări va cauza mai multe inconveniente.
Citiți același lucru
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: