Куда течет электричество

15.10.2024 Olga 0 Comments

В цепи, включающей источник тока и потребителя, вырабатывается электрический ток. Но в каком направлении генерируется этот ток? Традиционно считается, что во внешней цепи ток течет от плюса к минусу, а внутри источника питания ток течет от минуса к плюсу.

По сути, электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Если проводник изготовлен из металла, такими частицами являются электроны – отрицательно заряженные частицы. Однако во внешней цепи электроны движутся именно от отрицательного (отрицательного полюса) к положительному (положительному полюсу), а не от положительного к отрицательному.

Если полупроводниковый диод включен во внешнюю цепь, то очевидно, что протекание тока возможно только при подключении диода к отрицательной стороне. Отсюда следует, что направление тока в цепи считается противоположным фактическому направлению движения электронов.

Если проследить историю электротехники как самостоятельной науки, то можно понять, откуда взялся такой противоречивый подход.

Американский исследователь Бенджамин Франклин однажды предложил единую теорию электричества. Согласно этой теории, заряженная материя представляет собой невесомую жидкость, которая может вытекать из одних объектов и накапливаться в других.

Франклин считал, что электрические жидкости присутствуют во всех телах, но что тело становится электрически заряженным только при избытке или недостатке электрических жидкостей (электрических жидкостей). Недостаток проводящей жидкости (по Франклину) означает отрицательный заряд, избыток — положительный заряд.

Здесь начинается концепция положительных и отрицательных зарядов. Когда положительно заряженный объект соединен с отрицательно заряженным объектом, ток течет от объекта с большей силой тока к объекту с меньшей силой тока. Это похоже на систему транспортных кораблей. Устойчивое понятие электрического тока, движения электрических зарядов, вошло в сферу науки.

Гипотеза Франклина предшествовала электронной теории проводимости, но она оказалась далека от совершенства. Французский физик Шарль Дюфи обнаружил, что в действительности существует два типа электричества, которые следуют теории Франклина, но нейтрализуют друг друга при контакте. Ученый-естествоиспытатель Роберт Симмер предложил новую теорию электрического дуализма, основанную на экспериментах Чарльза Дюфе.

Читайте также статью: как восстановить гугл аккаунт без номера

Когда происходит трение, чтобы зарядить объект, заряжается не только трущееся тело, но и натираемое тело. Дуализм утверждает, что в обычных условиях объекты содержат два разных количества электрических жидкостей, которые нейтрализуют друг друга. Зарядка объясняется изменением соотношения отрицательных и положительных зарядов в заряженном теле.

Гипотеза Франклина и гипотеза Сеймура успешно объясняли электростатические явления и даже конкурировали друг с другом.

Изобретение гальванического столба в 1799 году и открытие явления электролиза привели к выводу, что при электролизе растворов и жидкостей наблюдаются два типа зарядов, движущихся в противоположных направлениях, — отрицательные и положительные заряды. Это победа бинарной теории, поскольку по мере распада воды теперь можно наблюдать, как на положительном электроде выделяются пузырьки кислорода, а на отрицательном электроде одновременно выделяются пузырьки водорода.

Но здесь не все гладко. Количество выделяемого газа варьируется. Количество выделяющегося водорода в два раза превышает количество кислорода. Это сбивает с толку физиков. В то время химики не знали, что молекулы воды содержат два атома водорода и один атом кислорода.

Эти теории понимают не все.

Но в 1820 году Андре-Мари Ампер в докладе, представленном членам Парижской академии наук, сначала решил выбрать одно направление тока в качестве главного, а затем дал правило, согласно которому влияние магнита на ток можно точно определить.

Видео: Урок 3. Действительное Направление электрического тока

Чтобы не всегда говорить о двух токах в противоположных направлениях и во избежание ненужного повторения, Ампер решил строго принять направление движения положительного тока за направление тока. Поэтому Ампер был первым, кто ввел правила направления электрического тока, которые до сих пор общеприняты.

эту позицию позднее поддержал сам Максвелл, предложивший правило «буравчика», определяющее направление магнитного поля катушки. Но вопрос об истинном направлении течения остается открытым. Фарадей писал, что такая ситуация носит лишь условный характер и что она удобна для ученых, помогая им четко определять направление тока. Но это всего лишь удобство.

После того, как Фарадей открыл электромагнитную индукцию, возникла необходимость определить направление индуцированного тока. Русский физик Ленц дал правило: Если металлический проводник находится рядом с электрическим током или магнитом, в нем возникнет гальванический ток. Направление результирующего тока таково, что неподвижный провод от его действия будет двигаться в направлении, противоположном первоначальному движению. Простое правило, облегчающее понимание.

Даже после открытия электрона эта практика сохранялась более полутора веков. С изобретением таких устройств, как электронные лампы, и широким применением полупроводников стали возникать трудности. Но электротехника такая же, как и раньше, если использовать старое определение. Иногда это может вызвать настоящий хаос. Но внесение корректировок вызовет больше неудобств.