Elektriskās strāvas virziens

Mēs savienojam LED ar pirkstu akumulatoru, un, ja polaritāte tiek ievērota pareizi, tā iedegsies. Kādā virzienā nosēdīsies straume? Mūsdienās visi to zina no iekšpuses un ārpuses. Un tāpēc akumulatora iekšpusē no mīnusa uz plusu - galu galā strāva šajā slēgtajā elektriskajā ķēdē ir nemainīga.

Pozitīvi lādētu daļiņu kustības virziens tiek uzskatīts par strāvas virzienu ķēdē, bet galu galā elektroni pārvietojas metālos, un tie, kā zināms, ir negatīvi lādēti. Tas nozīmē, ka patiesībā jēdziens "pašreizējais virziens" ir vienošanās. Izdomāsim, kāpēc, elektroniem ejot cauri ķēdei no mīnusa uz plusu, visi apkārtējie saka, ka strāva iet no plusa uz mīnusu... Kāpēc tas ir absurdi?

Atbilde slēpjas elektrotehnikas veidošanās vēsturē. Kad Franklins izstrādāja savu elektrības teoriju, viņš uzskatīja, ka tā kustība ir šķidruma kustība, kas, šķiet, plūst no viena ķermeņa uz otru. Kur ir vairāk elektriskā šķidruma, tas plūst tajā virzienā, kur tā ir mazāk.

Šī iemesla dēļ Franklins sauca ķermeņus ar pārmērīgu elektriskā šķidruma daudzumu (nosacīti!) par pozitīvi elektrificētiem, bet ķermeņus ar elektriskā šķidruma trūkumu - par negatīvi elektrificētiem. No turienes rodas kustības ideja. elektriskie lādiņi… Pozitīvais lādiņš plūst no viena lādēta ķermeņa uz otru, it kā caur komunikāciju kuģu sistēmu.

Vēlāk franču pētnieks Šarls Dufejs savos eksperimentos ar elektrizējoša berze konstatēja, ka tiek lādēti ne tikai noberzti ķermeņi, bet arī noberzti ķermeņi, un saskaroties abu ķermeņu lādiņi tiek neitralizēti. Izrādās, ka patiesībā ir divi atsevišķi elektriskā lādiņa veidi, kas, mijiedarbojoties, viens otru izslēdz. Šo divu elektrību teoriju izstrādāja Franklina laikabiedrs Roberts Simmers, kurš pats bija pārliecinājies, ka Franklina teorijā kaut kas nav līdz galam pareizs.

Skotu fiziķis Roberts Simmers valkāja divus zeķu pārus: siltas vilnas zeķes un otru zīda pāri. Kad viņš uzreiz noņēma no pēdas abas zeķes un pēc tam noņēma vienu zeķi no otras, viņš pamanīja šādu attēlu: vilnas un zīda zeķes pietūkušas, it kā ņemot viņa pēdu formu un asi pielīp viena pie otras. Tajā pašā laikā zeķes, kas izgatavotas no viena materiāla, piemēram, vilnas un zīda, atgrūž viena otru.

Ja Simmers vienā rokā turēja divas zīda zeķes, bet otrā – divas vilnas, tad, saliekot rokas kopā, viena un tā paša materiāla zeķu atgrūšanās un dažāda materiāla zeķu pievilcība radīja interesantu mijiedarbību starp tām: atšķirīgas. zeķes, it kā tās uzdūrās viena otrai un savijušās kamolā.

Novērojumi par viņa paša zeķu uzvedību lika Robertam Simmeram secināt, ka katrā ķermenī ir nevis viens, bet divi elektriskie šķidrumi, pozitīvi un negatīvi, kas organismā atrodas vienādos daudzumos.

Kad divi ķermeņi berzējas, viens no tiem var pāriet no viena ķermeņa uz otru, tad vienā ķermenī būs viena šķidruma pārpalikums, bet otrā - tā trūkums. Abi ķermeņi kļūs elektrificēti, pretējā zīmē elektrība.

Neskatoties uz to, elektrostatiskās parādības var veiksmīgi izskaidrot, izmantojot gan Franklina hipotēzi, gan Simmera hipotēzi par diviem elektriskiem spēkiem. Šīs teorijas jau kādu laiku konkurē viena ar otru.

Kad 1779. gadā Alesandro Volta izveidoja savu volta kolonnu, pēc kuras tika pētīta elektrolīze, zinātnieki nonāca pie nepārprotama secinājuma, ka patiešām šķīdumos un šķidrumos pārvietojas divas pretējas lādiņu nesēju plūsmas – pozitīvas un negatīvas. Duālistiskā elektriskās strāvas teorija, lai gan tā nebija saprotama visiem, tomēr triumfēja.

Visbeidzot, 1820. gadā, runājot Parīzes Zinātņu akadēmijā, Ampere ierosināja izvēlēties vienu no lādiņu kustības virzieniem kā galveno strāvas virzienu. Viņam to bija ērti darīt, jo Ampere pētīja strāvu mijiedarbību savā starpā un strāvu mijiedarbību ar magnētiem. Un tā katru reizi ziņojuma laikā, nemaz nerunājot par divām pretējā lādiņa straumēm, pārvietojas divos virzienos pa vienu vadu.

Ampere ierosināja vienkārši ņemt pozitīvās elektrības kustības virzienu strāvas virzienam un visu laiku runāt par strāvas virzienu, kas nozīmē pozitīvā lādiņa kustību... Kopš tā laika virziena pozīcija Amperes piedāvātā strāva ir pieņemta visur un tiek izmantota un līdz mūsdienām.

Kad Maksvels izstrādāja savu elektromagnētisma teoriju un nolēma ērtākai magnētiskās indukcijas vektora virziena noteikšanai piemērot labās puses skrūves likumu, viņš arī pieturējās pie šīs pozīcijas: strāvas virziens ir pozitīvā lādiņa kustības virziens.

Faradejs savukārt atzīmē, ka straumes virziens ir nosacīts, tas ir tikai ērts rīks zinātniekiem, lai nepārprotami noteiktu straumes virzienu. Lencs iepazīstina ar savu Lenca likumu (sk. Elektrotehnikas pamatlikumi), lieto arī terminu "strāvas virziens", lai apzīmētu pozitīvās elektrības kustību. Tas ir vienkārši ērti.

Un pat pēc tam, kad Tomsons atklāja elektronu 1897. gadā, strāvas virziena konvencija joprojām pastāvēja. Pat ja vadā vai vakuumā faktiski pārvietojas tikai elektroni, pretējais virziens joprojām tiek uzskatīts par strāvas virzienu - no plusa uz mīnusu.

Vairāk nekā gadsimtu pēc elektrona atklāšanas, neskatoties uz Faradeja idejām par joniem, pat ar elektronu lampu un tranzistoru parādīšanos, lai gan aprakstos bija grūtības, ierastais stāvoklis joprojām ir saglabājies. Tātad ir ērtāk strādāt ar strāvām, orientēties to magnētiskajos laukos, un šķiet, ka tas nevienam nesagādā reālas grūtības.

Skatīt arī:Elektriskās strāvas pastāvēšanas nosacījumi