kategorier: Udvalgte artikler » Interessante fakta
Antal visninger: 14370
Kommentarer til artiklen: 1
Hvor strømmer strømmen?
En elektrisk strøm opstår i et elektrisk kredsløb inklusive en strømkilde og en forbruger af elektricitet. Men i hvilken retning forekommer denne strøm? Det antages traditionelt, at i det eksterne kredsløb har strømmen en retning fra plus for kilden til minus, mens det inden i strømkilden er fra minus til plus.
Faktisk er elektrisk strøm den ordnede bevægelse af elektrisk ladede partikler. Hvis lederen er lavet af metal, er disse partikler elektroner - negativt ladede partikler. I det eksterne kredsløb bevæger elektronerne sig imidlertid nøjagtigt fra minus (negativ pol) til plus (positiv pol) og ikke fra plus til minus.
Hvis det indgår i et eksternt kredsløb halvlederdiode, vil det blive klart, at strøm kun er mulig, når dioden er forbundet med katoden i minusretningen. Herfra følger det, at retningen modsat den faktiske bevægelse af elektronerne tages som retningen for den elektriske strøm i kredsløbet.
Hvis vi sporer historien om dannelsen af elektroteknik som en uafhængig videnskab, kan vi forstå, hvor en sådan paradoksal tilgang kom fra.
Den amerikanske forsker Benjamin Franklin fremførte i sin tid en enhed (samlet) teori om elektricitet. I henhold til denne teori er elektrisk stof en vægtløs væske, der kan strømme ud af nogle kroppe, mens den ophobes i andre.
Ifølge Franklin er der en elektrisk væske i alle kroppe, men organer elektrificeres kun, når der er et overskud eller mangel på elektrisk væske (elektrisk væske) i dem. Manglen på elektrisk væske (ifølge Franklin) betød negativ elektrificering, og det overskydende - positivt.
Dette var begyndelsen på begreberne positiv ladning og negativ ladning. I det øjeblik, hvor positivt ladede legemer forbindes med negativt ladede legemer, strømmer elektrisk væske fra et legeme med en stor mængde elektrisk væske til organer med en reduceret mængde af det. Dette ligner et system med kommunikationsskibe. Et stabilt begreb af elektrisk strøm, bevægelsen af elektriske ladninger, er gået ind i videnskaben.
Denne Franklin-hypotese gik forud for den elektroniske ledningsteori, men den viste sig at være langt fra perfekt. Den franske fysiker Charles Dufe opdagede, at der i virkeligheden er to typer elektricitet, der hver for sig overholder Franklins teori, men neutraliseres ved kontakt. En ny dualistisk (dobbelt) teori om elektricitet dukkede op, fremsat af naturvidenskabsmand Robert Simmer på grundlag af eksperimenterne fra Charles Dufe.
Når der gnides, for elektrificering, elektrificerede kroppe, ikke kun det gnidede legeme, men også det gnidede, bliver ladet. Den dualistiske teori hævdede, at organerne indeholdt i den almindelige tilstand to slags elektrisk væske og i forskellige mængder, der neutraliserer hinanden. Elektrificering blev forklaret af en ændring i forholdet mellem negativ og positiv elektricitet i elektrificerede organer.
Både Franklins hypotese og Simmers hypotese forklarede med succes elektrostatiske fænomener og konkurrerede endda med hinanden.
Opfundet i 1799 af en voltpol og opdagelse elektrolysefenomener førte til den konklusion, at under elektrolysen af opløsninger og væsker i dem, observeres to ladninger modsat i bevægelsesretningen - negativ og positiv. Dette var triumf for den dualistiske teori, for da vand blev dekomponeret, var det nu muligt at se, hvordan iltbobler blev frigivet på den positive elektrode, og brint på den negative elektrode.
Men ikke alt var glat her. Mængden af udsendte gasser viste sig anderledes. Brint blev frigivet dobbelt så meget som ilt.Denne forvirrede fysikere. Derefter havde kemikerne ingen idé om, at der i vandmolekylet er to hydrogenatomer og kun et iltatom.
Disse teorier blev ikke forstået af alle.
Men i 1820 beslutter Andre-Marie Ampère, i et papir, der blev forelagt medlemmer af Paris Academy of Sciences, først at vælge en af retningerne for strømme som den vigtigste, men giver derefter en regel, ifølge hvilken det er muligt nøjagtigt at bestemme virkningen af magneter på elektriske strømme.
For ikke at tale hele tiden om to modsatte strømme i begge elektricitetsstrømme for at undgå unødvendige gentagelser besluttede Ampere strengt at tage bevægelsesretningen for positiv elektricitet som retningen for elektrisk strøm. Så for første gang blev Ampere introduceret indtil videre den generelt accepterede regel om elektrisk strømretning.
Senere fulgte Maxwell selv denne position efter at have opfundet ”gimlet” -reglen, der bestemmer retningen på spolens magnetfelt. Men spørgsmålet om den sande retning af den elektriske strøm forblev åben. Faraday skrev, at denne situation kun er betinget, at den er praktisk for forskere og hjælper dem med klart at bestemme retning af strømninger. Men dette er kun et praktisk værktøj.
Efter at Faraday opdagede elektromagnetisk induktion, blev det nødvendigt at bestemme retningen af den inducerede strøm. Den russiske fysiker Lenz gav en regel: hvis en metalleder bevæger sig i nærheden af en strøm eller en magnet, opstår der en galvanisk strøm i den. Og retningen på den nye strøm er sådan, at den faste ledning kommer fra dens handling i bevægelse modsat den oprindelige forskydning. Enkel, let at forstå regel.
Selv efter opdagelsen af et elektron har denne konvention eksisteret i mere end et halvt århundrede. Med opfindelsen af en anordning, såsom en elektronisk lampe, med den udbredte introduktion af halvledere, begyndte vanskeligheder at opstå. Men elektroteknik fungerer som før på gamle definitioner. Nogle gange forårsager dette reel forvirring. Men at foretage justeringer vil medføre mere besvær.
Se også på elektrohomepro.com
: