Thể loại: Bài viết nổi bật » Sự thật thú vị
Số lượt xem: 14370
Bình luận về bài viết: 1
Dòng điện chạy ở đâu?
Một dòng điện phát sinh trong một mạch điện bao gồm một nguồn hiện tại và một người tiêu dùng điện. Nhưng theo hướng này thì hiện tại xảy ra? Theo truyền thống, người ta tin rằng trong mạch ngoài, dòng điện có hướng từ điểm cộng của nguồn đến âm, trong khi bên trong nguồn điện thì từ âm đến cộng.
Thật vậy, dòng điện là sự chuyển động có trật tự của các hạt tích điện. Nếu dây dẫn được làm bằng kim loại, các hạt này là các electron - hạt mang điện tích âm. Tuy nhiên, trong mạch ngoài, các electron chuyển chính xác từ âm (cực âm) sang cực cộng (cực dương) chứ không phải từ cộng sang trừ.
Nếu bao gồm trong một mạch bên ngoài diode bán dẫn, nó sẽ trở nên rõ ràng rằng dòng điện chỉ có thể khi diode được kết nối bởi cực âm theo hướng âm. Từ đó suy ra rằng hướng ngược lại với chuyển động thực tế của các electron được lấy làm hướng của dòng điện trong mạch.
Nếu chúng ta theo dõi lịch sử hình thành kỹ thuật điện như một khoa học độc lập, chúng ta có thể hiểu cách tiếp cận nghịch lý như vậy đến từ đâu.
Nhà nghiên cứu người Mỹ Benjamin Franklin đã đưa ra trong thời đại của mình một lý thuyết điện (thống nhất) thống nhất. Theo lý thuyết này, vật chất điện là một chất lỏng không trọng lượng có thể chảy ra khỏi một số cơ thể, trong khi tích lũy ở những người khác.
Theo Franklin, có một chất lỏng điện trong tất cả các cơ thể, nhưng cơ thể chỉ bị nhiễm điện khi có quá nhiều hoặc thiếu chất lỏng điện (chất lỏng điện) trong đó. Việc thiếu chất lỏng điện (theo Franklin) có nghĩa là điện khí âm, và dư thừa - tích cực.
Đây là sự khởi đầu của các khái niệm về điện tích dương và điện tích âm. Tại thời điểm kết nối các vật tích điện dương với các vật tích điện âm, chất lỏng điện chảy từ một cơ thể có một lượng lớn chất lỏng điện đến các cơ thể với lượng giảm đi. Điều này tương tự như một hệ thống các tàu truyền thông. Một khái niệm ổn định về dòng điện, sự chuyển động của điện tích, đã đi vào khoa học.
Giả thuyết Franklin này đi trước lý thuyết điện tử về dẫn truyền, nhưng hóa ra nó không hoàn hảo. Nhà vật lý người Pháp Charles Dufe đã phát hiện ra rằng trong thực tế có hai loại điện, cá nhân tuân theo lý thuyết của Franklin, nhưng bị trung hòa lẫn nhau khi tiếp xúc. Một lý thuyết điện kép (kép) mới xuất hiện, được đưa ra bởi nhà khoa học tự nhiên Robert Simmer dựa trên các thí nghiệm của Charles Dufe.
Khi cọ xát, để điện khí hóa, cơ thể bị nhiễm điện, không chỉ cơ thể bị cọ xát, mà cả người bị cọ xát cũng bị tích điện. Lý thuyết nhị nguyên cho rằng ở trạng thái bình thường, các cơ thể chứa hai loại chất lỏng điện và với số lượng khác nhau trung hòa lẫn nhau. Điện khí hóa được giải thích bằng sự thay đổi tỷ lệ điện âm và dương trong các vật nhiễm điện.
Cả giả thuyết Franklin, và giả thuyết Simmer, đã giải thích thành công hiện tượng tĩnh điện và thậm chí cạnh tranh với nhau.
Được phát minh vào năm 1799 bởi một cực volt và khám phá hiện tượng điện phân dẫn đến kết luận rằng trong quá trình điện phân dung dịch và chất lỏng trong chúng, có hai điện tích trái dấu theo hướng chuyển động của điện tích - âm và dương. Đây là chiến thắng của lý thuyết nhị nguyên, bởi vì khi nước bị phân hủy, giờ đây có thể quan sát cách bong bóng oxy được giải phóng trên điện cực dương, trong khi hydro được giải phóng trên điện cực âm.
Nhưng không phải mọi thứ đều suôn sẻ ở đây. Lượng khí thải phát ra khác nhau. Hydrogen đã được giải phóng gấp đôi so với oxy.Nhà vật lý này gặp khó khăn. Sau đó, các nhà hóa học không biết rằng trong phân tử nước có hai nguyên tử hydro và chỉ có một nguyên tử oxy.
Những lý thuyết này không phải ai cũng hiểu.
Nhưng vào năm 1820, Andre-Marie Ampère, trong một bài báo trình bày với các thành viên của Viện hàn lâm Khoa học Paris, trước tiên quyết định chọn một trong những hướng hiện tại là hướng chính, nhưng sau đó đưa ra một quy tắc theo đó có thể xác định chính xác ảnh hưởng của nam châm đối với dòng điện.
Để không phải lúc nào cũng nói về hai dòng điện ngược chiều của hai dòng điện, để tránh sự lặp lại không cần thiết, Ampere quyết định nghiêm túc lấy hướng chuyển động của dòng điện dương làm hướng của dòng điện. Vì vậy, lần đầu tiên bởi Ampere, quy tắc được chấp nhận chung về hướng của dòng điện đã được giới thiệu cho đến nay.
Sau đó, bản thân Maxwell đã tuân thủ vị trí này, khi đã phát minh ra quy tắc gimlet 'của Google, xác định hướng của từ trường của cuộn dây. Nhưng câu hỏi về hướng thực sự của dòng điện vẫn mở. Faraday đã viết rằng tình trạng này chỉ có điều kiện, nó thuận tiện cho các nhà khoa học, và giúp họ xác định rõ ràng hướng của dòng hải lưu. Nhưng đây chỉ là một công cụ thuận tiện.
Sau khi Faraday phát hiện ra cảm ứng điện từ, việc xác định hướng của dòng điện cảm ứng trở nên cần thiết. Nhà vật lý người Nga Lenz đã đưa ra một quy tắc: nếu một dây dẫn kim loại di chuyển gần một dòng điện hoặc nam châm, thì một dòng điện phát sinh trong đó. Và hướng của dòng điện mới nổi là dây cố định sẽ xuất phát từ hành động của nó thành chuyển động ngược lại với sự dịch chuyển ban đầu. Quy tắc đơn giản, dễ hiểu.
Ngay cả sau khi phát hiện ra một điện tử, quy ước này đã tồn tại hơn một thế kỷ rưỡi. Với việc phát minh ra một thiết bị như đèn điện tử, với sự ra đời rộng rãi của chất bán dẫn, khó khăn bắt đầu nảy sinh. Nhưng kỹ thuật điện, như trước đây, hoạt động trên các định nghĩa cũ. Đôi khi điều này gây ra sự nhầm lẫn thực sự. Nhưng thực hiện điều chỉnh sẽ gây ra nhiều bất tiện.
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: