Où coule l'électricité?

Un courant électrique apparaît dans un circuit électrique comprenant une source de courant et un consommateur d'électricité. Mais dans quelle direction ce courant se produit-il? On pense traditionnellement que dans le circuit externe, le courant a une direction allant du plus de la source vers le moins, tandis qu'à l'intérieur de la source d'alimentation, il est de moins vers le plus.

En effet, le courant électrique est le mouvement ordonné des particules chargées électriquement. Si le conducteur est en métal, ces particules sont des électrons - des particules chargées négativement. Cependant, dans le circuit externe, les électrons se déplacent précisément du moins (pôle négatif) au plus (pôle positif), et non du plus au moins.

Si inclus dans un circuit externe diode semi-conductrice, il deviendra clair que le courant n'est possible que lorsque la diode est connectée par la cathode dans le sens du moins. Il en résulte que la direction opposée au mouvement réel des électrons est prise comme direction du courant électrique dans le circuit.

Si nous retraçons l'histoire de la formation du génie électrique en tant que science indépendante, nous pouvons comprendre d'où vient une telle approche paradoxale.

Le chercheur américain Benjamin Franklin a proposé en son temps une théorie unitaire (unifiée) de l'électricité. Selon cette théorie, la matière électrique est un liquide en apesanteur qui peut s'écouler de certains corps, tout en s'accumulant dans d'autres.

Selon Franklin, il y a un fluide électrique dans tous les corps, mais les corps ne s'électrifient que lorsqu'il y a un excès ou un manque de fluide électrique (fluide électrique) en eux. Le manque de fluide électrique (selon Franklin) signifiait une électrification négative et l'excès - positif.

Ainsi, les concepts de charge positive et de charge négative ont été posés. Au moment de la connexion de corps chargés positivement avec des corps chargés négativement, le fluide électrique s'écoule d'un corps avec une grande quantité de fluide électrique vers des corps avec une quantité réduite de celui-ci. Ceci est similaire à un système de vases communicants. Un concept stable de courant électrique, le mouvement des charges électriques, est entré dans la science.

Cette hypothèse de Franklin a précédé la théorie électronique de la conduction, mais elle s'est avérée loin d'être parfaite. Le physicien français Charles Dufe a découvert qu'en réalité il existe deux types d'électricité, qui obéissent individuellement à la théorie de Franklin, mais se neutralisent mutuellement au contact. Une nouvelle théorie dualiste (dual) de l'électricité est apparue, proposée par le naturaliste Robert Simmer sur la base des expériences de Charles Dufe.

Lors du frottement, afin d'électrifier les corps électrifiés, non seulement le corps frotté, mais aussi celui frotté se chargent. La théorie dualiste a affirmé que dans l'état ordinaire, les corps contenaient deux types de fluide électrique et en différentes quantités qui se neutralisent. L'électrification s'explique par une variation du rapport de l'électricité négative et positive dans les corps électrifiés.

L'hypothèse de Franklin et l'hypothèse de Simmer ont toutes deux expliqué avec succès les phénomènes électrostatiques et se sont même affrontées.

Inventé en pôle 1799 volts et découverte phénomènes d'électrolyse conduit à la conclusion que pendant l'électrolyse des solutions et des liquides en eux, il y a deux charges opposées dans le sens du mouvement des charges - négative et positive. Ce fut le triomphe de la théorie dualiste, car lorsque l'eau était décomposée, il était désormais possible d'observer comment les bulles d'oxygène étaient libérées sur l'électrode positive, tandis que l'hydrogène était libéré sur l'électrode négative.

Mais tout n'était pas fluide ici. La quantité de gaz émis s'est avérée différente. L'hydrogène a été libéré deux fois plus que l'oxygène.Cela déconcerta les physiciens. Ensuite, les chimistes n'avaient aucune idée que dans la molécule d'eau, il y avait deux atomes d'hydrogène et un seul atome d'oxygène.

Ces théories n'étaient pas comprises par tout le monde.

Mais en 1820, André-Marie Ampère, dans un ouvrage présenté aux membres de l'Académie des sciences de Paris, décide d'abord de choisir l'une des directions des courants comme principale, mais donne ensuite une règle selon laquelle il est possible de déterminer avec précision l'effet des aimants sur les courants électriques.

Afin de ne pas parler tout le temps de deux courants opposés des deux courants électriques, afin d'éviter des répétitions inutiles, Ampère a décidé de prendre strictement la direction du mouvement de l'électricité positive comme direction du courant électrique. Ainsi, pour la première fois par Ampère, la règle généralement acceptée de la direction du courant électrique a été introduite jusqu'à présent.

Plus tard, Maxwell lui-même a adhéré à cette position, ayant inventé la règle du «vrille», qui détermine la direction du champ magnétique de la bobine. Mais la question de la véritable direction du courant électrique est restée ouverte. Faraday a écrit que cet état de fait n'est que conditionnel, il est pratique pour les scientifiques et les aide à déterminer clairement la direction des courants. Mais ce n'est qu'un outil pratique.

Après que Faraday a découvert l'induction électromagnétique, il est devenu nécessaire de déterminer la direction du courant induit. Le physicien russe Lenz a donné une règle: si un conducteur métallique se rapproche d'un courant ou d'un aimant, alors un courant galvanique se produit en lui. Et la direction du courant émergent est telle que le fil fixe proviendrait de son action en mouvement opposé au déplacement initial. Règle simple et facile à comprendre.

Même après la découverte d'un électron, cette convention existe depuis plus d'un siècle et demi. Avec l'invention d'un dispositif tel qu'une lampe électronique, avec l'introduction généralisée des semi-conducteurs, des difficultés ont commencé à se poser. Mais le génie électrique, comme auparavant, fonctionne sur de vieilles définitions. Parfois, cela crée une réelle confusion. Mais faire des ajustements entraînera plus de désagréments.

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