Categories: Articles destacats » Fets interessants
Nombre de visualitzacions: 14370
Comentaris sobre l'article: 1
Per on flueix l’electricitat?
Un corrent elèctric sorgeix en un circuit elèctric que inclou una font de corrent i un consumidor d’electricitat. Però, en quina direcció es produeix aquest corrent? Tradicionalment, es creu que en el circuit extern el corrent té una direcció des del plus de la font a menys, mentre que dins de la font d’energia es troba de menys a més.
De fet, el corrent elèctric és el moviment ordenat de les partícules carregades elèctricament. Si el conductor és de metall, aquestes partícules són electrons, partícules carregades negativament. Tanmateix, en el circuit extern, els electrons es mouen precisament de menys (pol negatiu) al plus (pol positiu), i no de plus a menys.
Si s’inclou en un circuit extern díode semiconductor, quedarà clar que el corrent només és possible quan el díode està connectat pel càtode en la direcció de menys. D’aquí es dedueix que la direcció contrària al moviment real dels electrons es pren com la direcció del corrent elèctric al circuit.
Si tracem la història de la formació de l’enginyeria elèctrica com a ciència independent, podem entendre d’on va sorgir un enfocament tan paradoxal.
L’investigador nord-americà Benjamin Franklin va presentar en el seu temps una teoria unitària (unificada) de l’electricitat. Segons aquesta teoria, la matèria elèctrica és un líquid sense pes que pot sortir d’alguns cossos, alhora que s’acumula en d’altres.
Segons Franklin, hi ha un fluid elèctric a tots els cossos, però els cossos s’electrifiquen només quan hi ha un excés o falta de líquid elèctric (fluid elèctric). La manca de líquid elèctric (segons Franklin) significava electrificació negativa, i l’excés - positiva.
Aquest va ser l’inici dels conceptes de càrrega positiva i càrrega negativa. En el moment de la connexió de cossos carregats positivament amb cossos negativament, el fluid elèctric flueix des d’un cos amb una gran quantitat de fluid elèctric a cossos amb una quantitat reduïda d’aquest. Això és similar a un sistema de bucs comunicants. Un concepte estable de corrent elèctric, el moviment de les càrregues elèctriques, ha entrat en ciència.
Aquesta hipòtesi de Franklin va precedir la teoria electrònica de la conducció, però va resultar estar lluny de ser perfecta. El físic francès Charles Dufe va descobrir que en realitat hi ha dos tipus d'electricitat, que obeeixen individualment la teoria de Franklin, però que es neutralitzen mútuament al contacte. Va aparèixer una nova teoria dualista (dual) de l’electricitat, plantejada pel científic natural Robert Simmer basada en els experiments de Charles Dufe.
Quan es frega, per electrificar els cossos electrificats, no només es carrega el cos fregat, sinó també el que es frega. La teoria dualista afirmava que, en l’estat ordinari, els cossos contenien dos tipus de fluid elèctric i en quantitats diferents que es neutralitzen mútuament. L’electrificació s’explicava pel canvi de la relació d’electricitat negativa i positiva en els cossos electrificats.
Tant la hipòtesi de Franklin com la de Simmer van explicar amb èxit els fenòmens electrostàtics i fins i tot van competir entre ells.
Inventat el 1799 per un pol de vol i descobriment fenòmens d’electròlisi va arribar a la conclusió que durant l'electròlisi de solucions i líquids en ells hi ha dues càrregues oposades en el sentit del moviment de les càrregues: negatives i positives. Aquest va ser el triomf de la teoria dualista, ja que quan es descomponia l’aigua, ara es podia observar com s’alliberaven bombolles d’oxigen a l’elèctrode positiu, mentre que l’hidrogen s’alliberava a l’elèctrode negatiu.
Però no tot va anar bé. La quantitat de gasos emesos va resultar diferent. L’hidrogen es va alliberar el doble d’oxigen.Això va desconcertar els físics. Aleshores, els químics no tenien ni idea que a la molècula d’aigua hi ha dos àtoms d’hidrogen i només un àtom d’oxigen.
Aquestes teories no eren enteses per tothom.
Però el 1820, Andre-Marie Ampère, en un document presentat a membres de l'Acadèmia de Ciències de París, primer decideix escollir una de les direccions dels corrents com a principal, però després dóna una regla segons la qual és possible determinar amb precisió l'efecte dels imants sobre els corrents elèctrics.
Per tal de no parlar tot el temps sobre dos corrents oposats dels dos corrents elèctrics, per evitar repeticions innecessàries, Ampere va decidir prendre estrictament la direcció del moviment de l’electricitat positiva com la direcció del corrent elèctric. Així, per primera vegada per Ampere, es va introduir fins ara la regla generalment acceptada de la direcció del corrent elèctric.
Més tard, el mateix Maxwell es va adherir a aquesta posició, després d’haver inventat la regla “gimlet”, que determina la direcció del camp magnètic de la bobina. Però la qüestió de la veritable direcció del corrent elèctric va romandre oberta. Faraday va escriure que aquest estat de les coses només és condicional, és convenient per als científics i els ajuda a determinar clarament la direcció dels corrents. Però això només és una eina convenient.
Després que Faraday descobrís la inducció electromagnètica, va ser necessari determinar la direcció del corrent induït. El físic rus Lenz va donar una regla: si un conductor metàl·lic es mou a prop d’un corrent o un imant, hi entra un corrent galvànic. I la direcció del corrent emergent és tal que el fil fixe sortiria de la seva acció en moviment contrari al desplaçament inicial. Regla senzilla, fàcil d'entendre.
Fins i tot després del descobriment d’un electró, aquesta convenció existeix des de fa més d’un segle i mig. Amb la invenció d’un dispositiu com una làmpada electrònica, amb la introducció generalitzada de semiconductors, van començar a sorgir dificultats. Però l’enginyeria elèctrica, com abans, funciona amb antigues definicions. De vegades això provoca confusions reals. Però fer ajustaments causarà més molèsties.
Llegiu també:Cablejat i canalització: analogies i diferències
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: