И така, в каква посока тече токът?
Автор: Александър Иванович Шерешевец
„Електрически ток, насочено (подредено) движение на заредени частици: електрони, йони и др. Условно, посоката на движение на положителните заряди се приема за посока на електрическия ток.“ Голям енциклопедичен речник.
От конвенциите към сигурността.
От началото на познаването на електричеството и описанието на електрическите явления с помощта на взаимосвързани закони са били разглеждани само две взаимно противоположни предположения относно посоката на движение на тока: - токът протича от "+" към "-", - токът тече от "-" към "+", и досега никой не е изложил третото предположение: електрическият ток е движението на противоположни електрически заряди в затворена верига ЕДИН СЪМ ДРУГ ! Но това предположение има същото право на съществуване като предходните две, тъй като нито едно от тях (първите две) досега не е недвусмислено доказано. Сега може да се разглежда по следния начин - на въпроса: "В каква посока протича електрическият ток?" - Има три възможни отговора: 1.Токът протича от "+" към "-". 2.Токът протича от "-" до "+". 3.Електрическият ток е движението на противоположни електрически заряди в затворена верига ЕДИН СРЕЩУ ДРУГ. Изберете от тях този, в който няма противоречия. Този правилен отговор трябва да е третият вариант, който се подлага на обсъждане, за да сложим окончателно точката на i.
В каква посока протича електрическият ток през проводник?
Въпросът за посоката, в която тече електрическият ток, далеч не е празен и може да бъде от съществено практическо значение, а именно: ако успее в товаявлението да даде логично обосновано обяснение, различно от съществуващото, това ще позволи, първо, да се обяснят правилно много все още неразбираеми електрически явления; второ, за създаване на нови технически решения в много области на приложение на електричеството и трето, накрая, за нови открития. Такива обяснения като: "така се е случило исторически" или "така са ни учили в училище в часовете по физика" не могат да задоволят нормален, любознателен човек и в частност "техник". Или иначе: "не ни интересува в каква посока тече токът, основното е какво действие извършва." На някои не им пука, но на мен не ми пука! Веднага ще отбележа: във всички повече или по-малко научни трактати тази тема е усърдно премълчавана.
Част 1. И така, нека се обърнем към нашите електрони или по-скоро към „свободните електрони“. С тях започна всичко. Една от малките фирми реши да създаде производство на устройства за защита на метални конструкции от корозия. Устройството се състоеше само от една единствена радио тръба от всякакъв тип в диодна връзка. Анодът на лампата се свързва към защитената метална конструкция, подава се съответното напрежение към блясъка и това е! Ефектът е невероятен! Когато е във влажна среда, несвързана контролна проба от метал става ръждясала след няколко часа, а върху свързаната едва забележими следи от корозия се появяват само след няколко седмици. Авторът и разработчикът на това устройство беше абсолютно убеден, че свободните електрони (в лампата), които напуснаха катода и достигнаха анода, преминавайки към метална структура, се разпределят по повърхността и образуват защитен слой от свободни електрони. На практика, след инсталирането на тези устройства на автомобили, желаният ефект не последва. Причината беше, че използваната директна лампа с нажежаема жичказахранва директно от батерията. Достатъчно беше да се развърже нажежаемата жичка на лампата чрез трансформатор на напрежение и да се осигури галванична връзка между катода и земната повърхност чрез изолиран от тялото на машината антистатичен заземен електрод, след което всичко заработи правилно. Тогава възникна въпросът: защо всичко работи? Дори не трябваше да търся отговор - в крайна сметка това е просто източник на ток, само с безкрайно голямо вътрешно съпротивление, тоест източник на емф, което по същество е едно и също нещо. Такъв източник (лампа 1Zh24B, "-" на анода, "+" на катода) произвежда само няколкостотин миливолта, т.е. точно толкова, колкото е необходимо за неутрализиране на окислителните процеси. Въпреки това, тези явления и ефекти са известни отдавна и са достатъчно проучени, но досега никой не е класирал вакуумната тръба като клас източници на ток. Тя (електронната тръба) винаги се е считала за специално устройство, със свойства, на които е надарено (откриване, усилване, генериране и т.н.) и никога не е била считана за източник на ток, и точно това обстоятелство беше причината за диаметрално противоположни тълкувания по отношение на посоката на протичане на тока и не позволи довеждането на класическата електронна теория до завършен вид. За да се внесе пълна яснота по въпроса за посоката на протичане на тока, трябва да се подчертае следното: както е известно, в природата и на практика са известни два вида токове: - ток във вътрешната верига на източник на ток - тоест принуждаване на електроните да се движат под въздействието на външни сили, което осигурява образуването на хетерополярни заряди, - ток във външна (затворена) верига, където се използват същите тези заряди, които се стремят да стигнат до равновесие състояние, и дори да свършат някаква работа. Тезитоковете, ако са в една и съща верига, са еднакви по големина, но доста различни по природа. И така, нека се опитаме да го разберем, разсъждаваме логично: ако се твърди, че електрическият ток в метален проводник е подредено движение на заредени частици от един полюс към друг, това предполага, че единият от полюсите е по-важен от другия. Представете си тази картина: затворихме електрическа верига, например, много дълга, "плюсът" лежи и чака, докато "минусът" си проправи път към него през кристалните решетки на проводника, или обратното, "минусът" лежи, а "плюсът" лети към него! Ето как пишат за това в учебниците по физика: "Електрическият ток във веригата се установява във времето t = L / c, където L е дължината на веригата, c е скоростта на светлината във вакуум. Времето t съвпада с времето на установяване на стационарно електрическо поле по веригата и появата на подредено движение на електрони непосредствено в цялата верига. Следователно електрическият ток възниква почти едновременно със затварянето на веригата ." (Наръчник по физика, B.M. Yavorsky, A.A. Detlaf, 1985) Моля, обърнете внимание: "почти едновременно" - тоест това означава, че е по-бързо от скоростта на светлината! да Дядо Максуел вече се обръща в гроба. Сега си представете отново (за по-голяма яснота с конкретни стойности): Самотен метален проводник с достатъчно висока проводимост, например с дължина 300 km, както и източник на ток с достатъчно напрежение и мощност. Изводите на проводника са разположени близо до източника на ток. Източникът на ток и проводникът са в равновесие един спрямо друг и диелектрика около тях, ние също знаем скоростта на светлината. Времето за преодоляване на това разстояние от светлина и съответно от електрически ток е 1 (една) милисекунда. И така, въпросът е: как щеелектрически заряди във времето по протежение на проводника, ако направим едновременно свързване на изводите на проводника с изводите на източника на ток? Отговор: 1. В момента на свързване клемите на проводника ще получат потенциалите на съответните полюси на източника на ток, все още няма ток във веригата. 2. Освен това, по двата извода на проводника, електрическите заряди, без да срещат препятствия (с изключение на енергийните разходи за поляризацията на диелектрика, заобикалящ проводника), се втурват към противоположните полюси със скоростта на светлината, т.е. ЕДИН СЪМ ДРУГ, опитвайки се да приведат затворената верига в равновесно състояние. 3. От средата на пътя (т.е. след 0,5 ms) зарядите започват да се движат сякаш един през друг, докато изпитват съпротивление и изразходват натрупаната енергия за преодоляване на това съпротивление, което се проявява под формата на отделяне на топлина и образуване на магнитно поле около проводника. 4. И накрая, нараствайки, след още 0,5 ms токът достига максималната си стойност и резултатът е работата, която той (токът) извършва под формата на отделяне на топлина и образуване на магнитно поле. И така, какво всъщност е електрическият ток и в каква посока тече? И така, определението: Електрическият ток във външна затворена електрическа верига е движението на електрически заряди с различна полярност в проводяща среда, насочени към противоположните полюси на източника на ток, тоест ЗАЕДНО ЕДИН С ДРУГ. А къде отиде електронът, който се движи по металния проводник? И електронът остана там, в източника на ток, където може да се движи бавно, за да поддържа скоростта на светлината. Да се върнем към вакуумната тръба: получавайки допълнителна енергия поради нагряване, електронът, след като се освободи, достига до неутралния анод (анодът става отрицателен полюс на такъв източник на ток) и влизаобхваща металните атоми и е принуден да им отдаде енергията си, а без енергия той вече е никой и тук е излишен, така че е избутан в диелектриците, местата им са освободени, защото съседните електрони отлетяха да заемат празни места на катода. Накратко, броят на електроните в равновесна среда: единият полюс на източника на ток - диелектрик - другият полюс на източника на ток, винаги остава постоянен, електроните в източника на ток служат само като носители на заряд и не могат да се движат бързо (със скоростта на светлината) в металите - доказан факт. Друго определение: Източник на ток е устройство или среда, която винаги се състои от два полюса, където условията за образуване и съхраняване на хетерополярни електрически заряди под въздействието на външни сили се изпълняват чрез еднопосочно движение на полусвободни електрони от един полюс към друг. Заключение: признаването на горните твърдения за справедливи ще премахне всички противоречия, които са съществували досега в класическата електронна теория.
Всички статии на CQHAM.RU Експорт на статии от сървъра на CQHAM.RU