Sentido da corrente elétrica

Conectamos o LED à bateria do dedo e, se a polaridade for observada corretamente, ela acenderá. Em que direção a corrente se estabelecerá? Hoje em dia, todo mundo sabe disso por dentro e por fora. E, portanto, dentro da bateria de menos para mais - afinal, a corrente neste circuito elétrico fechado é constante.

A direção do movimento das partículas carregadas positivamente é considerada a direção da corrente no circuito, mas afinal, os elétrons se movem nos metais e, sabemos, são carregados negativamente. Isso significa que, na realidade, o conceito de "direção atual" é uma convenção. Vamos descobrir por que, conforme os elétrons passam pelo circuito de menos para mais, todos ao seu redor dizem que a corrente vai de mais para menos... Por que isso é um absurdo?

A resposta está na história da formação da engenharia elétrica. Quando Franklin desenvolveu sua teoria da eletricidade, ele considerou seu movimento como o de um fluido, que parecia fluir de um corpo para outro. Onde há mais fluido elétrico, ele flui na direção onde há menos.

Por esta razão, Franklin chamou corpos com excesso de fluido elétrico (condicionalmente!) Eletrificados positivamente, e corpos com falta de fluido elétrico, eletrificados negativamente. É daí que vem a ideia de movimento. cargas elétricas… A carga positiva flui, como se através de um sistema de vasos comunicantes, de um corpo carregado para outro.

Mais tarde, o pesquisador francês Charles Dufay em seus experimentos com fricção eletrizante descobriu que não apenas os corpos atritados, mas também os corpos atritados são carregados e, ao entrar em contato, as cargas de ambos os corpos são neutralizadas. Acontece que na verdade existem dois tipos separados de carga elétrica que, quando interagem, se anulam. Essa teoria das duas eletricidades foi desenvolvida pelo contemporâneo de Franklin, Robert Simmer, que se convenceu de que algo na teoria de Franklin não estava totalmente correto.

O físico escocês Robert Simmer usava dois pares de meias: meias quentes de lã e uma segunda de seda por cima. Ao tirar as duas meias do pé de uma vez e depois tirar uma meia da outra, notou o seguinte quadro: as meias de lã e de seda incharam, como se tomassem a forma de seus pés e grudassem nitidamente uma na outra. Ao mesmo tempo, meias feitas do mesmo material, como lã e seda, se repelem.

Se Simmer segurava duas meias de seda em uma das mãos e duas meias de lã na outra, ao juntar as mãos, a repulsão das meias do mesmo material e a atração das meias de materiais diferentes levavam a uma interação interessante entre elas: diferentes meias como se se lançassem umas sobre as outras e se entrelaçassem em uma bola.

Observações sobre o comportamento de suas próprias meias levaram Robert Simmer à conclusão de que em todo corpo não existe um, mas dois fluidos elétricos, positivo e negativo, que estão contidos no corpo em quantidades iguais.

Quando dois corpos se esfregam, um deles pode passar de um corpo para outro, então haverá excesso de um dos líquidos em um corpo e sua deficiência no outro. Ambos os corpos ficarão eletrificados, opostos em sinal de eletricidade.

No entanto, os fenômenos eletrostáticos podem ser explicados com sucesso usando a hipótese de Franklin e a hipótese de Simmer de duas forças elétricas. Essas teorias vêm competindo entre si há algum tempo.

Quando em 1779 Alessandro Volta criou sua coluna voltaica, após a qual a eletrólise foi estudada, os cientistas chegaram à conclusão inequívoca de que, de fato, duas correntes opostas de portadores de carga se movem em soluções e líquidos - positiva e negativa. A teoria dualista da corrente elétrica, embora não compreendida por todos, triunfou.

Finalmente, em 1820, falando perante a Academia de Ciências de Paris, Ampere propôs escolher uma das direções do movimento da carga como a direção principal da corrente. Foi conveniente para ele fazer isso porque Ampere estava estudando a interação das correntes entre si e das correntes com ímãs. E assim, toda vez durante uma mensagem, quanto mais dois fluxos de carga oposta se movem em duas direções ao longo de um fio.

Ampere propôs simplesmente tomar a direção do movimento da eletricidade positiva pela direção da corrente e o tempo todo falar da direção da corrente, o que significa o movimento de uma carga positiva... Desde então, a posição da direção da a corrente proposta por Ampere foi aceita em todos os lugares e é utilizada até hoje.

Quando Maxwell desenvolveu sua teoria do eletromagnetismo e decidiu aplicar a regra do parafuso à direita por conveniência na determinação da direção do vetor de indução magnética, ele também aderiu a esta posição: a direção da corrente é a direção do movimento de uma carga positiva.

Faraday, por sua vez, observa que a direção da corrente é condicional, é apenas uma ferramenta conveniente para os cientistas determinarem inequivocamente a direção da corrente. Lenz introduzindo sua regra de Lenz (ver - Leis básicas da engenharia elétrica), também usa o termo «direção da corrente» para significar o movimento da eletricidade positiva. É apenas conveniente.

E mesmo depois que Thomson descobriu o elétron em 1897, a convenção da direção da corrente ainda se manteve. Mesmo que apenas os elétrons realmente se movam em um fio ou no vácuo, a direção inversa ainda é considerada como a direção da corrente - de mais para menos.

Mais de um século após a descoberta do elétron, apesar das idéias de Faraday sobre os íons, mesmo com o surgimento de tubos de elétrons e transistores, embora houvesse dificuldades nas descrições, o estado de coisas usual ainda permanece. Portanto, é mais conveniente trabalhar com correntes, navegar em seus campos magnéticos, e parece que isso não causa dificuldades reais para ninguém.

Veja também:Condições para a existência de corrente elétrica