Почему принято считать, что электрический ток движется от положительного заряда к отрицательному? Ток движется от плюса к минусуНаука в Сибири | Почему принято считать, что электрический ток движется от положительного заряда к отрицательному?Отвечает: старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, кандидат физико-математических наук Евгений Михайлович Балдин.
Достоверно известно, что электрический ток — это направленное движение электронов или, в некоторых случаях, положительных или отрицательных ионов. Электричество как таковое также связано с понятием ЭДС, то есть для тока в проводнике нужна разность потенциалов. Тогда направление движения тока при движении электронов и отрицательно заряженных ионов будет от отрицательного полюса к положительному, так как одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. Движение же положительных ионов будет связано с движением обратным по направлению. Почему тогда официально считается, что ток идет всегда от плюса к минусу и такое же направление указывается на электрических схемах?! Преподаватели физики мне отвечали, что так сложилось исторически, но ведь в двух случаях из трех это ошибка. Так тогда как понимать? Дело в том, что электрический ток стали изучать задолго до того, как разобрались с его «переносчиками». Наверное, первые систематические опыты с ним можно датировать 1801 годом, когда итальянский учёный Алессандро Вольта опустил в банку с кислотой две пластинки — цинковую и медную. Так возникла первая батарея — Вольтов столб, хотя, безусловно, электрические явления не были в тот период новостью. Например, в то же время Бруньятелли осуществил посеребрение, оцинкование и омеднение электродов. Позже последовали опыты Эрстеда, Ампера, Ома, Фарадея и множества других исследователей. В 1861-1862 годах английский физик Джеймс Кларк Максвелл опубликовал свои труды, которые привели к возникновению четырёх уравнений Максвелла — своеобразное обобщение всех классических электрических и магнитных явлений. Исследования об электричестве и магнетизме стали единой классической электродинамикой. То есть на тот момент людям уже пришлось договориться о единых понятиях направления тока, но что именно выступает в проводниках в качестве переносчика зарядов, тогда известно не было. Электроны в чистом виде были выделены только в 1869 году немецким исследователем Иоганном Вильгельом Гитторфом, когда он впервые наблюдал катодные лучи — потоки электронов, испускаемых катодом. Они используются в старых телевизорах, осциллографах, радиолампах и электронных микроскопах. Это случилось уже позже формирования уравнений Максвелла, кроме того, на осознание, что именно такое катодные лучи, то есть на собственно открытие электрона ушло ещё 28 лет, пока этим вопрос вплотную не занялся английский физик Джозеф Джон Томсон. Поделись с друзьями:www.sbras.info от минуса к плюсу или наоборот?Образование 18 сентября 2013Все мы хорошо знаем, что электричество представляет собой направленный поток заряженных частиц в результате воздействия электрического поля. Это вам скажет любой школьник. А вот вопрос о том, каково направление тока и куда деваются эти самые частицы, многих может поставить в тупик. Суть вопроса Как известно, в проводнике электричество переносят электроны, в электролитах – катионы и анионы (или попросту ионы), в полупроводниках электроны работают с так называемыми «дырками», в газах – ионы с электронами. От наличия свободных элементарных частиц в том или ином материале и зависит его электропроводность. При отсутствии электрического поля в металлическом проводнике ток идти не будет. Но как только на двух его участках возникнет разность потенциалов, т.е. появится напряжение, в движении электронов прекратится хаос и наступит порядок: они начнут отталкиваться от минуса и направятся в сторону плюса. Казалось бы, вот и ответ на вопрос «Каково направление тока?». Но не тут-то было. Достаточно заглянуть в энциклопедический словарь или просто в любой учебник по физике, как сразу станет заметно некое противоречие. Там говорится, что условно словосочетание «направление тока» обозначает направленное движение положительных зарядов, другими словами: от плюса к минусу. Как быть с этим утверждением? Ведь здесь невооруженным глазом заметно противоречие! Сила привычки Когда люди научились составлять цепь постоянного тока, они еще не знали о существовании электрона. Тем более, в то время не подозревали что он движется от минуса к плюсу. Когда Ампер предложил в первой половине 19-го столетия направление тока от плюса к минусу, все восприняли это как должное и это решение никто не стал оспаривать. Прошло 70 лет, пока люди не выяснили, что ток в металлах происходит благодаря движениям электронов. А когда они это поняли (это случилось в 1916 году), все настолько привыкли к сделанному Ампером выбору, что уже не стали ничего менять. «Золотая середина» В электролитах отрицательно заряженные частицы движутся к катоду, а положительные - к аноду. То же самое происходит и в газах. Если подумать, какое направление тока будет в этом случае, в голову приходит только один вариант: перемещение разнополярных электрических зарядов в замкнутой цепи происходит навстречу друг другу. Если принять это утверждение за основу, то оно снимет существующее ныне противоречие. Возможно, это вызовет удивление, но еще более 70 лет назад ученые получили документальные подтверждения того, что противоположные по знаку электрические заряды в проводящей среде действительно движутся друг другу навстречу. Данное утверждение будет справедливо для любого проводника вне зависимости от его типа: металла, газа, электролита, полупроводника. Как бы там ни было, остается надеяться, что со временем физики устранят путаницу в терминологии и примут однозначное определение того, что же все-таки такое направление движения тока. Привычку, конечно, менять сложно, но ведь нужно же наконец поставить все на свои места. Комментарии  Идёт загрузка... Похожие материалы  Духовное развитие О чем говорит сонник? Труп во сне - к несчастью или наоборот?Не стоит пугаться, если во сне привиделся труп. Сонник каждого автора толкует этот сон по-своему, и не всегда он предвещает беду или неприятности. Толкование сна учитывает также детали и обстоятельства, которые были в...  Здоровье Передается ли цистит от женщины к мужчине и наоборот половым путем?Передается ли цистит от женщины к мужчине и наоборот? Чтобы ответить на поставленный вопрос, следует знать пути заражения, посредством которых рассматриваемое заболевание поражает организм человека.  Образование Порядок и хаос в природе. Какие существуют примеры перехода от хаоса к порядку и наоборот?Живую природу можно назвать самым ярким образцом упорядочивания и самоорганизации, то же самое можно сказать и о мире неживой природы. Существуют ли конкретные примеры перехода от хаоса к порядку и наоборот? Давайте р...  Здоровье Дальнозоркость - это плюс или минус? Причины дальнозоркости. Дальнозоркость возрастная Здоровье Близорукость - это "плюс" или "минус"? Операция на глаза: близорукостьОфтальмологи часто слышат от пациентов вопрос: «Близорукость – это "плюс" или "минус"?» И речь идет вовсе не о достоинствах или недостатках такого патологического явления. Конечно же, ничего хорошего...  Здоровье Мазь от укусов комаров - плюсы и минусы подобных препаратов. Лето – самая чудесная пора, когда хочется улыбаться всем и каждому, демонстрируя свое прекрасное настроение и внося в массы позитив, а также надев что-нибудь легкое, яркое и красивое, делать наш окружающий мир н...  Здоровье Эффективные Программы Снижения Веса - Плюс Или Минус?Компьютеры Чистка ноутбука от пыли. Научитесь сами или обратитесь к профессионаламПоявление ноутбуков и рост их популярности - это дань современного пользователя компактности и мобильности. Уступая по всем основным параметрам стационарным компьютерам, ноутбуки уверенно входят в нашу жизнь как удобн...  Новости и общество Самодостаточность — это стремление к одиночеству или бегство от реальности?В наше время модно быть сильным духом человеком. Дело даже не в моде, а в необходимости. Современный образ жизни не оставляет нам другого выбора. Постоянная конкуренция на работе и в личной жизни, растущие потребности...  В статье будет рассмотрена информация о том, черный провод - плюс или минус. Если нет под рукой специальных приборов, то как определить полярность проводов. Рассмотрим на примере магнитолы, как определить полярность. monateka.com Урок 1. Электричество: куда бегут электроны– В Европе теперь никто на пианино не играет,играют на электричестве.–На электричестве играть нельзя – током убьет.–А они в резиновых перчатках играют…–Э! В резиновых перчатках можно!«Мимино» Странно… Играют на электричестве, а убивает почему-то каким-то там током… Откуда в электричестве ток? И что это за ток? Здравствуйте, уважаемые! Давайте разбираться.Ну, во-первых, начнём с того, почему это играть на электричестве в резиновых перчатках всё-таки можно, а, например, в железных или свинцовых – нельзя, хотя металлические прочнее? Дело все в том, что резина не проводит электричество, а железо и свинец – проводят, поэтому и током ударит. Стоп-стоп… Мы идем не в ту сторону, давайте, разворачиваемся… Ага… Начинать нужно с того, что все в нашей Вселенной состоит из мельчайших частичек – атомов. Эти частички настолько малы, что, например, человеческий волос по толщине в несколько миллионов раз превосходит размер самого маленького атома водорода. Атом состоит (см. рисунок 1.1) из двух основных частей – положительно заряженного ядра, состоящего в свою очередь из нейтронов и протонов и вращающихся по определенным орбитам вокруг ядра электронов. Рисунок 1.1 – Строение электрона Суммарный электрический заряд атома всегда (!) равен нулю, то есть атом электрически нейтрален. Электроны имеют довольно сильную связь с атомным ядром, однако, если приложить некоторую силу и «вырвать» один или несколько электронов из атома (посредством нагревания или трения, например), то атом превратиться в положительно заряженный ион, поскольку величина положительного заряда его ядра будет больше величины отрицательного суммарного заряда оставшихся электронов. И наоборот, – если каким-либо образом добавить к атому один или несколько электронов (но не посредством охлаждения…), то атом превратится в отрицательно заряженный ион. Электроны, входящие в состав атомов любого элемента,абсолютно идентичны по своим характеристикам: заряду, размеру, массе. Теперь, если посмотреть на внутренний состав любого элемента можно увидеть, что не весь объем элемента занимают атомы. Всегда, в любом материале так же присутствуют как отрицательно заряженные, так и положительно заряженные ионы, причем процесс преобразования «отрицательно заряженный ион–атом–положительно заряженный ион» происходит постоянно. В процессе этого преобразования образуются так называемые свободные электроны – электроны, не связанные ни с одним из атомов или ионом. Оказывается, что различных веществ количество этих свободных электронов разное. Так же из курса физики известно, что вокруг любого заряженного тела (даже такого ничтожно малого, как электрон) существует так называемое невидимое электрическое поле, основными характеристиками которого являются напряженность и направление. Условно принято, что поле всегда направлено из точки положительного заряда к точке отрицательного заряда. Такое поле возникает, например, при натирании эбонитовой или стеклянной палочки о шерсть, при этом в процессе можно услышать характерный треск, явление которого мы рассмотрим позже. Причем, на стеклянной палочке будет образовываться положительный заряд, а на эбонитовой – отрицательный. Это как раз и будет означать переход свободных электронов одного вещества в другое (со стеклянной палочки в шерсть и из шерсти в эбонитовую палочку). Переход электронов означает изменение заряда. Для оценки этого явления существует специальная физическая величина – количество электричества, названная кулон, причем 1Кл= 6.24•1018 электронов. Исходя из этого соотношения заряд одного электрона (или его по-другому называют элементарным электрическим зарядом) равен: Два различных материала (серебро и золото) соединили друг с другом и поместили в электрическое поле на несколько месяцев. Если бы наблюдалось движение ионов между материалами, то в месте контакта должен был бы произойти процесс диффузии и в узкой зоне серебра образоваться золото, а в узкой зоне золота – серебро, но такого не произошло, что и доказало неподвижность «тяжелых» ионов. На рисунке 2.1 показано движение положительной и отрицательной частиц в электрическом поле: отрицательно заряженные электроны движутся против направления поля, а положительно заряженные частицы – по направлению поля. Однако это справедливо только для частиц, не входящих в кристаллическую решетку какого-либо материала и не связанных между собой межатомными связями. Рисунок 1.2 – Движение точечного заряда в электрическом поле Движение происходит именно таким образом, потому как одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые – притягиваются: на частицу всегда действуют две силы: сила притяжения и сила отталкивания. Так вот, именно упорядоченное движение заряженных частиц и называют электрическим током. Существует забавный факт: изначально считалось (до открытия электрона), что электрический ток порождён именно положительными частицами, поэтому направление тока соответствовало движению положительных частиц от «плюса» к «минусу», однако впоследствии обнаружилось обратное, но направление тока решено было оставить прежним, и в современной электротехнике осталась эта традиция. Так что всё на самом деле наоборот! Рисунок 1.3 – Строение атома Электрическое поле можно, хоть и характеризуется величиной напряженности, но создается вокруг любого заряженного тела. Например, если всё ту же стеклянную и эбонитовую палочки натереть о шерсть, то вокруг них возникнет электрическое поле. Электрическое поле существует около любого объекта и воздействует на другие объекты, сколь угодно далеко они бы ни располагались.Однако с ростом расстояния между ними напряженность поля уменьшается и её величиной можно пренебречь, так что два человека, стоящие рядом и имеющие некоторый заряд, хоть и создают электрическое поле, и между ними протекает электрический ток, но он настолько мал, что его величину трудно зафиксировать даже специальными приборами. Так вот, пора бы уже побольше рассказать о том, что это за характеристика – напряженность электрического поля. Начинается всё с того, что в 1785 году французский военный инженер Шарль Огюстен де Кулон, отвлекшись от рисования военных карт, вывел закон, описывающий взаимодействие двух точечных зарядов: Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. Мы не будем углубляться в то, почему это именно так, просто поверим на слово господину Кулону и введём некоторые условия для соблюдения этого закона:
Математически закон записывается следующим образом: Рисунок 1.4 – Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона Таким образом, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами возрастает при увеличении этих зарядов и уменьшается при увеличении расстояния между зарядами, причём увеличение расстояния в два раза приводит к уменьшению силы в четыре раза. Однако подобная сила возникает не только между двумя зарядами, но и между зарядом и полем (и опять электрический ток!). Логично было бы предположить, что на различные заряды одно и то же поле оказывает различное влияние. Так вот отношение силы взаимодействия поля и заряда к величине этого заряда и называется напряжённостью электрического поля. При условии, что заряд и поле неподвижны и не изменяют своих характеристик с течением времени.
Задачка:
← Введение | Содержание | Урок 2: Как пересчитать электроны → myblaze.ru ток течет от плюса к минусу или наоборот?Ток течет от плюса к минусу - условно, так это договорились считать ученые. Реально это не изучено. от катода (+) к аноду (-) =) ток можно рассматривать как движение электронов или дырок - встречные направления, но условно принято от плюса к минусу За направление тока условно выбрано направление движения "+" зарядов. Т. е от "+" к "-" Фактически в проводниках от минуса к плюсу и, как уже сказали при наличии ионов в обе стороны в ионизированной среде. В проводниках ток создается перемещением электронов, которые заряжены отрицательно и выходят они от минусового контакта. Договоренность считать направление тока от + к - глупа на мой взгляд, но крепко засела в головах и в нынешних реалиях приходится считать именно так, ибо легко запутаться потом. Думаю это элементарная психология виновата: + воспринимается нечто большим чем -, соответственно оттуда логичней всего "что-то" потечет, нежели из минуса, где "этого" мало или совсем нет. На самом деле - НАВСТРЕЧУ ДРУГ-ДРУГУ! "Когда Ампер предложил в первой половине 19-го столетия направление тока от плюса к минусу, все восприняли это как должное и это решение никто не стал оспаривать. Прошло 70 лет, пока люди не выяснили, что ток в металлах происходит благодаря движениям электронов. А когда они это поняли (это случилось в 1916 году), все настолько привыкли к сделанному Ампером выбору, что уже не стали ничего менять. ...В электролитах отрицательно заряженные частицы движутся к катоду, а положительные - к аноду. То же самое происходит и в газах. Если подумать, какое направление тока будет в этом случае, в голову приходит только один вариант: перемещение разнополярных электрических зарядов в замкнутой цепи происходит навстречу друг другу. Если принять это утверждение за основу, то оно снимет существующее ныне противоречие. Возможно, это вызовет удивление, но еще более 70 лет назад ученые получили документальные подтверждения того, что противоположные по знаку электрические заряды в проводящей среде действительно движутся друг другу навстречу. Данное утверждение будет справедливо для любого проводника вне зависимости от его типа: металла, газа, электролита, полупроводника. Как бы там ни было, остается надеяться, что со временем физики устранят путаницу в терминологии и примут однозначное определение того, что же все-таки такое направление движения тока. Привычку, конечно, менять сложно, но ведь нужно же наконец поставить все на свои места. _http://fb.ru/article/99367/napravlenie-toka-ot-minusa-k-plyusu-ili-naoborot_ Положительные электроны встречаются с отрицательными, и... К/З, а не перетекание! Постоянный ток течёт от минуса к плюсу. Доказательством тому является радиолампа. В ней ток течёт от катода (минус) к аноду (плюс). Понятно, для того чтобы исправить условную ошибку, необходимо хорошо потрудиться однажды, но ...видно не пришёл час. science.ques.ru Почему принято считать, что ток идет от ПЛЮСА к МИНУСУ?Давно читал где-то на эту тему, но подзабыл. Сейчас снова недоумеваю по этому поводу . 5 годов назад от вика викова7 ОтветыА он и туда, и туда, вот такой он ) Просто за направление тока принято движение протонов (в то время как свободные электроны все норовят от минуса к плюсу) . Ну, вот договорились так, что с ними поделаешь. ) 5 годов назад от Светлана Катриченко КАкие протоны, Василий? В проводнике, улетает валентный электрон и остается дырка, те. незаполненная орбиталь- получается Ион! протон сидит в ядре. Что касается диодов, то за счет их структуры (р-п-типа или наоборот) , у них есть область в которой носители заряда отсутствуют, попадающие туда электроны просто не могут преодолеть потенциальный барьер и сидят а этой яме ( Вылезут они от туда только если поле, созданное источником тока будет его уменьшать. наверное поэтому диод и рисуют >\ если ток идет как по стрелочке, он пройдет, если с другой стороны "упрется в стену". Кстати заряд электрона выбран как (-) тоже чисто условно. 5 годов назад от Александр Потому что так условились:за направление тока принять направление движения положительно заряженных частиц;или направление, противоположное направлению отрицательно заряженных частиц. Хотя, в Американских учебниках физики с точностью до НАОБОРОТ. Рационалисты! . |> . |) \=|-_7 ~~~~~~ Zhelayu uspekhov ! Vladimir Shchookin. 5 годов назад от Иван Ермаков Это чисто исторически принято, что направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. 5 годов назад от Olessia пропускают его положительную волну. То есть ток (положительные дырки) течет туда куда направлен диод, обратная волна запирается 5 годов назад от alsa96 ПЛЮС и МИНУС это всего лишь обозначения. Хоть как назови, но принцип движения тока от этого не изменится 5 годов назад от Магомед Нурмагомедов За направление тока принято движение положительных зарядов, это бывает, например, в жидкостях. Иногда бегут навстречу друг другу и положительные и отрицательные заряды, так бывает, например, в полупроводниках, иногда бегут только отрицательные заряды, например, в металлических проводниках, но направлением тока все равно считается направление, куда бежали бы положительные заряды. Так что получается, что направлением тока в металлах считается направление, противоположное тому, куда бегут электроны. Током считается перемещение действительного или фиктивного положительного заряда из одной точки пространства в другую, а произошло это потому, что из одной точки в другую перехал положительный заряд или же в другую сторону перехал отрицательный - неважно. С диодами тоже просто - считается, что через диоды может проходить ток только в направлении, указанном стрелкой в изображении диода (которая упирается в перпендикулярную черточку) . То есть ток через диод идет (поскольку он считается идущим от плюса к минусу) , когда на треугольнике плюс, а на черточке минус. Электроны, когда ток через диод идет, естественно, бегут в обратном направлении. 5 годов назад от Максим MСвязанные вопросы3 ответов 3 годов назад от Марьям Гайлибаева2 ответов 3 годов назад от Сергей Ревин1 ответ 2 годов назад от Валера Наумовengangs.ru Почему электроны бегут от минуса к плюсу, а при разработке схем принимается, что ток идет от плюса к минусу.Математика в лицахЗагадка: Кажется, что oдин из них лишний. Или лишних нет? Похожие: Альтернативные теории... Научные журналыТрадиционно самые значительные свои результаты учёные публикуют в научных журналах. Традиционный же научный журнал — это довольно... Квантовое запутывание фотоновКвантовое ззапутывание фотонов возможно не только в пространстве, но и во времени- http://science.compulenta.ru/710429/ Теги: потрясание устоями. Похожи Посоветуйте книгу по физикеЗдравствуйте, господа. Так вышло, что я посредственный математик. Даже вернее будет сказать, что я вообще не математик. Просто я хотя и... top-scientists.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Так при чем же здесь все эти электроны и атомы… А вот при чём. Если взять материал с большим содержанием свободных электронов и поместить его в электрическое поле, то все свободные электроны будут двигаться в направлении положительной точки поля, а ионы – поскольку они имеют сильные межатомные (межионные) связи –оставаться внутри материала, хотя по идее они должны двигаться к той точке поля, заряд которой противоположен заряду иона. Это было доказано с помощью простого эксперимента. 
где q1,q2 – величины взаимодействующих точечных зарядов,r – расстояние между этими зарядами,k – некоторый коэффициент, описывающий влияние среды.На рисунке ниже приведено графическое пояснение закона Кулона.
где F – сила взаимодействия,q – заряд.Причём, как говорилось ранее, поле имеет направление, и это возникает именно исходя из того, что сила взаимодействия имеет направление (является векторной величиной: одноимённые заряды притягиваются, разноимённые – отталкиваются).После того, как я написал этот урок, я попросил моего друга прочитать его, оценить, так скажем. Кроме того, я задал ему один интересный на мой взгляд вопрос как раз по теме этого материала. Каково же было моё удивление, когда он ответил неверно. Попробуйте и Вы ответить на этот вопрос (он помещен в раздел задач в конце урока) и аргументировать свою точку зрения в комментариях.И последнее: поскольку поле может переместить заряд из одной точки пространства в другую, оно обладает энергией, а, следовательно, может совершать работу. Этот факт пригодится нам в дальнейшем при рассмотрении вопросов работы электрического тока.На этом первый урок окончен, но у нас так и остался без ответа вопрос, почему же, в резиновых перчатках током не убьет. Оставим его как интригу на следующий урок. Спасибо за внимание, до новых встреч!
