Direcció del corrent elèctric
Connectem el LED a la bateria del dit, i si s'observa correctament la polaritat, s'il·luminarà. En quina direcció s'assentarà el corrent? Avui en dia, tothom ho sap per dins i per fora. I, per tant, dins de la bateria de menys a més, després de tot, el corrent en aquest circuit elèctric tancat és constant.
La direcció del moviment de les partícules carregades positivament es considera la direcció del corrent al circuit, però al cap i a la fi, els electrons es mouen en metalls i, sabem, estan carregats negativament. Això vol dir que en realitat el concepte de "direcció actual" és una convenció. Anem a esbrinar per què, mentre els electrons passen pel circuit de menys a més, tothom al seu voltant diu que el corrent va de més a menys... Per què això és absurd?
La resposta es troba en la història de la formació de l'enginyeria elèctrica. Quan Franklin va desenvolupar la seva teoria de l'electricitat, va considerar que el seu moviment era el d'un fluid, que semblava fluir d'un cos a un altre. On hi ha més fluid elèctric, flueix en la direcció on n'hi ha menys.
Per aquest motiu, Franklin va anomenar els cossos amb un excés de fluid elèctric (condicionalment!) electrificats positivament, i els cossos amb manca de fluid elèctric, electrificats negativament. D'aquí neix la idea de moviment. càrregues elèctriques... La càrrega positiva flueix, com si a través d'un sistema de vasos comunicants, d'un cos carregat a un altre.
Més tard, l'investigador francès Charles Dufay en els seus experiments amb fricció electrificant va trobar que no només es carreguen els cossos fregats, sinó també els cossos fregats, i en contacte les càrregues d'ambdós cossos es neutralitzen. Resulta que en realitat hi ha dos tipus separats de càrrega elèctrica que, quan interactuen, s'anul·len mútuament. Aquesta teoria de les dues electricitats va ser desenvolupada pel contemporani de Franklin, Robert Simmer, que ell mateix s'havia convençut que alguna cosa en la teoria de Franklin no era del tot correcte.
El físic escocès Robert Simmer portava dos parells de mitjons: mitjons calents de llana i un segon de seda a la part superior. Quan es va treure tots dos mitjons del peu alhora i després va treure un mitjó de l'altre, va notar la següent imatge: els mitjons de llana i de seda s'han inflat, com si prenguessin la forma dels seus peus i s'enganxessin fort l'un a l'altre. Al mateix temps, els mitjons fets del mateix material, com ara llana i seda, es repel·leixen mútuament.
Si Simmer tenia dos mitjons de seda a una mà i dos de llana a l'altra, aleshores, quan va ajuntar les mans, la repulsió dels mitjons del mateix material i l'atracció de mitjons de diferents materials van provocar una interacció interessant entre ells: diferents mitjons com si s'aboquessin l'un sobre l'altre i s'entrellacéssin en una bola.
Les observacions sobre el comportament dels seus propis mitjons van portar a Robert Simmer a la conclusió que a cada cos no hi ha un, sinó dos fluids elèctrics, positius i negatius, que estan continguts en el cos en quantitats iguals.
Quan dos cossos es freguen, un d'ells pot passar d'un cos a un altre, llavors hi haurà un excés d'un dels líquids en un cos, i la seva deficiència en l'altre. Tots dos cossos s'electrificaran, oposats en signe elèctric.
No obstant això, els fenòmens electrostàtics es poden explicar amb èxit utilitzant tant la hipòtesi de Franklin com la hipòtesi de Simmer de dues forces elèctriques. Aquestes teories han estat competint entre elles des de fa temps.
Quan l'any 1779 Alessandro Volta va crear la seva columna voltaica, després de la qual es va estudiar l'electròlisi, els científics van arribar a la conclusió inequívoca que, efectivament, dos corrents oposats de portadors de càrrega es mouen en solucions i líquids: positius i negatius. La teoria dualista del corrent elèctric, encara que no s'entén per tots, no obstant això, va triomfar.
Finalment, el 1820, parlant davant l'Acadèmia de Ciències de París, Ampere va proposar escollir una de les direccions del moviment de càrrega com a direcció principal del corrent. Li va ser convenient fer-ho perquè Ampere estava estudiant la interacció dels corrents entre si i dels corrents amb els imants. I així cada cop durant un missatge i menys dos corrents de càrrega oposada es mouen en dues direccions al llarg d'un cable.
Ampere va proposar simplement prendre la direcció del moviment de l'electricitat positiva per a la direcció del corrent i parlar tot el temps de la direcció del corrent, que significa el moviment d'una càrrega positiva... Des de llavors la posició de la direcció de el corrent proposat per Ampere ha estat acceptat arreu i s'utilitza i fins avui.
Quan Maxwell va desenvolupar la seva teoria de l'electromagnetisme i va decidir aplicar la regla del cargol de la dreta per a més comoditat per determinar la direcció del vector d'inducció magnètica, també es va adherir a aquesta posició: la direcció del corrent és la direcció del moviment d'una càrrega positiva.
Faraday, per la seva banda, assenyala que la direcció del corrent és condicional, és només una eina convenient perquè els científics determinin sense ambigüitats la direcció del corrent. Lenz presenta la seva regla de Lenz (vegeu: Lleis bàsiques de l'enginyeria elèctrica), també utilitza el terme «direcció del corrent» per significar el moviment de l'electricitat positiva. Simplement és convenient.
I fins i tot després que Thomson descobrís l'electró el 1897, la convenció de la direcció actual encara es mantenia. Fins i tot si només els electrons es mouen en un cable o en un buit, la direcció inversa encara es pren com la direcció del corrent, de més a menys.
Més d'un segle després del descobriment de l'electró, malgrat les idees de Faraday sobre els ions, fins i tot amb l'aparició de tubs d'electrons i transistors, tot i que hi havia dificultats en les descripcions, l'estat de coses habitual encara es manté. Per tant, és més convenient treballar amb corrents, navegar pels seus camps magnètics, i sembla que això no causa dificultats reals a ningú.
Vegeu també:Condicions per a l'existència de corrent elèctric