Смер електричне струје

Прикључујемо ЛЕД на батерију за прсте и ако се поларитет правилно поштује, упалиће се. У ком правцу ће струја таложити? Данас сви то знају изнутра и споља. И стога унутар батерије од минуса до плуса — на крају крајева, струја у овом затвореном електричном колу је константна.

Правац кретања позитивно наелектрисаних честица сматра се правцем струје у колу, али на крају крајева, електрони се крећу у металима, а они су, знамо, негативно наелектрисани. То значи да је у стварности концепт „тренутног правца“ конвенција. Хајде да схватимо зашто, док електрони пролазе кроз коло од минуса до плуса, сви око њих говоре да струја иде од плуса до минуса... Зашто је ово апсурдно?

Одговор лежи у историји формирања електротехнике. Када је Френклин развио своју теорију електрицитета, сматрао је да је њено кретање кретање течности, која као да тече од једног тела до другог. Тамо где има више електричне течности, она тече у правцу где је има мање.

Из тог разлога, Френклин је тела са вишком електричне течности (условно!) назвао позитивно наелектрисаним, а тела са недостатком електричне течности негативно наелектрисаним. Одатле долази идеја о кретању. електрична наелектрисања… Позитивно наелектрисање тече, као кроз систем комуникационих судова, од једног наелектрисаног тела до другог.

Касније је француски истраживач Шарл Дуфе у својим експериментима са наелектрисано трење утврдили да се не само протрљана тела већ и протрљана тела наелектришу, а при контакту се наелектрисања оба тела неутралишу. Испоставило се да заправо постоје два одвојена типа електричног набоја који, када су у интеракцији, поништавају један другог. Ову теорију о два електрицитета развио је Френклинов савременик Роберт Симер, који је и сам постао уверен да нешто у Франклиновој теорији није сасвим тачно.

Шкотски физичар Роберт Симер носио је два пара чарапа: топле вунене и други свилене на врху. Када је скинуо обе чарапе са стопала одједном, а затим једну чарапу с друге, приметио је следећу слику: вунене и свилене чарапе су набрекле, као да су попримиле облик његових стопала и оштро се лепиле једна за другу. Истовремено, чарапе од истог материјала, попут вуне и свиле, одбијају се.

Ако је Симер држао две свилене чарапе у једној руци, а две вунене у другој, онда када је спојио руке, одбијање чарапа од истог материјала и привлачење чарапа од различитих материјала довело је до занимљиве интеракције између њих: различите чарапе као да су насрнуле једна на другу и сплеле у клупко.

Запажања о понашању сопствених чарапа довела су Роберта Симмера до закључка да у сваком телу не постоје једна, већ две електричне течности, позитивна и негативна, које се налазе у телу у једнаким количинама.

Када се два тела трљају, једно од њих може да пређе са једног тела на друго, тада ће у једном телу бити вишак једне течности, а у другом њен недостатак. Оба тела ће се наелектрисати, супротно у знаку електрицитета.

Ипак, електростатички феномени се могу успешно објаснити коришћењем Франклинове хипотезе и Симмерове хипотезе о две електричне силе. Ове теорије се већ неко време такмиче једна са другом.

Када је 1779. године Алесандро Волта створио свој волтаични стуб, након чега је проучавана електролиза, научници су дошли до недвосмисленог закључка да се у растворима и течностима заиста крећу два супротна тока носилаца наелектрисања – позитивни и негативни. Дуалистичка теорија електричне струје, иако је нису сви разумели, ипак је тријумфовала.

Коначно, 1820. године, говорећи пред Париском академијом наука, Ампер је предложио да се изабере један од праваца кретања наелектрисања као главни правац струје. Било му је згодно да то уради јер је Ампер проучавао интеракцију струја једна са другом и струја са магнетима. И тако се сваки пут током поруке, а камоли два тока супротног наелектрисања, крећу у два смера дуж једне жице.

Ампер је предложио једноставно да се за правац струје узме правац кретања позитивног електрицитета и да се све време говори о смеру струје, што значи кретање позитивног наелектрисања... Од тада положај правца струја коју је предложио Ампер свуда је прихваћена и користи се и до данас.

Када је Максвел развио своју теорију електромагнетизма и одлучио да примени правило десног завртња ради погодности у одређивању смера вектора магнетне индукције, он се такође придржавао овог става: смер струје је смер кретања позитивног наелектрисања.

Фарадеј, са своје стране, примећује да је смер струје условљен, то је само згодно средство за научнике да недвосмислено одреде правац струје. Ленц представља своје Ленцово правило (види - Основни закони електротехнике), такође користи термин „смер струје“ да означи кретање позитивног електрицитета. То је једноставно згодно.

Чак и након што је Томсон открио електрон 1897. године, конвенција о смеру струје је још увек била на снази. Чак и ако се само електрони заправо крећу у жици или у вакууму, обрнути смер се и даље узима као смер струје — од плуса до минуса.

Више од једног века након открића електрона, упркос Фарадејевим идејама о јонима, чак и са појавом електронских цеви и транзистора, иако је било потешкоћа у описима, уобичајено стање ствари и даље остаје. Дакле, погодније је радити са струјама, кретати се њиховим магнетним пољима, а чини се да то никоме не изазива праве потешкоће.

Такође видети:Услови за постојање електричне струје