電流の方向

LEDを指のバッテリーに接続し、極性が正しく観察されると点灯します。電流はどちらの方向に落ち着くでしょうか?今では誰もがこのことを内外で知っています。したがって、バッテリー内ではマイナスからプラスまで、結局のところ、この閉電気回路内の電流は一定です。

正に帯電した粒子の移動方向は、回路内の電流の方向と考えられますが、結局のところ、電子は金属中を移動し、それらはマイナスに帯電していることがわかっています。これは、実際には「現在の方向」という概念が慣例であることを意味します。電子がマイナスからプラスに回路を通過するとき、周囲の人は電流がプラスからマイナスに流れると言うのはなぜなのか考えてみましょう...なぜこれがばかげているのでしょうか?

答えは電気工学の形成の歴史にあります。フランクリンが電気の理論を展開したとき、彼はその運動を流体の運動であると考え、それはある物体から別の物体へと流れるように見えました。電気流体が多ければ、電気流体は少ない方向に流れます。

この理由から、フランクリンは電気流体が過剰にある物体を（条件付きで！）プラスに帯電し、電気流体が不足している物体をマイナスに帯電していると呼びました。そこから動きのアイデアが生まれます。 電荷… 正の電荷は、あたかも連絡管のシステムを通って、ある帯電した物体から別の物体へと流れます。

その後、フランスの研究者シャルル・デュフェイは、 電撃的な摩擦 は、こすられた物体だけでなく、こすられた物体も帯電しており、接触すると両方の物体の電荷が中和されることを発見しました。実際には 2 つの異なる種類の電荷が存在し、それらが相互作用すると互いに打ち消し合うことが判明しました。この二電力理論は、フランクリンの同時代人であるロバート・シマーによって開発されました。彼自身、フランクリンの理論の何かが完全に正しくないことを確信していました。

スコットランドの物理学者ロバート・シマーは、暖かいウールの靴下とその上にシルクの靴下の2足の靴下を履いていました。彼が足から​​両方の靴下を一度に脱ぎ、次に一方の靴下をもう一方の靴下から脱ぐと、次の写真に気づきました。ウールとシルクの靴下が足の形をとったかのように膨らみ、互いに鋭くくっついています。同時に、ウールとシルクなどの同じ素材で作られた靴下は互いに反発します。

シマーが片手に絹の靴下を 2 枚、もう一方の手にウールの靴下を 2 枚持っているとすると、両手を合わせると、同じ素材の靴下同士の反発と、異なる素材の靴下同士の引力によって、それらの間に興味深い相互作用が生じました。まるで靴下が互いに飛びつき、絡み合ってボールになったかのようです。

ロバート・シマーは、自分の靴下の挙動を観察した結果、すべての身体には 1 つではなく 2 つの電気流体 (プラスとマイナス) が存在し、それらは同じ量で体内に含まれているという結論に達しました。

2 つの物体がこすれると、一方の物体が一方の物体からもう一方の物体に移動し、一方の物体では一方の液体が過剰になり、もう一方の物体では一方の液体が不足します。両方の体は逆の符号の電気で帯電します。

それにもかかわらず、静電気現象は、フランクリンの仮説とシマーの 2 つの電気力の仮説の両方を使用してうまく説明できます。これらの理論はしばらくの間、互いに競合してきました。

1779 年にアレッサンドロ ボルタがボルタ電柱を作成し、その後電気分解が研究されたとき、科学者たちは、確かに溶液や液体の中では正と負の 2 つの反対方向の電荷キャリアの流れが移動するという明白な結論に達しました。電流の二元論は、誰もが理解しているわけではありませんが、それでも勝利を収めました。

最後に、1820 年にパリ科学アカデミーで講演したアンペールは、電荷の移動方向の 1 つを電流の主な方向として選択することを提案しました。アンペールは電流相互作用や電流と磁石の相互作用を研究していたため、これを行うのに都合がよかった。したがって、メッセージ中は常に、逆の電荷の 2 つのストリームが 1 本のワイヤに沿って 2 方向に移動することは言うまでもありません。

アンペールは、単純に正の電気の動きの方向を電流の方向として捉え、常に電流の方向、つまり正の電荷の動きについて話すことを提案しました。それ以来、電流の方向の位置が決まりました。 Ampere が提案した電流はどこでも受け入れられ、今日まで使用されています。

マクスウェルが電磁気学の理論を展開し、磁気誘導ベクトルの方向を決定する際に便宜上右ねじの法則を適用することを決定したとき、彼はまた、電流の方向は正電荷の移動方向であるというこの立場に固執しました。

ファラデーは、電流の方向は条件付きであり、科学者が電流の方向を明確に決定するための便利なツールにすぎないと指摘しています。 Lenz が自身の Lenz ルールを紹介 ( — を参照) 電気工学の基本法則)、正の電気の動きを意味する用語«電流方向»も使用します。ただ便利です。

そして、トムソンが 1897 年に電子を発見した後でも、電流の方向に関する慣例は依然として維持されていました。たとえ実際に電線や真空中で電子だけが動いていたとしても、プラスからマイナスへの逆方向が電流の方向として扱われます。

電子の発見から一世紀以上が経ち、ファラデーがイオンについて考えたにもかかわらず、電子管やトランジスタが登場しても、記述上の困難はあるものの、依然として通常の状態が続いている。したがって、電流を扱い、その磁場をナビゲートする方が便利であり、これは誰にとっても実際の困難を引き起こすものではないようです。

以下も参照してください。電流が存在する条件