Wat is elektrische stroom? Elektrische stroom: belangrijkste kenmerken en voorwaarden van zijn bestaan

Elektriciteit worden nu in elk gebouw gebruikt, wetende huidige kenmerken in het elektrische netwerk thuis moet u altijd onthouden dat dit levensgevaarlijk is.

Elektrische stroom is het effect van gerichte beweging van elektrische ladingen (in gassen - ionen en elektronen, in metalen - elektronen), onder invloed elektrisch veld.

De beweging van positieve ladingen langs het veld is gelijk aan de beweging van negatieve ladingen tegen het veld.

Gewoonlijk wordt aangenomen dat de richting van de elektrische lading de richting van de positieve lading is.

• huidig ​​vermogen;
• Spanning;
• huidige sterkte;
• huidige weerstand.

Huidig ​​vermogen.

Elektrisch stroomvermogen wordt de verhouding genoemd van de arbeid die door de stroom wordt verricht en de tijd waarin deze arbeid werd verricht.

Het vermogen dat een elektrische stroom in een sectie van een circuit ontwikkelt, is recht evenredig met de grootte van de stroom en spanning in die sectie. Vermogen (elektrisch en mechanisch), gemeten in Watt (W).

Huidig ​​vermogen is niet afhankelijk van de tijd van de pro-te-ka-niya van de elektrische stroom in het circuit, maar wordt gedefinieerd als de pro-van-ve-de spanning op stroomsterkte.

Spanning.

Elektrische spanning is een grootheid die aangeeft hoeveel werk het elektrische veld verricht bij het verplaatsen van een lading van het ene punt naar het andere. De spanning is in dit geval verschillende gebieden het circuit zal anders zijn.

Bijv: de spanning op een gedeelte van een lege draad zal erg klein zijn, en de spanning op een gedeelte met welke belasting dan ook zal veel hoger zijn, en de grootte van de spanning zal afhangen van de hoeveelheid werk die door de stroom wordt verricht. De spanning wordt gemeten in volt (1 V). Om de spanning te bepalen is er een formule: U=A/q, waarbij

• U-spanning,
• A is de arbeid die de stroom levert om lading q naar een bepaald gedeelte van het circuit te verplaatsen.

Huidige sterkte.

Huidige sterkte noem het aantal geladen deeltjes dat er doorheen stroomt dwarsdoorsnede geleider.

A-priorij huidige sterkte direct evenredig met de spanning en omgekeerd evenredig met de weerstand.

Elektrische stroomsterkte gemeten door een instrument dat een Ampèremeter wordt genoemd. De hoeveelheid elektrische stroom (de hoeveelheid overgedragen lading) wordt gemeten in ampère. Om het bereik van de aanduidingen van de veranderingseenheden te vergroten, zijn er meerdere voorvoegsels zoals micro - microampère (μA), mijl - milliampere (mA). Andere consoles worden niet gebruikt voor dagelijks gebruik. Bijvoorbeeld: ze zeggen en schrijven “tienduizend ampère”, maar ze zeggen of schrijven nooit 10 kiloampère. Dergelijke waarden in Alledaagse leven worden niet gebruikt. Hetzelfde kan gezegd worden over nanoampère. Meestal zeggen en schrijven ze 1×10-9 Ampère.

Huidige weerstand.

Elektrische weerstand genaamd fysieke hoeveelheid, wat de eigenschappen van een geleider kenmerkt die de doorgang van elektrische stroom voorkomen en gelijk is aan de verhouding van de spanning aan de uiteinden van de geleider tot de sterkte van de stroom die er doorheen vloeit.

Weerstand voor wisselstroomcircuits en voor elektromagnetische wisselvelden wordt beschreven door de concepten impedantie en karakteristieke impedantie. Huidige weerstand(vaak aangegeven met de letter R of r) is de huidige weerstand, binnen bepaalde grenzen, constante waarde voor deze dirigent. Onder elektrische weerstand de verhouding begrijpen tussen de spanning aan de uiteinden van een geleider en de stroom die door de geleider vloeit.

Voorwaarden voor het optreden van elektrische stroom in een geleidend medium:

1) de aanwezigheid van vrij geladen deeltjes;

2) als er een elektrisch veld is (er is een potentiaalverschil tussen twee punten van de geleider).

Soorten effecten van elektrische stroom op geleidend materiaal.

1) chemisch - verandering chemische samenstelling geleiders (komt voornamelijk voor in elektrolyten);

2) thermisch - het materiaal waardoor de stroom vloeit, wordt verwarmd (dit effect is afwezig in supergeleiders);

3) magnetisch - het verschijnen van een magnetisch veld (komt voor in alle geleiders).

Belangrijkste kenmerken van stroom.

1. De stroomsterkte wordt aangegeven met de letter I - deze is gelijk aan de hoeveelheid elektriciteit Q die door de geleider gaat gedurende tijd t.

I=Q/t

De stroomsterkte wordt bepaald door een ampèremeter.

De spanning wordt bepaald door een voltmeter.

3. Weerstand R van het geleidende materiaal.

Weerstand hangt af van:

a) op de dwarsdoorsnede van de geleider S, op zijn lengte l en materiaal (aangegeven door de soortelijke weerstand van de geleider ρ);

R=pl/S

b) op temperatuur t°C (of T): R = R0 (1 + αt),

• waarbij R0 de weerstand van de geleider is bij 0°C,
• α - temperatuurcoëfficiënt weerstand;

c) Om verschillende effecten te verkrijgen, kunnen geleiders zowel parallel als in serie worden aangesloten.

Tabel huidige kenmerken.

Elektrische stroom is een geordende stroom van negatief geladen elementaire deeltjes - elektronen. Elektriciteit noodzakelijk voor de verlichting van huizen en straten, het waarborgen van de functionaliteit van huishoudelijke en industriële apparatuur, de beweging van elektrisch vervoer in de stad en op de hoofdlijnen, enz.

Elektriciteit

• R n – belastingsweerstand
• A – indicator
• K – circuitschakelaar

Huidig– het aantal ladingen dat per tijdseenheid door de dwarsdoorsnede van de geleider gaat.

• I – huidige kracht
• q – hoeveelheid elektriciteit
• t – tijd

De eenheid van stroom heet ampère A, genoemd naar de Franse wetenschapper Ampère.

1A = 10 3 mA = 10 6 µA

Elektrische stroomdichtheid

Elektrische stroom inherent aan een aantal fysieke kenmerken die kwantitatieve waarden hebben, uitgedrukt in bepaalde eenheden. Voornaamst fysieke eigenschappen Elektrische stroom is zijn kracht en macht. Huidige sterkte Het wordt kwantitatief uitgedrukt in ampère en het huidige vermogen wordt uitgedrukt in watt. Een even belangrijke fysieke grootheid is de vectorkarakteristiek van elektrische stroom, of stroomdichtheid. In het bijzonder wordt het concept van stroomdichtheid gebruikt bij het ontwerpen van hoogspanningslijnen.

• J – elektrische stroomdichtheid A / MM 2
• S – dwarsdoorsnede
• Ik – actueel

Gelijk- en wisselstroom

Stroomvoorziening voor iedereen elektrische toestellen voerde uit permanent of wisselstroom .

Elektriciteit, waarvan de richting en de waarde niet veranderen, wordt genoemd permanent.

Elektriciteit, waarvan de richting en waarde kunnen veranderen, wordt genoemd variabelen.

De stroomvoorziening voor veel elektrische apparaten is uitgevoerd wisselstroom, waarvan de verandering grafisch wordt weergegeven als een sinusoïde.

Gebruik van elektrische stroom

Er kan met vertrouwen worden gesteld dat de grootste prestatie van de mensheid de ontdekking is elektrische stroom en het gebruik ervan. Van elektrische stroom afhankelijk zijn van warmte en licht in huizen, de informatiestroom van buitenwereld, communicatie tussen mensen in verschillende punten planeten, en nog veel meer.

Het moderne leven is niet denkbaar zonder de wijdverbreide beschikbaarheid van elektriciteit. Elektriciteit aanwezig in absoluut alle domeinen van het leven van mensen: in de industrie en landbouw, in wetenschap en ruimte.

Elektriciteit Het is ook een onveranderlijk onderdeel van het dagelijks leven van een persoon. Deze wijdverbreide distributie van elektriciteit werd mogelijk gemaakt dankzij zijn unieke eigenschappen. Elektrische energie kan onmiddellijk over grote afstanden worden overgedragen en omgezet in energie verschillende soorten energieën van een andere oorsprong.

Belangrijkste consumenten elektrische energie zijn industriële en productiesectoren. Aangedreven door elektriciteit verschillende mechanismen en apparaten worden meerfasige technologische processen uitgevoerd.

Het is onmogelijk om de rol van elektriciteit bij het garanderen van de werking van het transport te overschatten. Het spoorvervoer is vrijwel volledig geëlektrificeerd. Elektrificatie spoorwegvervoer gespeeld belangrijke rol bij het waarborgen van de wegcapaciteit, het verhogen van de reissnelheid, het verlagen van de kosten van passagiersvervoer en het oplossen van het probleem van het brandstofverbruik.

Beschikbaarheid van elektriciteit is een onmisbare voorwaarde om deze te garanderen comfortabele omstandigheden de levens van mensen. Alle Huishoudelijke apparaten: TV's, wasmachines, magnetrons, verwarmingsapparaten - vonden hun plaats in het menselijk leven alleen dankzij de ontwikkeling van de elektrische productie.

De leidende rol van elektriciteit in de ontwikkeling van de beschaving valt niet te ontkennen. Er is geen gebied in het leven van de mensheid dat het zou kunnen doen zonder het verbruik van elektrische energie en het alternatief daarvoor zou spierkracht kunnen zijn.

Elektrische schok heet de geordende beweging van elektrische ladingen. De gerichte beweging van elektrische ladingen in een geleider onder invloed van elektrische veldkrachten wordt genoemd geleidingsstroom. Voor het verschijnen en bestaan ​​van een geleidingsstroom zijn twee voorwaarden noodzakelijk:

1. De aanwezigheid van elektrische ladingen in een bepaalde omgeving. Bij metalen zijn dit geleidingselektronen; in vloeibare geleiders (elektrolyten) – positieve en negatieve ionen; in gassen – positieve ionen en elektronen.

2. De aanwezigheid van een elektrisch veld, waarvan de energie zou worden besteed aan de beweging van elektrische ladingen.

Conventioneel wordt aangenomen dat de richting van de elektrische stroom de bewegingsrichting van positieve ladingen is. Het kwantitatieve kenmerk van elektrische stroom is huidige sterkte– lading die per tijdseenheid door de dwarsdoorsnede van de geleider stroomt:

De stroomsterkte kan gerelateerd worden aan de gemiddelde snelheid υ geordende verplaatsing van ladingen. Tijdens dt door de dwarsdoorsnede van de geleider met oppervlakte dS de lading zal lekken dq, ingesloten in het volume van een geleider van lengte dl=υ. dt, (Afb. 5.1)

dq=q0 . N. dS. dl,

Waar q 0– lading van elk deeltje, N– deeltjesconcentratie.

Dan de huidige sterkte

. (5.2)

Huidige dichtheidJ– fysieke vectorgrootheid, numeriek gelijk aan de sterkte van de stroom die door een eenheidsdoorsnedeoppervlak van een geleider loodrecht op de richting van de stroom gaat en samenvalt met de richting van de stroom

Om ervoor te zorgen dat de stroom lang meegaat, is er een apparaat nodig waarin een soort energie continu wordt omgezet in de energie van een elektrisch veld. Zo'n apparaat heet actuele bron. In een stroombron vindt de beweging van dragers plaats tegen de veldkrachten in, en dit is alleen mogelijk vanwege krachten van niet-elektrostatische oorsprong, genaamd door krachten van buitenaf.

De waarde die gelijk is aan de arbeid van externe krachten om de positieve lading van een eenheid langs een gesloten circuit te verplaatsen, wordt genoemd elektromotorische kracht (EMF) X ,

De externe kracht die op de lading inwerkt, kan worden weergegeven door de veldsterkte van de externe krachten

vervolgens wordt de emf voor een gesloten circuit bepaald door de uitdrukking

Bijgevolg is de EMF die in een gesloten circuit werkt gelijk aan de circulatie van de veldsterktevector van externe krachten.

Een hoeveelheid die numeriek gelijk is aan de arbeid die wordt verricht door elektrische en externe krachten bij het positief verplaatsen van een eenheid H lading in een bepaald deel van het circuit wordt genoemd Spanning:

dStga=1/R

Afb.5.1 Afb.5.2

5.2 Gegeneraliseerde wet van Ohm. Differentiële vorm van de wet van Ohm

Voor elke geleider - vast, vloeibaar en gasvormig - is er een bepaalde afhankelijkheid stroomsterkte van de aangelegde spanning – volt-ampère-karakteristiek (VAC). Het heeft de eenvoudigste vorm voor metalen geleiders en elektrolytoplossingen (Fig. 5.2) en wordt bepaald door de wet van Ohm.

Volgens de wet Ohm voor een homogeen (zonder externe krachten) deel van het circuit is de stroomsterkte recht evenredig met de aangelegde spanning U en is omgekeerd evenredig met de weerstand van de geleider R

De eenheid van weerstand is Ohm ([R ] = 1 Ohm). Ohm is de weerstand van zo’n geleider waarbij bij een spanning van 1 IN stroom vloeit 1 A.

Weerstand hangt af van de eigenschappen van de geleider, vorm en geometrische afmetingen. Voor een homogene cilindrische geleider

Waar l– lengte van de geleider, S– dwarsdoorsnedeoppervlak,

R- soortelijke weerstand (weerstand van een geleider met een lengte van 1 m en een dwarsdoorsnede van 1 m2)hangt af van de aard van de geleider en de temperatuur ([ R] = Ohm. M).

Wederzijdse waarde weerstand, wordt genoemd elektrische geleiding: s = 1/r.

Voor een niet-uniform deel van de ketting, d.w.z. sectie met de EMF (Fig. 5.3), rekening houdend met (5.7) en (5.8) verkrijgen we

. (5.10)

Deze uitdrukking heet veralgemeende wet Ohm in integrale vorm.

We verkrijgen de wet van Ohm voor een homogeen deel van de keten in differentiële vorm. Laten we, om dit te doen, in de buurt van een bepaald punt binnen de geleider een elementair cilindrisch volume selecteren met generatoren parallel aan de stroomdichtheidsvector J op dit punt (Fig. 5.4).

- + dS

R x 12 J

Rijst. 5.3 Afb. 5.4

Er vloeit met kracht een stroom door de dwarsdoorsnede van de cilinder ik=jdS. De spanning die op de cilinder wordt toegepast, is

Waar E– veldsterkte op een bepaald punt.

Cilinder weerstand. Vervanging Ik, U En R

in formule (5.8) en rekening houdend met het feit dat de richtingen van de vectoren samenvallen, verkrijgen we De wet van Ohm voor een homogeen deel van een circuit in differentiële vorm

. (5.11)

De wet van Ohm voor een niet-uniform deel van een circuit V differentiële vorm zal als volgt worden geschreven:

, (5.12)

waar is de veldsterkte van externe krachten.

Geleiders en stroombronnen in elektrische circuits kunnen in serie en parallel worden aangesloten.

Consistent Deze verbinding van geleiders wordt genoemd wanneer het uiteinde van de ene geleider is verbonden met het begin van een andere (Fig. 5.5). In dit geval wordt aan de volgende relaties voldaan:

ik=const;

U=U 1 +U 2 +…+U n;

R=R 1 +R 2 +…+Rn. (5.13)

Parallel Deze verbinding wordt opgeroepen wanneer sommige uiteinden van de geleiders op één knooppunt zijn aangesloten en de andere op een ander knooppunt (Fig. 5.6). In dit geval wordt aan de volgende relaties voldaan:

ik=ik 1 +ik 2 +…+ik n;

U=constant;

. (5.14)

U

R1 ik 1

I U 1 U 2 U 3 I R 2 ik 2 ik

R1R2R3

Rijst. 5.5 Afb. 5.6

Wanneer meerdere identieke stroombronnen in serie zijn geschakeld (Fig. 5.7), is de totale emf van de batterij gelijk aan de algebraïsche som van de emf van alle bronnen, en is de totale weerstand gelijk aan de som van de interne weerstanden:

x b = x 1 + x 2 +…+ x n, r b = r 1 + r 2 +…+r n.

Wanneer parallel aangesloten N bronnen met dezelfde EMF - X en interne weerstanden - R(Fig. 5.8) De emf van de batterij is gelijk aan de emf van één bron (x b = x), en de interne weerstand van de batterij r b = r/n.

Elektrische stroom bestaat uit geladen deeltjes die in staat zijn om op een ordelijke manier door elke geleider te bewegen. Deze beweging vindt plaats onder invloed van een elektrisch veld. Het verschijnen van elektrische ladingen vindt vrijwel constant plaats. Dit is vooral duidelijk wanneer verschillende stoffen contact met elkaar opnemen.

Als volledig vrij verkeer van ladingen ten opzichte van elkaar mogelijk is, zijn deze stoffen geleiders. Wanneer een dergelijke beweging niet mogelijk is, wordt deze categorie stoffen als isolatoren beschouwd. Geleiders omvatten alle metalen met verschillende graden geleidbaarheid, evenals zout- en zuuroplossingen. Isolatoren kunnen natuurlijke stoffen zijn in de vorm van eboniet, barnsteen, verschillende gassen en kwarts. Ze kunnen van kunstmatige oorsprong zijn, bijvoorbeeld PVC, polyethyleen en andere.

Elektrische stroomwaarden

Als fysieke grootheid kan stroom worden gemeten volgens de basisparameters ervan. Op basis van de meetresultaten wordt bepaald wat de mogelijkheid is om in een bepaald gebied elektriciteit te gebruiken.

Er zijn twee soorten elektrische stroom: direct en wisselstroom. De eerste blijft altijd onveranderd in tijd en richting, en in het tweede geval treden er gedurende een bepaalde periode veranderingen op in deze parameters.

Dit artikel laat zien dat in de moderne natuurkunde het idee van elektrische stroom gemythologiseerd is en geen bewijs heeft voor de moderne interpretatie ervan.

Vanuit het standpunt van de etherodynamica worden het concept van elektrische stroom als een stroom fotongas en de voorwaarden voor het bestaan ​​ervan onderbouwd.

Invoering. In de geschiedenis van de wetenschap werd de 19e eeuw de eeuw van de elektriciteit genoemd. De verbazingwekkende 19e eeuw die de basis legde wetenschappelijke en technologische revolutie, dat de wereld zo veranderde, begon met de galvanische cel - de eerste batterij, een chemische stroombron (voltaïsche kolom) en de ontdekking van elektrische stroom. In het begin van de 19e eeuw werd op grote schaal onderzoek naar elektrische stroom gedaan. gaf een impuls aan de penetratie van elektriciteit in alle domeinen van het menselijk leven. Modern leven is ondenkbaar zonder radio en televisie, telefoon, smartphone en computer, allerlei verlichtings- en verwarmingstoestellen, machines en apparaten gebaseerd op de mogelijkheid om elektrische stroom te gebruiken.

Het wijdverbreide gebruik van elektriciteit vanaf de eerste dagen van de ontdekking van elektrische stroom is echter in diepe tegenspraak met het gebruik ervan theoretische rechtvaardiging. Noch de 19e eeuw, noch de moderne natuurkunde kunnen de vraag beantwoorden: wat is elektrische stroom? Bijvoorbeeld in de volgende verklaring uit Encyclopedia Britannica:

“De vraag: “Wat is elektriciteit?”, ligt net als de vraag: “Wat is materie?”, buiten de sfeer van de natuurkunde en behoort tot de sfeer van de metafysica.”

De eerste algemeen bekende experimenten met elektrische stroom werden aan het einde van de 18e eeuw uitgevoerd door de Italiaanse natuurkundige Galvani. Een andere Italiaanse natuurkundige Volta creëerde het eerste apparaat dat langdurige elektrische stroom kan produceren: een galvanische cel. Volta toonde aan dat het contact van ongelijksoortige metalen hen in een elektrische toestand brengt en dat door de toevoeging van een vloeistof die elektriciteit naar hen geleidt, een directe elektriciteitsstroom ontstaat. De in dit geval verkregen stroom wordt genoemd galvanische stroom en het fenomeen galvanisme zelf. Tegelijkertijd is volgens Volta de beweging van elektrische vloeistoffen – vloeistoffen.

Er vond een belangrijke verschuiving plaats in het begrip van de essentie van elektrische stroom

M. Faraday. Ze bewezen de identiteit individuele soorten elektriciteit afkomstig uit verschillende bronnen. Meest belangrijke werken begon experimenten met elektrolyse. De ontdekking werd gezien als een bewijs dat bewegende elektriciteit vrijwel identiek is aan elektriciteit veroorzaakt door wrijving, dat wil zeggen statische elektriciteit. Zijn reeks ingenieuze experimenten met elektrolyse diende als overtuigende bevestiging van het idee, waarvan de essentie neerkomt op het volgende: als een stof van nature een atomaire structuur heeft, dan ontvangt elk atoom tijdens het elektrolyseproces een bepaalde hoeveelheid elektriciteit. .

In 1874 hield de Ierse natuurkundige J. Stoney (Stoney) een lezing in Belfast waarin hij de elektrolysewetten van Faraday gebruikte als basis voor de atoomtheorie van elektriciteit. Gebaseerd op de grootte van de totale lading die door de elektrolyt gaat en een vrij ruwe schatting van het aantal waterstofatomen dat vrijkomt bij de kathode, verkreeg Stoney voor de elementaire lading een getal in de orde van 10 -20 C (in moderne eenheden). Dit rapport werd pas in 1881 volledig gepubliceerd, toen een Duitse wetenschapper

G. Helmholtz merkte in een van zijn lezingen in Londen op dat als men de hypothese van de atomaire structuur van elementen aanvaardt, men niet anders kan dan tot de conclusie komen dat elektriciteit ook verdeeld is in elementaire delen of ‘atomen van elektriciteit’. Deze conclusie van Helmholtz volgde in wezen uit Faraday's resultaten over elektrolyse en deed denken aan Faraday's eigen verklaring. Faraday's studies naar elektrolyse speelden een fundamentele rol in de ontwikkeling van de elektronische theorie.

In 1891 bedacht Stoney, die het idee steunde dat de elektrolysewetten van Faraday het bestaan ​​van een natuurlijke ladingseenheid betekenden, de term "elektron".

Al snel verliest de term elektron, geïntroduceerd door Stone, zijn oorspronkelijke essentie. In 1892 H. Lorentz vormt zijn eigen theorie over elektronen. Volgens hem ontstaat elektriciteit uit de beweging van kleine geladen deeltjes: positieve en negatieve elektronen.

IN eind XIX V. De elektronische theorie van geleidbaarheid begon zich te ontwikkelen. Het begin van de theorie werd in 1900 gegeven door de Duitse natuurkundige Paul Drude. Drude's theorie werd onderdeel van trainingslessen natuurkundigen onder de naam klassieke theorie elektrische geleidbaarheid van metalen. In deze theorie worden elektronen vergeleken met atomen van een ideaal gas dat het kristalrooster van een metaal vult, en wordt de elektrische stroom weergegeven als een stroom van dit elektronengas.

Na de presentatie van Rutherfords atoommodel, een reeks metingen van de waarde van de elementaire lading in de jaren twintig van de twintigste eeuw. in de natuurkunde werd uiteindelijk het idee van elektrische stroom als een stroom vrije elektronen gevormd, structurele elementen atoom materie.

Het vrije-elektronenmodel bleek echter onhoudbaar bij het verklaren van de essentie van elektrische stroom in vloeibare elektrolyten, gassen en halfgeleiders. Om de bestaande theorie van elektrische stroom te ondersteunen, werden nieuwe elektrische ladingsdragers geïntroduceerd: ionen en gaten.

Op basis van het bovenstaande is er in de moderne natuurkunde een concept gevormd dat naar moderne maatstaven definitief is: elektrische stroom is de gerichte beweging van elektrische ladingsdragers (elektronen, ionen, gaten, enz.).

De richting van de elektrische stroom wordt beschouwd als de bewegingsrichting van positieve ladingen; als de stroom wordt gecreëerd door negatief geladen deeltjes (bijvoorbeeld elektronen), wordt de richting van de stroom beschouwd als tegengesteld aan de beweging van de deeltjes.

Elektrische stroom wordt constant genoemd als de sterkte van de stroom en de richting ervan in de loop van de tijd niet veranderen. Voor het ontstaan ​​en in stand houden van stroom in welk medium dan ook moet aan twee voorwaarden worden voldaan: - de aanwezigheid van vrije elektrische ladingen in het medium; — creatie van een elektrisch veld in het medium.

Deze representatie van elektrische stroom bleek echter onhoudbaar bij het beschrijven van het fenomeen supergeleiding. Bovendien bleek dat er veel tegenstrijdigheden zijn in de gespecificeerde weergave van elektrische stroom bij het beschrijven van de werking van bijna alle soorten elektronische apparaten. De noodzaak om het concept van elektrische stroom te interpreteren verschillende omstandigheden en in verschillende soorten Elektronische apparaten aan de ene kant, evenals een gebrek aan begrip van de essentie van elektrische stroom aan de andere kant, dwongen de moderne natuurkunde om een ​​elektron te maken, de drager van een elektrische lading, een ‘figuro’ (‘gratis’, ‘snel’). ”, “knock-out”, “uitgezonden”, “remmen”, “relativistisch”, “foto”, “thermisch”, enz.), wat uiteindelijk de vraag opriep “ wat is elektrische stroom? naar een doodlopende weg.

De betekenis van de theoretische weergave van elektrische stroom in moderne omstandigheden is aanzienlijk gegroeid, niet alleen dankzij brede toepassing elektriciteit in het menselijk leven, maar ook vanwege de hoge kosten en technische haalbaarheid, bijvoorbeeld wetenschappelijke megaprojecten uitgevoerd door alle ontwikkelde landen van de wereld, waarin het concept van elektrische stroom een ​​belangrijke rol speelt.

Etherisch dynamisch concept van het vertegenwoordigen van elektrische stroom. Uit de bovenstaande definitie volgt dat elektrische stroom gerichte beweging is elektrische ladingsdragers. Het is duidelijk dat het onthullen van de fysieke essentie van elektrische stroom ligt in het oplossen van het probleem van de fysieke essentie van elektrische lading en wat de drager is van deze lading.

Het probleem van de fysieke essentie van elektrische lading is een onopgelost probleem, zowel door de klassieke natuurkunde als door de moderne kwantumfysica gedurende de geschiedenis van de ontwikkeling van elektriciteit. De oplossing voor dit probleem bleek alleen mogelijk te zijn met behulp van de methodologie van de etherodynamica, een nieuw concept in de natuurkunde van de 21e eeuw.

Volgens de etherodynamische definitie: elektrische lading is een maatstaf voor de beweging van de etherstroom... . Elektrische lading is een eigenschap die inherent is aan alle elementaire deeltjes en niets meer. Elektrische lading is een grootheid met een duidelijk teken, dat wil zeggen dat deze altijd positief is.

Uit de aangegeven fysieke essentie van de elektrische lading volgt dat de bovenstaande definitie van elektrische stroom onjuist is in termen van het feit dat ionen, gaten, enz. kunnen niet de oorzaak zijn van elektrische stroom vanwege het feit dat ze geen dragers van elektrische lading zijn, aangezien ze geen elementen zijn van het organisatorische niveau van fysieke materie - elementaire deeltjes (volgens de definitie).

Elektronen hebben als elementaire deeltjes echter een elektrische lading volgens de definitie: zijn een van de fundamentele structurele eenheden van materie, vormelektronische schelpen atomen , waarvan de structuur de meeste optische, elektrische, magnetische, mechanische enchemische eigenschappen stoffen, kunnen geen mobiele (gratis) dragers van elektrische lading zijn. Het vrije elektron is een mythe die door de moderne natuurkunde is gecreëerd om het concept van elektrische stroom te interpreteren, waarvoor geen enkel praktisch of theoretisch bewijs bestaat. Het is duidelijk dat zodra een ‘vrij’ elektron een atoom van een substantie verlaat en een elektrische stroom vormt, er zeker veranderingen moeten optreden. fysische en chemische eigenschappen deze stof (volgens definitie), die in de natuur niet voorkomt. Deze veronderstelling werd bevestigd door de experimenten van de Duitse natuurkundige Karl Viktor Eduard Rikke: “de stroomdoorgang door metalen (geleiders van de eerste soort) gaat niet gepaard met een chemische verandering daarin.” Momenteel is de afhankelijkheid van de fysisch-chemische eigenschappen van een stof van de aanwezigheid van een of ander elektron in een atoom van een stof goed bestudeerd en experimenteel bevestigd, bijvoorbeeld in het werk.

Er is ook een verwijzing naar experimenten die in 1912 voor het eerst werden uitgevoerd door L.I. Mandelstam en N.D. Papaleksi, maar niet door hen gepubliceerd. Vier jaar later (1916) publiceerden R.C. Tolman en T.D. Stewart de resultaten van hun experimenten, die vergelijkbaar bleken te zijn met de experimenten van Mandelstam en Papaleksi. In de moderne natuurkunde dienen deze experimenten als directe bevestiging dat vrije elektronen moeten worden beschouwd als dragers van elektriciteit in een metaal.

Om de onjuistheid van deze experimenten te begrijpen, volstaat het om het diagram en de methodologie van het experiment te beschouwen, waarbij een inductiespoel als geleider werd gebruikt, die rond zijn as draaide en abrupt stopte. De spoel werd via schuifcontacten verbonden met een galvanometer, die het optreden van traagheidsemf registreerde. Sterker nog, je kunt zeggen dat in deze ervaring de rol van externe krachten die EMF creëerden, werd gespeeld door de traagheidskracht, d.w.z. als er vrije ladingsdragers in het metaal met massa zijn, dan Zij moet gehoorzamenwet van traagheid . Stelling " Zij moet gehoorzamenwet van traagheid ” onjuist in de zin dat, volgens de niveaubenadering van de organisatie van fysieke materie, elektronen, als elementen van het niveau van de “elementaire deeltjes”, alleen gehoorzamen aan de wetten van de elektro- en gasdynamica, dat wil zeggen de wetten van de mechanica (Newton) zijn niet op hen van toepassing.

Laten we, om deze aanname overtuigend te maken, eens kijken naar het bekende probleem 3.1: bereken de verhouding van de elektrostatische (Fe) en zwaartekracht (Fgr) interactiekrachten tussen twee elektronen en tussen twee protonen.

Oplossing: voor elektronen Fe / Fgr = 4·10 42, voor protonen Fe / Fgr = 1,24·10 36, d.w.z. de invloed van zwaartekrachten is zo klein dat het niet nodig is er rekening mee te houden. Deze verklaring geldt ook voor traagheidskrachten.

Dit betekent dat de uitdrukking voor de emf (voorgesteld door R.C. Tolman en T.D. Stewart), gebaseerd op de definitie ervan in termen van externe krachten Fwinkel, inwerkend op ladingen in een geleider die wordt onderworpen aan remmen:

ε = 1/e ∫F winkel∙dl,

onjuist in zijn formulering, vanwege het feit dat Fwinkel → 0.

Als resultaat van het experiment werd echter een kortetermijnafwijking van de galvanometernaald waargenomen, wat uitleg vereist. Om dit proces te begrijpen, moet je aandacht besteden aan de galvanometer zelf, waarvoor de zogenaamde ballistische galvanometer werd gebruikt. De gebruiksaanwijzing bevat deze optie.

Een ballistische galvanometer kan worden gebruikt als een webermeter (dat wil zeggen de magnetische flux meten door een gesloten geleider, zoals een spoel). Hiervoor wordt een inductieve spoel verbonden met de contacten van de ballistische galvanometer, die in een magnetisch veld wordt geplaatst. . Als je dan ineens de spoel eraf haalt magnetisch veld of zo roteren dat de as van de spoel loodrecht op de veldlijnen staat, dan kun je de lading meten die door de spoel gaat als gevolg van elektromagnetische inductie, omdat de verandering in de magnetische flux is evenredig met de doorgelaten lading; door de galvanometer dienovereenkomstig te kalibreren, is het mogelijk om de verandering in de flux in Webers te bepalen.

Uit het bovenstaande blijkt duidelijk dat het gebruik van een ballistische galvanometer als webermeter overeenkomt met de experimentmethode van R.C. Tolman en T.D. Stewart bij het waarnemen van traagheidsstromen in metalen. De vraag blijft open over de bron van het magnetische veld, dat bijvoorbeeld het magnetische veld van de aarde zou kunnen zijn. De invloed van een extern magnetisch veld werd niet in aanmerking genomen of bestudeerd door R.C. Tolman en T.D. Stewart, wat leidde tot de mythologisering van de resultaten van het experiment.

De essentie van elektrische stroom. Uit het bovenstaande volgt dat het antwoord op de vraag: wat is elektrische stroom? is ook een oplossing voor het probleem van de elektrische ladingsdrager. Op basis van bestaande concepten van dit probleem is het mogelijk een aantal eisen te formuleren waaraan de elektrische ladingsdrager moet voldoen. Namelijk: de drager van de elektrische lading moet een elementair deeltje zijn; de elektrische ladingsdrager moet een vrij en langlevend element zijn; De elektrische ladingsdrager mag de structuur van het atoom van de stof niet vernietigen.

Geen ingewikkelde analyse bestaande feiten stelt ons in staat te concluderen dat aan de bovenstaande vereisten slechts door één element van het niveau van de ‘elementaire deeltjes’ van de fysieke materie wordt voldaan: een elementair deeltje – een foton.

De combinatie van fotonen vormt samen met het medium (ether) waarin ze voorkomen een fotongas.

Rekening houdend met de fysieke essentie van het foton en de bovenstaande informatie, kunnen we de volgende definitie geven:

Elektrische stroom is een stroom fotongas die is ontworpen om energie over te dragen.

Om het bewegingsmechanisme van elektrische stroom te begrijpen, moeten we het bekende model van methaangastransport overwegen. Simpel gezegd omvat het een hoofdleiding die methaangas uit een gasveld naar de plaats van verbruik brengt. Om methaangas door de hoofdleiding te transporteren moet aan de volgende voorwaarde worden voldaan: de druk van methaangas aan het begin van de pijpleiding moet groter zijn dan de druk van methaangas aan het einde.

Laten we, naar analogie met het transport van methaangas, een diagram bekijken van de beweging van elektrische stroom, bestaande uit een batterij (elektrische stroombron) met twee contacten "+" en "-" en een geleider. Als we een metalen geleider op de batterijcontacten aansluiten, krijgen we een model van de beweging van elektrische stroom, vergelijkbaar met het transport van methaangas.

De voorwaarde voor het bestaan ​​van een elektrische stroom in een geleider is, naar analogie met het model van methaangastransport, de aanwezigheid van: een bron (gas) hoge bloeddruk, dat wil zeggen een bron met een hoge concentratie elektrische ladingsdragers; pijpleiding - geleider; gasverbruiker, d.w.z. een element dat zorgt voor een afname van de gasdruk, d.w.z. een element (afvoer) dat zorgt voor een afname van de concentratie van elektrische ladingsdragers.

Het verschil tussen elektrische circuits en gas, waterkracht, enz. is dat de bron en de afvoer structureel in één eenheid zijn geïmplementeerd (chemische stroombron - batterij, elektrische generator, enz.). Het mechanisme voor de stroom van elektrische stroom is als volgt: na het aansluiten van de geleider op een batterij, bijvoorbeeld een chemische stroombron, vindt er in het "+" contactgebied (anode) plaats chemische reactie reductie, waardoor fotonen worden gegenereerd, d.w.z. er wordt een zone gevormd verhoogde concentratie elektrische ladingsdragers. Tegelijkertijd vindt in de "-" (kathode) contactzone, onder invloed van fotonen die zich in deze zone bevinden als gevolg van stroming door de geleider, een oxidatiereactie (fotonenverbruik) plaats, d.w.z. een zone van Er wordt een verminderde concentratie van elektrische ladingsdragers gevormd. Elektrische ladingsdragers (fotonen) bewegen zich van een zone met hoge concentratie (source) langs een geleider naar een zone met lage concentratie (sink). De externe kracht of elektromotorische kracht (EMF) die elektrische stroom in het circuit levert, is dus het verschil in de concentratie (druk) van elektrische ladingsdragers (fotonen), als gevolg van de werking van chemische stroombronnen.

Deze omstandigheid benadrukt nogmaals de geldigheid van de hoofdconclusie van de energiedynamica, volgens welke krachtvelden (inclusief het elektrische veld) niet worden gecreëerd door massa's, ladingen en stromen zelf, maar door hun ongelijke verdeling in de ruimte.

Gebaseerd op de weloverwogen essentie van elektrische stroom, is de absurditeit van het experiment van R.C. Tolman en T.D. Stewart bij het observeren van traagheidsstromen in metalen duidelijk. Methode voor het genereren van fotonen door snelheid te veranderen mechanische beweging er bestaat momenteel geen macroscopisch lichaam in de natuur.

Een interessant aspect van de bovenstaande weergave van elektrische stroom is de vergelijking met de weergave van het concept ‘licht’, besproken in het werk: licht is een stroom fotongas... . Uit deze vergelijking kunnen we concluderen: licht is een elektrische stroom. Het verschil in deze concepten ligt alleen in de spectrale samenstelling van de fotonen die licht of elektrische stroom vormen, bijvoorbeeld in metalen geleiders. Voor een overtuigender begrip van deze omstandigheid, overweeg een circuit voor het opwekken van elektrische stroom met behulp van een zonnebatterij. Stroom zonlicht(fotonen in het zichtbare bereik) van de bron (de zon) bereiken de zonnebatterij, die de invallende lichtstroom omzet in een elektrische stroom (fotonenstroom), die via een metalen geleider aan de consument wordt geleverd (drain). In dit geval fungeert de zonnebatterij als een omzetter van het spectrum van de door de zon uitgezonden fotonenflux naar het spectrum van fotonen van elektrische stroom in een metalen geleider.

conclusies. Er is in de moderne natuurkunde geen bewijs dat elektrische stroom de gerichte beweging is van elektronen of andere deeltjes. Tegen, moderne ideeën over het elektron, elektrische lading en Riecke's experimenten tonen de misvatting aan dit begrip elektrische stroom.

De rechtvaardiging van de reeks eisen aan de drager van elektrische lading, rekening houdend met de etherdynamische essentie ervan, maakte het mogelijk om vast te stellen dat elektrische stroom het is een stroom fotongas ontworpen om energie over te dragen.

De beweging van elektrische stroom wordt uitgevoerd van een gebied met een hoge fotonenconcentratie (bron) naar een gebied met een lage concentratie (afvoer).

Voor het opwekken en in stand houden van stroom in welk medium dan ook moet aan drie voorwaarden worden voldaan: het in stand houden (opwekken) van een hoge concentratie fotonen in het brongebied, de aanwezigheid van een geleider die de stroom van fotonen verzekert, en het ontstaan ​​van een foton verbruikszone in het afvoergebied.

Elektriciteit Elektron.

Lyamine VS , Lyamin D.V. Lvov