Benjamin Franklin yanlış mı (konvansiyonel akım hakkında)?

Birçok insanın konvansiyonel akımın 'yanlış' olduğunu iddia etmeye başlıyorum çünkü Franklin elektrostatikleri araştırmaya başladığında bir hata yaptı ve daha sonra bilim adamları hatayı düzeltmeyi zahmet etmedi, ancak 'sözleşmeyi' tutmayı tercih etti ( klasik bir örnek: http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_1/7.html )

Her zaman yanlış anlamadığını düşündüm. Akımın, pozitif yükün aktığı yönde pozitif olduğunu, bunun tersini söyledi. Tabii ki ovuşturmanın arkasındaki iki çubuğun hangi tarafının gerçekte kütle kazandığını veya kaybettiğini bilmesinin hiçbir yolu yoktu. Yani yanlış değildi. Ne öğrettiniz?

PS: 'Geriye doğru' aldığı için şanslı olduğumuzu hissediyorum, çünkü açıkça birçok insan elektrostatikler (o ders kitabının yazarı da dahil!) neden negatron olarak adlandırılamamıştır ...)

Elektrik akımı, AKA, "konvansiyonel akım", soyut bir akım, elektrik yükü akışıdır. Burada verdiğim bir önceki cevaptan :

Elektrik akımı soyut bir akımdır, elektrik yükünün akışı , örneğin elektron akımı, elektronların akışı gibi fiziksel bir akım değildir .

Ancak elektrik yükü şeylerin bir özelliğidir , bir şey değildir , yani elektrik yükü her zaman bir şey tarafından “taşınır” .

Bu nedenle, bir elektron akımı mutlaka bir elektrik akımı (elektron tarafından taşınan negatif elektrik yükü nedeniyle) olsa da, bir elektrik akımı mutlaka bir elektron akımı değildir.

Örneğin, bir tuz çözeltisinde, iki tür elektrik yüklü iyon var, pozitif yüklü sodyum iyonu ve negatif yüklü klor iyonu. Sodyum iyonlarının sağa, klor iyonlarının sola hareket ettiğini düşünün.

Açıkçası, zıt yönlerde iki iyon akımımız var, ancak sadece bir elektrik akımı var ve bir yönü olmalı. Elektrik akımının yönü, geleneksel olarak, pozitif yük akışının yönüdür.

Böylece, bu durumda, her iki iyon akımı da sağdaki bir elektrik akımına katkıda bulunur. İlk terim sağdaki pozitif iyonlardan kaynaklanmaktadır. İkinci terim, soldaki negatif iyonların elektrik akımına katkıyı sayısal olarak "çevirdiği" negatif iyonlardan kaynaklanmaktadır .

Bu şekilde düşünün, eğer size -60 mil batıya seyahat ettiğimi söyleseydim, aslında 60 mil doğuya gittiğimi bilirsiniz . Benzer şekilde, sola doğru negatif bir şarj akımı sağa doğru bir elektrik akımıdır.

Franklin'in sadece bir isim seçimi olduğu için "doğru" veya "yanlış" olduğunu düşünmüyorum.

Parçacıklar söz konusu olduğunda, (çok kabaca söylemek gerekirse), bir tür parçacığın başka bir parçacık türünü çektiğini ve kendi türünü ittiğini biliyoruz. Ayrıca bir türün kendisini ya da diğerlerini çekmediğini veya itmediğini biliyoruz.
Onları ve özelliklerini ayırt etmek için onlara bir şey diyoruz ve belirli bir yük türlerine sahip olduklarını söylüyoruz - "Pozitif", "Negatif" veya "Nötr".

Elektron, -1e yükü olan bir lepton (temel parçacık tipi) 'dir. e burada temel yük birimi . Proton üç uzlaşmadır + 1e, bir yüke sahiptir kuark , +2/3, +2/3 bir yüke sahip olan (iki ve bir "aşağı", "yukarı") -1/3 bir toplam ekleyerek +1.

Sonra her şey buradan gidiyor. Sorunuzda verdiğiniz bağın dediği gibi, genellikle pozitif olanı "artı" ile ilişkilendiririz. Ancak Franklin'in "Pozitif" olarak adlandırdığı şey, daha az elektrona sahip taraftı. Tanımları yuvarlaklaştırmak yerine, elektronlara bunun yerine negatif bir yük verdiler.

Biraz aşağıya doğru su akan boruya benziyor - akımın suyun aktığı yönde olduğunu söylüyoruz. Akımın ters yönde aktığını söylemek kafa karıştırıcı olurdu, ancak elektronikte bu şekilde (yani "su" negatif diyoruz) Ters yönde akan hava kabarcıklarını hayal edersek, "delikler" (yani elektron eksikliği) olarak adlandırıyoruz ve pozitif yük akışının zihinsel bir görüntüsünü sağlıyoruz.
Tabii ki, metal teller dışındaki bir maddede akım, "gerçek" pozitif parçacıklardan veya iyonlardan ve ayrıca negatif olanlardan oluşabilir, bu nedenle her zaman akımın Alfred'in belirttiği gibi bir elektron akışı olduğunu varsayamayız.

Birkaç kişi, seçimin keyfi olduğunu ve pozitif ücretlerin hareketli olduğu senaryolar olduğunu belirtti. Ama sorunun gerçek niyetine ulaşmak için, "doğru" veya "yanlış" demek yerine, soruyu şu şekilde ifade edelim: "Şimdi Ben Franklin ve akranlarının, isimlendirme kuralını yaratma pozisyonu, aynı seçimi yapar mıyız yoksa madalyonun alt kısmına gelir mi? " Cevap kesinlikle değil! Herkes en iyi yanıtın elektronları pozitif ve protonları negatif olarak adlandırmak olduğu konusunda hemfikirdir (ve elektronların pozitif terminalden aktığı tarafa akü diyebiliriz). Herkes bunun tercih edilen sözleşme olduğu konusunda hemfikirdir çünkü akımın en yaygın biçimi elektron akışı ve diğer örneklerdir,

Franklin yanlış değil, sadece bir kongre. Yük taşıyıcılar pozitif (p tipi yarı iletken malzemeler gibi veya elektrolit içindeki pozitif iyonlar gibi) veya negatif (bakır iletkenlerde olduğu gibi) olabilir. Akım akışını pozitif yük akışıyla aynı yönde tanımlamak elektromanyetik denklemini basitleştirir ve ne tür bir taşıyıcı (pozitif veya negatif) olduğunu belirleme ihtiyacını ortadan kaldırır. Sadece taşıyıcının pozitif olduğunu varsayar ve gerçek taşıyıcı hakkında endişelenmeden elektromanyetik denklemi veya elektrik teoremlerini (yani KVL veya KCL, vb.) Uygular ve şarj taşıyıcısından bağımsız olarak doğru sonucu alır. Sadece gerçek akışın tüm hesaplamalardan sonra taşıyıcının türüne bağlı olacağını unutmayın.

Geleneksel akışı elektronların akışıyla aynı şekilde tanımlayabilirdik, ancak elektromanyetik denklemi biraz karmaşıklaştırabilirdi. Bununla birlikte, bu akış bir p-tipi malzeme veya pozitif bir iyon taşıyıcı için hala doğru değildir, bu nedenle aynı argüman ortaya çıkar (ancak daha karmaşık bir elektromanyetik formülümüz vardır). Bugün sahip olduğumuz geleneksel akım akışı Franklin'in teorisi nedeniyle seçilmedi, ancak en uygun gösterim.

Bir yan not olarak: Elektron yükünün pozitif ve proton negatif yükünün (elektronların ve protonların keşfi sırasında) seçmiş olabilirdik. Bizi bu şekilde görmemizi engelleyen nedir? Bu sadece bir kongre.

Franklin yanılmıştı ama insanların genellikle düşündüğü nedenlerden ötürü değil. Tüm elektriksel etkilerin tek bir tür elektrik sıvısının fazlalığı veya yokluğundan kaynaklandığını düşünen tek sıvı elektrik teorisinin bir savunucusuydu. O gün için yaygın olan elektrostatik deneylerde, gerçekte negatif yüklü cismin, elektrik sıvısı eksikliği olan cisim olduğuna karar verdi. Negatif yüklü gövdenin pozitif (sıvı fazlalığı) olduğuna karar vermişse, geleneksel akım, elektron akışının net yönüyle eşleşir (gerçekte bir yönde yavaş bir net hareket ile rastgele bir hareket olduğunu unutmayın), ancak STILL yanlış olurdu çünkü iki tür yükümüz var, biri değil ve pozitif bir yük akışı da mevcut.

Franklin'in normal nedenlerden ötürü yanlış olduğunu söyleyen herkes, serbest elektronlara (örneğin pozitif iyonların üzerinde) daha fazla statü verdikleri için daha yüksek statü vermektedir.