التيار الكهربائي الحالي في الفراغ

التيار الكهربائي - الحركة المطلوبةالشحنات الكهربائية. يمكن الحصول عليه ، على سبيل المثال ، في موصل يربط جسم مشحون وغير مشحون. ومع ذلك ، فإن هذا التيار سوف يتوقف بمجرد أن يصبح الفرق المحتمل لهذه الهيئات صفرًا. كما ستكون حركة الشحن المطلوبة (التيار الكهربائي) موجودة أيضًا في الموصل الذي يربط لوحات مكثف مشحونة. في هذه الحالة ، يرافق التيار الكهربائي تحييد الرسوم على ألواح المكثف ، ويستمر حتى يصبح فرق الجهد في صفائح المكثف صفرًا.

توضح هذه الأمثلة أن التيار الكهربائي في الموصل ينشأ فقط عندما تكون هناك إمكانات مختلفة في نهايات الموصل ، أي عندما يكون هناك حقل كهربائي فيه.

ولكن في الأمثلة المذكورة ، لا يمكن للتيار أن يكون طويلاً ، لأنه في عملية نقل الشحنة ، فإن قدرات الجثث تتسارع بسرعة ويختفي الحقل الكهربائي في الموصل.

وبالتالي ، من أجل الحصول على التيار ،الحفاظ على إمكانات مختلفة في نهايات الموصل. للقيام بذلك ، يمكنك نقل الشحنات من جسد إلى آخر مرة أخرى من خلال موصل آخر ، وتشكيل دائرة مغلقة لهذا الغرض. ومع ذلك ، في إطار عمل قوات الحقل الكهربائي نفسه ، فإن مثل هذا النقل من الرسوم أمر مستحيل ، لأن إمكانات الجسم الثاني أقل من إمكانيات الجهاز الأول. لذلك ، لا يمكن النقل إلا بقوى أصل غير كهربائي. وجود مثل هذه القوات يوفر مصدر الحالية المدرجة في الدائرة.

تعمل القوى العاملة في المصدر الحالي على نقل الشحنة من جسم ذي إمكانات أصغر إلى جسم ذي إمكانات أكبر وأداء عمل في نفس الوقت. لذلك ، يجب أن يكون المصدر الحالي للطاقة.

المصادر الحالية هي الآلات الكهربائية ، والخلايا الكلفانية ، والبطاريات ، والمولدات الكهربائية ، إلخ.

لذا ، فإن الشروط الأساسية لظهور تيار كهربائي: وجود مصدر التيار ودائرة مغلقة.

ويرافق مرور التيار في الدائرة سلسلةالظواهر التي يمكن ملاحظتها بسهولة. وهكذا ، على سبيل المثال ، في بعض السوائل ، عندما يتدفق تيار من خلالها ، يتم ملاحظة إطلاق المادة على الأقطاب الكهربائية المخفضة في السائل. غالبًا ما يصاحب التيار الموجود في الغازات توهجًا بالغازات ، الخ. كان كهربائي بارز في الغازات والفراغ هو عالم الفيزياء والرياضيات الفرنسي المذهل ، أندريه ماري أمبر ، الذي نعرف الآن من خلاله طبيعة هذه الظواهر.

وكما هو معروف ، فإن الفراغ هو أفضل عازل ، أي المساحة التي يتم ضخ الهواء منها.

ولكن من الممكن الحصول على تيار كهربائي في فراغ ، والذي من الضروري إدخال حاملي الشحنات فيه.

خذ السفينة التي يتم ضخ الهواء منها. في هذه السفينة ملحوم بلوحين معدنيين - اثنين من الأقطاب الكهربائية. يرتبط أحدهما (الأنود) بمصدر تيار موجب ، و K الآخر (الكاثود) - مع واحد سالب. الجهد بين الكاثود والأنود يكفي لتطبيق 80 - 100 V.

دعونا نوصل ميلياميتر حساس إلى الدائرة. لا يقوم الجهاز بإظهار أي تيار ؛ هذا يدل على أنه لا يوجد تيار كهربائي في فراغ.

سنقوم بتعديل التجربة. كالكاثود ندمج في السلك سلك - خيط ، مع النهايات المرسومة. هذا الخيط سيظل الكاثود. بمساعدة مصدر آخر للتيار ، سنقوم بتسخينه. نلاحظ أنه بمجرد تسخين الشعيرة ، فإن الجهاز الموجود في الدائرة يظهر تيارًا كهربائيًا في الفراغ ، وكلما زادت قوة التسخين. وبالتالي ، فإن الفتيل ، عند تسخينه ، يضمن وجود جسيمات مشحونة في الفراغ ، فهو مصدرها.

كيف يتم شحن هذه الجسيمات؟ يمكن الإجابة على هذا السؤال إعطاء الخبرة. دعونا نغير أقطاب الأقطاب الكهربائية الموضوعة في الوعاء - فنحن نصنع الأنود الخيطي ، والقطب المقابل - الكاثود. وعلى الرغم من أن الشعيرة ساخنة وترسل الجسيمات المشحونة إلى الفراغ ، فلا يوجد تيار.

ويترتب على ذلك أن هذه الجسيمات مشحونة سالبًا لأنها تطرد القطب A عندما تكون مشحونة سالبًا.

ما هي هذه الجسيمات؟

وفقا للنظرية الإلكترونية ، الإلكترونات الحرةفي المعدن في حركة فوضوية. عندما يتم تسخين الشعيرة ، تكثف هذه الحركة. ومع ذلك، فإن بعض الإلكترونات الحصول على الطاقة، وهو ما يكفي لجعل الإخراج، المنبعثة من خيوط تشكيل حوله "سحابة الإلكترونية". عندما بين خيوط والقطب الموجب، المجال الكهربائي، الإلكترونات تطير نحو القطب A، إذا كان متصلا إلى القطب الموجب للبطارية، وصدت إلى خيوط عندما يتم توصيله إلى القطب السالب، ر. E. لديه تهمة الذي يحمل نفس الاسم مع الإلكترونات.

لذا ، فإن التيار الكهربائي في الفراغ هو تدفق موجي للإلكترونات.