Tiedämme kaikki erittäin hyvin, että sähkö on sähkökentän seurauksena varautuneiden hiukkasten suunnattua virtausta. Jokainen opiskelija kertoo sinulle tämän. Mutta kysymys siitä, mikä on virran suunta ja mihin nämä juuri hiukkaset menevät, voi hämmentää monia.
Asian ydin
Kuten tiedätte, johtimessa sähköä kuljettavat elektronit, elektrolyyteissä - kationit ja anionit (tai yksinkertaisesti ionit), puolijohteissa elektronit toimivat niin sanottujen "reikien" kanssa, kaasuissa - ionien kanssa elektroneja. Sen sähkönjohtavuus riippuu vapaiden alkuainehiukkasten läsnäolosta tietyssä materiaalissa. Jos metallijohtimessa ei ole sähkökenttää, virta ei kulje. Mutta heti kun sen kahdessa osassa syntyy potentiaaliero, ts. jännite ilmaantuu, kaaos pysähtyy elektronien liikkeessä ja järjestys tulee: ne alkavat työntyä pois miinuksesta ja suuntaavat kohti plussaa. Näyttää siltä, että tämä on vastaus kysymykseen "Mikä on virran suunta?". Mutta se ei ollut siellä. Riittää, kun katsot tietosanakirjasta tai vain mistä tahansa oppikirjastafysiikassa heti, kun tietty ristiriita tulee havaittavaksi. Se sanoo, että perinteisesti ilmaisu "virran suunta" tarkoittaa positiivisten varausten suunnattua liikettä, toisin sanoen: plussasta miinukseen. Kuinka suhtautua tähän lausuntoon? Onhan siinä paljaalla silmällä nähtävissä oleva ristiriita!
Tottumuksen voima
Kun ihmiset oppivat tekemään tasavirtapiirin, he eivät vielä tienneet elektronin olemassaolosta. Lisäksi he eivät tuolloin epäillyt, että se oli siirtymässä miinuksesta plussaan. Kun Ampere ehdotti 1800-luvun alkupuoliskolla virran suuntaa plussasta miinukseen, kaikki pitivät sitä itsestäänselvyytenä, eikä kukaan kyseenalaistanut tätä päätöstä. Kesti 70 vuotta, ennen kuin ihmiset huomasivat, että metallien virta johtuu elektronien liikkeistä. Ja kun he ymmärsivät tämän (se tapahtui vuonna 1916), kaikki olivat niin tottuneet Amperen valintaan, etteivät he muuttaneet mitään.
Kultainen keskitie
Elektrolyyteissä negatiivisesti varautuneet hiukkaset liikkuvat kohti katodia, kun taas positiiviset hiukkaset liikkuvat kohti anodia. Sama tapahtuu kaasuissa. Jos ajattelet, mihin suuntaan virta tulee tässä tapauksessa, mieleen tulee vain yksi vaihtoehto: kaksinapaisten sähkövarausten liike suljetussa piirissä tapahtuu toisiaan kohti. Jos hyväksymme tämän väitteen perustaksi, se poistaa nykyisen ristiriidan. Se saattaa tulla yllätyksenä, mutta yli 70 vuotta sitten tiedemiehet saivat dokumentaarisia todisteita siitä, että merkki on päinvastainensähkövaraukset johtavassa väliaineessa itse asiassa liikkuvat toisiaan kohti. Tämä väite koskee kaikkia johtimia sen tyypistä riippumatta: metalli, kaasu, elektrolyytti, puolijohde. Oli miten oli, on toivottavaa, että ajan myötä fyysikot poistavat terminologian sekaannuksen ja hyväksyvät yksiselitteisen määritelmän siitä, mikä virran liikkeen suunta lopulta on. Tietysti tapaa on vaikea muuttaa, mutta sinun on vihdoin laitettava kaikki paikoilleen.
