La main à la pâte
معنى التيار
17/02/1999
تاريخ
 
سؤال من
 

ما هو الاتجاه الحقيقي للتيار الكهربي؟ - هل يسرى التيار من القطب الموجب للقطب السالب أو العكس، من القطب السالب للقطب الموجب. أعرف أنه في الاتجاه التقليدي أي الافتراض الأول ولكن في الحقيقة ما هو الاتجاه الصحيح لسريانه؟

 

 
 
25/02/1999
تاريخ
 
إجابة من
 

اتجاه التيار الكهربي: فلنعمل دائرة بسيطة دون انحراف ليس بها إلا مولد وموصلات معدنية. والاتجاه الموجب "التقليدي" للتيار الكهربي هو الموجود خارج المولد (أو البطارية)، يذهب من القطب الموجب نحو القطب السالب. نحن بصدد التقليد أما عن اتجاه انتقال الإلكترونات فهو بنفس شروط الاتجاه المعاكس. ربما ذلك هو ما يبحث عنه السائل في المعنى "الحقيقي" للتيار الكهربي وهو مفهوم حقيقي قابل للمناقشة بعض الشئ. حيث أن شدة التيار الكهربي لها معنى تقليدي بحت. أما ما له معنى فيزيائي فهو الحجم المحوري "لكثافة التيار الكهربي" النسبية مع نتاج الشحنات بموجب سرعتها.

 
 
معنى التيار

 
 
25/02/1999
تاريخ
 
إجابة من
 

إن اتجاه التيارات وكذلك مفهوم الأقطاب الموجبة والسالبة تقليدي بحت. إذا قررنا أن المقاومات الكهربية كميات موجبة فإن العلاقة بين الجهد (أو الفقر في مستويات الطاقة) المكتوبة تحت شكل RI = U تفترض أن اتجاه التيار يذهب من القطب الموجب (ذي مستوى الطاقة الأعلى) نحو القطب السالب.
هناك نوعان من الشحنات، بعضها يتجاذب "ذو الشحنات العكسية" وبعضها يتنافر "ذو الشحنات المتماثلة". لاسيما داخل السلك الكهربي، هناك شحنات لا تستطيع الحركة وأخرى- الإلكترونات – تتحرك. الشحنات الثابتة في السلك والكترونات لها شحنات متعاكسة أي ببساطة تتجاذب. وتاريخياً، اختيار الشحنات + و – بالنسبة للشحنات الكهربية ليس موفقاً لقد تم عشوائيا، في عصر ما، حيث لم نكن نعرف ما الذي يحدث، ورثت الإلكترونات الشحنات السالبة. كان يمكننا أن نختار العكس وكانت الأشياء ستصبح أقل تعقيداً.
لنعد للسؤال: إن الاتجاه الموجب بالنسبة للتيار الكهربي يتناسب مع الشحنات الموجبة التي تتنقل من القطب + إلى القطب – لكن في الحقيقة، الإلكترونات هي التي تذهب من القطب – إلى القطب +. إذا فالإلكترونات شحنتها سالبة وتنتقل في عكس اتجاه التيار الكهربي. لكن اتجاه التيار يتناسب مع معادلة تسمح بعمل حسابات أبسط باستخدام الجبر ولا نضطر إلى تغيير هذه المعادلة من وقت لآخر. سنظل نقول أن التيار يتحرك في عكس اتجاه الإلكترونات