Voolujuhe, elektrivool vaakumis

Elektrivool on elektrikulude tellitud liikumine. Seda saab näiteks juhti, mis ühendab laetud ja tühjenenud keha. Kuid see vool lõpeb niipea, kui nende organite võimalik erinevus muutub nulliks. Elektrilise voolu tellitud liikumine eksisteerib ka laetud kondensaatori plaatide ühendajana. Sellisel juhul kaasneb vooluga kondensaatori plaadil olevate laengute neutraliseerimine ja jätkub seni, kuni kondensaatorplaatide potentsiaalne erinevus muutub nulliks.

Need näited näitavad, et juhtme elektrivool tekib ainult siis, kui juhtme otstes on erinevad potentsiaalid, see tähendab, et seal on elektriline väli.

Kuid vaadeldavates näidetes ei pruugi vool olla kaua, sest laengu ülekandmise ajal korvpotentsiaal kiiresti võrdsustub ja dirigent elektriline väli kaob.

Järelikult on voolu saamiseks vaja hoida erinevaid potentsiaale juhtme otstes. Selleks on võimalik tasusid ühelt kehalt teisele tagasi teisele dirigendile üle kanda, moodustades selle jaoks suletud ringi. Kuid sama elektrivälja jõudude mõjul ei ole selline tasude ülekanne võimatu, kuna teise keha potentsiaal on väiksem kui esimese potentsiaal. Seetõttu on ülekanne võimalik ainult mitteelektrilise päritoluga jõudude abil. Selliste jõudude olemasolu tagab ahelasse kuuluva voolu allika.

Praeguses allikas toimivad jõud liigutavad kehas olevat laengut väiksema potentsiaaliga kehasse suurema potentsiaaliga ja teevad sellel juhul tööd. Seetõttu peab praeguse allika energia olema.

Praeguste allikate hulka kuuluvad elektrimasinad, galvaanikaamerad, akud, generaatorid jne.

Niisiis, elektrivoolu väljanägemise põhitingimused: vooluallika olemasolu ja suletud vooluahel.

Vooluahela läbilaskmine on seotud mitmete kergesti vaadeldavate nähtustega. Nii näiteks näiteks mõnedes vedelikes, kui nende vool voolab läbi, täheldatakse vedelikus alandatud elektroodide puhul aine eraldumist. Gaasi voolu sageli kaasneb gaaside sära jne. Praeguse prantsuse füüsik ja matemaatik Andre Marie Amper uurisid gaaside ja vaakumi elektrivoolu, mille tõttu me teame nüüd selliste nähtuste olemust.

Nagu teada, on vaakum parim isolaator, see tähendab ruumi, kust õhk välja pumbatakse.

Kuid elektrivoolu on võimalik saada vaakumis, mille jaoks on vaja sisse viia laenguandurid.

Võtame laeva, kust õhk pumbatakse. Selles anumas on joodetud kaks metallplaati - kaks elektroodi. Üks neist A (anood) on ühendatud positiivse voolu allikaga, teine K (katood) - negatiivsega. Katoodi ja anoodi vaheline pinge on 80-100 V rakendamiseks piisav.

Me lülitame tundliku milliamümeetri. Seade ei näita mingit voolu; See näitab, et vaakumis puudub elektrivool.

Me muudame kogemust. Katoodina jootame traadi traadi - lõng, mille otsad tõmmatakse välja. See lõime jääb katoodiks. Teise allikaga aitame seda kuumutada. Pange tähele, et kui hõõgniiti kuumutatakse, siis lülitab see ahelasse sisenev seade vaakumis elektrivoolu ja mida suurem, seda tugevam on hõõgniit kuumutamisel. Seega, kui hõõgniit kuumutamisel tagab laetud osakeste olemasolu vaakumis, on nende allikas.

Kuidas need osakesed laetakse? Sellele küsimusele vastus võib anda kogemusi. Vahetame laeva joodetud elektroodide poste, tehke hõõgniidi anood ja vastupidi - katood. Ja kuigi hõõgniit on kuum ja saadab laetud osakesi vaakumis, puudub vool.

Sellest järeldub, et need osakesed on negatiivselt laetud, sest nad eraldavad elektroodi A, kui see on negatiivselt laetud.

Mis need osakesed on?

Vastavalt elektroonilisele teooriale on vabad elektronid metallis kaootilise liikumisega. Kui hõõgniiti kuumutatakse, siis see liikumine intensiivistub. Samal ajal lendavad hõõgniidist mõned elektronid, kes omandavad energia, mis on väljapääsu saavutamiseks piisav, moodustades selle läheduses "elektroonilise pilve". Kui hõõgniidi ja anoodi vahel moodustatakse elektriline väli, lendavad elektronid elektroodi A külge, kui see on kinnitatud aku positiivsele pulgale, ja tõmmata tagasi niidile, kui see on kinnitatud negatiivsele pulgale, st see omab elektroni sama nimega laengu.

Niisiis on elektrivool vaakumis suunatud elektronide suunatud voolule.