Corrente, corrente elettrica nel vuoto

Corrente elettrica: movimento ordinatocariche elettriche. Può essere ottenuto, ad esempio, in un conduttore che collega un corpo carico e scarico. Tuttavia, questa corrente cesserà non appena la differenza potenziale di questi corpi diventa zero. Il movimento ordinato delle cariche (corrente elettrica) sarà presente anche nel conduttore che collega le piastre di un condensatore carico. In questo caso, la corrente è accompagnata dalla neutralizzazione delle cariche sulle piastre del condensatore e continua fino a quando la differenza di potenziale delle piastre del condensatore diventa zero.

Questi esempi mostrano che la corrente elettrica nel conduttore si manifesta solo quando vi sono potenziali diversi alle estremità del conduttore, cioè quando vi è un campo elettrico in esso.

Ma negli esempi considerati, la corrente non può essere lunga, poiché nel processo di trasferimento di carica i potenziali dei corpi si equalizzano rapidamente e il campo elettrico nel conduttore scompare.

Di conseguenza, al fine di ottenere la corrente,mantenere diversi potenziali alle estremità del conduttore. Per fare ciò, è possibile trasferire le cariche da un corpo a un altro attraverso un altro conduttore, formando un circuito chiuso per questo. Tuttavia, sotto l'azione delle forze dello stesso campo elettrico, un tale trasferimento di cariche è impossibile, poiché il potenziale del secondo corpo è inferiore al potenziale del primo. Pertanto, il trasferimento è possibile solo da forze di origine non elettrica. La presenza di tali forze fornisce una sorgente di corrente inclusa nel circuito.

Le forze che agiscono nell'attuale sorgente trasferiscono la carica da un corpo con un potenziale più piccolo a un corpo con un potenziale più grande e svolgono il lavoro allo stesso tempo. Pertanto, la fonte attuale deve avere energia.

Le fonti di corrente sono macchine elettriche, celle galvaniche, batterie, generatori, ecc.

Quindi, le condizioni di base per l'aspetto di una corrente elettrica: la presenza di una fonte di corrente e un circuito chiuso.

Il passaggio della corrente nel circuito è accompagnato da una seriefenomeni facilmente osservabili. Così, ad esempio, in alcuni liquidi, quando una corrente li attraversa, si osserva un rilascio della sostanza sugli elettrodi abbassati nel liquido. La corrente nei gas è spesso accompagnata da un bagliore di gas, ecc. L'eccezionale elettricista nei gas e nel vuoto è stato l'eccezionale fisico e matematico francese, André Marie Amper, grazie al quale ora conosciamo la natura di tali fenomeni.

Come è noto, il vuoto è il miglior isolante, cioè lo spazio da cui viene espulsa l'aria.

Ma è possibile ottenere una corrente elettrica nel vuoto, per la quale è necessario introdurre portatori di carica in esso.

Prendi la nave da cui viene pompata l'aria. In questa nave sono saldate due piastre di metallo - due elettrodi. Uno di loro A (anodo) è collegato con una fonte di corrente positiva, l'altro K (catodo) - con uno negativo. La tensione tra il catodo e l'anodo è sufficiente per applicare 80 - 100 V.

Colleghiamo un milliamperometro sensibile al circuito. Il dispositivo non mostra alcuna corrente; questo indica che non c'è corrente elettrica nel vuoto.

Modificheremo l'esperienza. Come catodo saldiamo nel filo un filo - un filo, con le estremità estese. Questo filo rimarrà un catodo. Con l'aiuto di un'altra fonte di corrente, lo riscalderemo. Notiamo che, una volta riscaldato il filamento, il dispositivo incluso nel circuito mostra una corrente elettrica nel vuoto, e maggiore è il più forte il calore viene riscaldato. Quindi, il filamento, quando riscaldato, assicura la presenza di particelle cariche nel vuoto, è la loro fonte.

Come vengono caricate queste particelle? La risposta a questa domanda può dare esperienza. Cerchiamo di cambiare i poli degli elettrodi saldati nel vaso: facciamo l'anodo del filamento e il polo opposto, il catodo. E anche se il filamento è caldo e invia particelle cariche nel vuoto, non c'è corrente.

Ne consegue che queste particelle sono caricate negativamente, perché respingono l'elettrodo A quando è caricato negativamente.

Quali sono queste particelle?

Secondo la teoria elettronica, elettroni liberinel metallo sono in un movimento caotico. Quando il filamento viene riscaldato, questo movimento si intensifica. In questo caso, alcuni elettroni, acquisendo energia, che è sufficiente per fare un'uscita, volano fuori dal filamento, formando una "nuvola elettronica" vicino ad essa. Quando si forma un campo elettrico tra il filamento e l'anodo, gli elettroni volano sull'elettrodo A, se è attaccato al polo positivo della batteria, e si respingono di nuovo al filamento se è attaccato al polo negativo, cioè ha una carica con lo stesso nome degli elettroni.

Quindi, una corrente elettrica nel vuoto è un flusso diretto di elettroni.