विद्युत प्रवाहाची दिशा

आम्ही एलईडीला बोटाच्या बॅटरीशी जोडतो आणि जर ध्रुवीयता योग्यरित्या पाहिली गेली तर ती उजळेल. वर्तमान कोणत्या दिशेने स्थिर होईल? आजकाल सर्वांना हे आतून-बाहेर माहीत आहे. आणि म्हणूनच बॅटरीच्या आत मायनस ते प्लस पर्यंत - शेवटी, या बंद इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये करंट स्थिर आहे.

सकारात्मक चार्ज केलेल्या कणांच्या हालचालीची दिशा सर्किटमधील विद्युत् प्रवाहाची दिशा मानली जाते, परंतु तरीही, इलेक्ट्रॉन धातूमध्ये फिरतात आणि ते, आम्हाला माहित आहे, नकारात्मक चार्ज होतात. याचा अर्थ असा की प्रत्यक्षात "वर्तमान दिशा" ही संकल्पना एक परंपरा आहे. चला शोधून काढूया की, इलेक्ट्रॉन सर्किटमधून वजा ते प्लसकडे जात असताना, त्यांच्या सभोवतालचे प्रत्येकजण म्हणतात की करंट प्लसमधून वजाकडे जातो... हे मूर्खपणाचे का आहे?

याचे उत्तर इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंगच्या निर्मितीच्या इतिहासात आहे. जेव्हा फ्रँकलिनने विजेचा सिद्धांत विकसित केला तेव्हा त्याने त्याची गती एका द्रवपदार्थाची मानली, जी एका शरीरातून दुसऱ्या शरीरात वाहत असल्याचे दिसते. जेथे विद्युत द्रव जास्त आहे, जेथे कमी आहे त्या दिशेने ते वाहते.

या कारणास्तव, फ्रँकलिनने जास्त विद्युत द्रव असलेल्या शरीरांना (सशर्त!) पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रिफाइड आणि इलेक्ट्रिक फ्लुइडची कमतरता असलेल्या शरीरांना नकारात्मकरित्या विद्युतीकृत म्हटले. त्यातूनच चळवळीची कल्पना येते. विद्युत शुल्क… पॉझिटिव्ह चार्ज वाहतो, जणूकाही संप्रेषण वाहिन्यांद्वारे, एका चार्ज केलेल्या शरीरातून दुसर्‍या शरीरात.

नंतर, फ्रेंच संशोधक चार्ल्स डुफे यांनी त्यांच्या प्रयोगांमध्ये विद्युतीकरण घर्षण असे आढळले की केवळ घासलेल्या शरीरांवरच नव्हे तर घासलेल्या शरीरांवर देखील शुल्क आकारले जाते आणि संपर्क केल्यावर दोन्ही शरीरांचे शुल्क तटस्थ केले जाते. असे दिसून आले की प्रत्यक्षात दोन स्वतंत्र प्रकारचे इलेक्ट्रिक चार्ज आहेत जे जेव्हा ते परस्परसंवाद करतात तेव्हा एकमेकांना रद्द करतात. हा द्वि-विद्युत सिद्धांत फ्रँकलिनच्या समकालीन, रॉबर्ट सिमरने विकसित केला होता, ज्यांना स्वतःला खात्री होती की फ्रँकलिनच्या सिद्धांतातील काहीतरी पूर्णपणे बरोबर नाही.

स्कॉटिश भौतिकशास्त्रज्ञ रॉबर्ट सिमर यांनी सॉक्सच्या दोन जोड्या परिधान केल्या होत्या: उबदार लोकरीचे मोजे आणि वर दुसरा रेशीम. जेव्हा त्याने दोन्ही पायातील मोजे एकाच वेळी काढले आणि नंतर एक सॉक्स दुसर्‍यापासून काढला तेव्हा त्याला खालील चित्र दिसले: लोकरीचे आणि रेशमी मोजे फुगले, जणू काही त्याच्या पायाचा आकार घेत आहेत आणि एकमेकांना चिकटून आहेत. त्याच वेळी, लोकर आणि रेशीम सारख्या समान सामग्रीचे सॉक्स एकमेकांना मागे टाकतात.

जर सिमरने एका हातात दोन रेशमी मोजे आणि दुसर्‍या हातात दोन लोकरीचे मोजे धरले, तर जेव्हा त्याने आपले हात एकत्र आणले, तेव्हा त्याच सामग्रीच्या सॉक्सचे तिरस्करण आणि वेगवेगळ्या सामग्रीच्या सॉक्सचे आकर्षण यामुळे त्यांच्यामध्ये एक मनोरंजक संवाद झाला: भिन्न मोजे जणू ते एकमेकांवर फेकले गेले आणि बॉलमध्ये अडकले.

रॉबर्ट सिमरला त्याच्या स्वत: च्या मोज्यांच्या वर्तनावरील निरीक्षणामुळे असा निष्कर्ष काढला गेला की प्रत्येक शरीरात एक नाही तर दोन विद्युत द्रव असतात, सकारात्मक आणि नकारात्मक, जे शरीरात समान प्रमाणात असतात.

जेव्हा दोन शरीरे घासतात, त्यापैकी एक एका शरीरातून दुसऱ्या शरीरात जाऊ शकतो, तेव्हा एका शरीरात द्रवपदार्थाचा अतिरेक होतो आणि दुसऱ्या शरीरात त्याची कमतरता असते. दोन्ही शरीरे विद्युतीकृत होतील, चिन्ह विजेच्या विरुद्ध.

असे असले तरी, फ्रँकलिनचे गृहितक आणि सिमरचे दोन विद्युत शक्तींचे गृहितक या दोन्हींचा वापर करून इलेक्ट्रोस्टॅटिक घटना यशस्वीपणे स्पष्ट केल्या जाऊ शकतात. हे सिद्धांत काही काळापासून एकमेकांशी स्पर्धा करत आहेत.

जेव्हा 1779 मध्ये अॅलेसॅन्ड्रो व्होल्टाने त्याचा व्होल्टेइक स्तंभ तयार केला, ज्यानंतर इलेक्ट्रोलिसिसचा अभ्यास केला गेला, तेव्हा शास्त्रज्ञ स्पष्ट निष्कर्षापर्यंत पोहोचले की चार्ज वाहकांचे दोन विरुद्ध प्रवाह द्रावण आणि द्रवांमध्ये फिरतात - सकारात्मक आणि नकारात्मक. विद्युत प्रवाहाचा द्वैतवादी सिद्धांत, जरी सर्वांना समजला नाही, तरीही विजय झाला.

अखेरीस, 1820 मध्ये, पॅरिस अकादमी ऑफ सायन्सेससमोर बोलताना, अँपिअरने विद्युत प्रवाहाची मुख्य दिशा म्हणून चार्ज हालचालीच्या दिशांपैकी एक निवडण्याचा प्रस्ताव दिला. हे करणे त्याच्यासाठी सोयीचे होते कारण अँपिअर चुंबकांसोबतच्या प्रवाहांच्या परस्परसंवादाचा अभ्यास करत होता. आणि म्हणून प्रत्येक वेळी संदेशादरम्यान विरुद्ध चार्जचे दोन प्रवाह एका वायरसह दोन दिशांना जाऊ द्या.

अॅम्पीयरने फक्त विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेसाठी सकारात्मक विद्युत्च्या हालचालीची दिशा घेणे आणि विद्युत् प्रवाहाच्या दिशेबद्दल बोलणे, म्हणजे सकारात्मक चार्जची हालचाल... तेव्हापासून दिशेची स्थिती अँपिअरने प्रस्तावित केलेला वर्तमान सर्वत्र स्वीकारला गेला आहे आणि आजपर्यंत वापरला जात आहे.

जेव्हा मॅक्सवेलने त्याचा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिझमचा सिद्धांत विकसित केला आणि चुंबकीय प्रेरण वेक्टरची दिशा ठरवण्यासाठी सोयीसाठी उजव्या हाताचा स्क्रू नियम लागू करण्याचा निर्णय घेतला, तेव्हा त्याने या स्थितीचे देखील पालन केले: विद्युत् प्रवाहाची दिशा ही सकारात्मक चार्जच्या हालचालीची दिशा आहे.

फॅराडे, त्याच्या भागासाठी, नोंद करतात की विद्युत् प्रवाहाची दिशा सशर्त आहे, शास्त्रज्ञांसाठी हे फक्त एक सोयीस्कर साधन आहे जे निर्विवादपणे प्रवाहाची दिशा ठरवते. लेन्झ त्याचा लेन्झ नियम सादर करत आहे (पहा — इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीचे मूलभूत कायदे), सकारात्मक विजेची हालचाल असा अर्थ करण्यासाठी «वर्तमान दिशा» हा शब्द देखील वापरतो. हे फक्त सोयीचे आहे.

आणि 1897 मध्ये थॉमसनने इलेक्ट्रॉनचा शोध लावल्यानंतरही, वर्तमान दिशेचे अधिवेशन अजूनही कायम आहे. जरी फक्त इलेक्ट्रॉन खरोखर वायरमध्ये किंवा व्हॅक्यूममध्ये फिरत असले तरीही उलट दिशा अद्यापही विद्युत् प्रवाहाची दिशा म्हणून घेतली जाते — प्लस ते वजा.

इलेक्ट्रॉनचा शोध लागल्यानंतर एक शतकाहून अधिक काळ, फॅराडेच्या आयनबद्दलच्या कल्पना असूनही, इलेक्ट्रॉन ट्यूब आणि ट्रान्झिस्टर दिसण्याबरोबरच, वर्णनात अडचणी आल्या, तरीही सामान्य स्थिती अजूनही कायम आहे. म्हणून विद्युत् प्रवाहांसह कार्य करणे, त्यांच्या चुंबकीय क्षेत्रांवर नेव्हिगेट करणे अधिक सोयीचे आहे आणि असे दिसते की यामुळे कोणालाही वास्तविक अडचणी येत नाहीत.

हे देखील पहा:विद्युत प्रवाहाच्या अस्तित्वासाठी अटी