Напрямок струму: від мінуса до плюса чи навпаки?
Всі ми добре знаємо, що електрика являє собою спрямований потік заряджених частинок в результаті впливу електричного поля. Це вам скаже будь-який школяр. А ось питання про те, яке напрям струму і куди діваються ці самі частинки, багатьох може поставити в глухий кут.
Суть питання
Як відомо, в провіднику електрику переносять електрони, в електролітах - катіони й аніони (або попросту іони), в напівпровідниках електрони працюють з так званими «дірками», в газах - іони з електронами. Від наявності вільних елементарних частинок в тому чи іншому матеріалі і залежить його електропровідність. При відсутності електричного поля в металевому провіднику струм йти не буде. Але як тільки на двох його ділянках виникне різницю потенціалів, тобто з'явиться напруга, в русі електронів припиниться хаос і настане порядок: вони почнуть відштовхуватися від мінуса і попрямують у бік плюса. Здавалося б, ось і відповідь на питання «Яке напрям струму?». Але не тут-то було. Досить заглянути в енциклопедичний словник або просто в будь-який підручник з фізики, як відразу стане помітно якесь протиріччя. Там говориться, що умовно словосполучення «напрямок струму» позначає спрямований рух позитивних зарядів, іншими словами: від плюса до мінуса. Як бути з цим твердженням? Адже тут неозброєним оком помітно протиріччя!
Сила звички
Коли люди навчилися складати ланцюг постійного струму, вони ще не знали про існування електрона. Тим більше, в той час не підозрювали що він рухається від мінуса до плюса. Коли Ампер запропонував в першій половині 19-го сторіччя напрямок струму від плюса до мінуса, всі сприйняли це як належне і це рішення ніхто не став заперечувати. Минуло 70 років, поки люди не з'ясували, що струм в металах відбувається завдяки рухам електронів. А коли вони це зрозуміли (це трапилося в 1916 році), все настільки звикли до зробленого Ампером вибору, що вже не стали нічого змінювати.
Золота середина
В електролітах негативно заряджені частинки рухаються до катода, а позитивні - до анода. Те ж саме відбувається і в газах. Якщо подумати, який напрямок струму буде в цьому випадку, в голову приходить тільки один варіант: переміщення різнополярних електричних зарядів в замкнутій ланцюга відбувається назустріч один одному. Якщо прийняти це твердження за основу, то воно зніме існуюче нині протиріччя. Можливо, це викличе здивування, але ще більше 70 років тому вчені отримали документальні підтвердження того, що протилежні за знаком електричні заряди в провідному середовищі дійсно рухаються один одному назустріч. Дане твердження буде справедливо для будь-якого провідника незалежно від його типу: металу, газу, електроліту, напівпровідника. Як би там не було, залишається сподіватися, що з часом фізики усунуть плутанину в термінології і приймуть однозначне визначення того, що ж все-таки такий напрямок руху струму. Звичку, звичайно, міняти складно, але ж треба ж нарешті поставити все на свої місця.