|||

Электрическое взаимодействие физических тел и проводников электрического тока

Понимая суть электрического взаимодействия между частицами, мы получаем уникальный шанс разобраться с электрическим взаимодействием физических тел и проводников электрического тока.

Итак, нам известно, что:

  • в отличие от гравитационного взаимодействия, вектор которого всегда направлен к центру физического тела, электрическое взаимодействие одного физического тела с другим телом может проявляться при притягивании друг к другу или отталкивании друг от друга физических тел во Вселенной;
  • при увеличении расстояния между физическими телами электрическое взаимодействие уменьшается;
  • вокруг физического тела существует электрическое поле, источником которого являются электрические заряды;
  • электрические заряды могут быть двух видов — положительные и отрицательные;
  • положительно и отрицательно заряженные частицы и тела притягиваются друг к другу, а одноименно заряженные — отталкиваются друг от друга;
  • электрон — носитель отрицательного заряда, а позитрон или протон — носители положительного заряда; тело считается заряженным, если на нем находится избыток зарядов одного и того же знака;
  • физическое тело с избытком свободных электронов является проводником электрического тока, при недостатке их — полупроводником, а при отсутствии свободных электронов — диэлектриком;
  • электрическим током принято называть направленное движение заряженных частиц:
  • в металлических проводниках наличие электрического тока объясняется направленным движением свободных электронов, в полупроводниках — направленным движением электронов к положительному полюсу и дырок — к отрицательному полюсу, в жидкостях — направленным движением положительных ионов к катоду, а отрицательных — к аноду, в газах — также направленное движение положительных, отрицательных ионов и электронов,
  • считают, что в вакууме нет носителя зарядов, но электрический ток может возникать в результате, например, термоэлектронной эмиссии, представляя собой направленное движение электронов от катода к аноду.

Вместе с тем, понятие электрического тока пока не имеет четкой формулировки. Однако, вопросов более чем достаточно.

 

Что собой представляет электрический заряд физического тела? Почему именно он, как считают, является источником электрического поля? Что такое электрический потенциал? Как движутся свободные электроны в проводнике? Каким образом появление электрического тока в проводнике вызывает у него появление магнитного поля?

 

 Все это пока покрыто тайной, несмотря на широкое применение электричества в жизни человека. И вопросы об электричестве до сих пор не нашли своих ответов.

 Действительно, рассматривая, к примеру, частицы — электроны и позитроны, мы констатируем, что они обладают электрическим зарядом. Электрон, как принято, заряжен отрицательно, а позитрон — положительно. Считается, что между заряженными частицами существует электрическое взаимодействие. Это взаимодействие сильнее гравитационного и магнитного, но оно особо не проявляется в космических масштабах, так как космические объекты считаются электрически нейтральными. Это обусловлено тем, что у космических объектов во Вселенной находится примерно равное количество положительных и отрицательных зарядов.

 Почему? Потому что в любом атоме химического вещества во Вселенной, количество электронов обычно равно, исключая, конечно, ионы, количеству протонов. Следовательно, в любом физическом теле количество электронов и протонов также будет равным, а любое физическое тело, включая планеты и звезды, будет электрически нейтрально. Мы еще вернемся к проявлению электрического взаимодействия планет и звезд в мегамире и более подробно его рассмотрим.

 В масштабах микромира электрическое взаимодействие проявляется достаточно рельефно. Современная наука на нынешнем этапе ее развития считает, что это взаимодействие существует только потому, что между заряженными частицами происходит некий обмен фотонами, который обеспечивает притяжение разноименных или отталкивание одноименных заряженных частиц или физических тел. Правда, не сумев объяснить суть магнитного и электрического взаимодействия, наука выбрала путь по их комплексному рассмотрению, определив их совокупность как «электромагнитное взаимодействие».

 Но электрическое взаимодействие, на наш взгляд, представляет собой совершенно самостоятельное фундаментальное взаимодействие, хотя, безусловно, оно проявляется вместе с магнитным и гравитационным взаимодействием. Для понимания этого уникального природного явления необходимо вспомнить, что в 1819 году датский физик Г. Эрстед определил, что при течении электрического тока по проводнику, магнитная стрелка компаса отклоняется в направлении перпендикулярном направлению движения электрического тока. При изменении этого движения на противоположное, стрелка компаса так же изменяет свое направление на 180 градусов. Таким образом, прослеживалась четкая взаимосвязь электрического и магнитных воздействий в проводниках, что привело к совместному рассмотрению этих природных явлений и появлению понятия электромагнетизма. Но не только.

 Важным здесь было то, что в прямолинейном проводнике движение электрического тока мгновенно вызывало направленное магнитное поле. К сожалению, само понятие электрического тока достаточно расплывчато и мало обосновано. Представлять электрический ток как направленное движение заряженных частиц, например, электронов, конечно, можно. Но с какой скоростью они способны перемещаться?

 Полагать, что проявление электрического тока на другом конце проводника происходит из-за взаимодействия свободных электронов, которые, несмотря на свою мизерную скорость, умудряются подталкивать впереди стоящих соседей и передавать движение электронам на конце проводника или «перепрыгивать» из одной ячейки кристаллической решетки в другую, также вызывает серьезные сомнения. Видимо, последователи этой теории забыли о том, что все электроны заряжены отрицательно, а потому при приближении будут отталкиваться друг от друга. Отталкиваться друг от друга, а не подталкивать друг друга. Кроме того, поставить на один уровень скорость некого подталкивания и скорость света, по крайней мере, неуважительно по отношению к последней.

 Поэтому возникает вполне законный вопрос: «Так что же это такое — электрический ток?»