Corrente, corrente elettrica in vuoto

La corrente elettrica è il movimento ordinato di cariche elettriche. Può essere ottenuto, ad esempio, in un conduttore che collega un corpo caricato e non caricato. Tuttavia, questa corrente cesserà non appena la potenziale differenza di questi corpi diventa zero. Il moto ordinato di cariche (corrente elettrica) esisterà anche in un conduttore che collega le piastre di un condensatore caricato. In questo caso, la corrente è accompagnata dalla neutralizzazione delle cariche sulle piastre del condensatore e continua fino a quando la potenziale differenza delle piastre di condensazione diventa zero.

Questi esempi mostrano che la corrente elettrica in un conduttore si presenta solo quando esistono potenziali differenti alle estremità del conduttore, cioè quando vi è un campo elettrico.

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

Di conseguenza, per ottenere la corrente, è necessario mantenere potenziali differenti alle estremità del conduttore. Per questo, è possibile trasferire le cariche da un corpo all'altro attraverso un altro conduttore, formando un circuito chiuso per questo. Tuttavia, sotto l'azione delle forze dello stesso campo elettrico, tale trasferimento di cariche è impossibile, in quanto 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 dal corpo con un potenziale inferiore al corpo con un potenziale maggiore e eseguono il lavoro in questo caso. Pertanto, la fonte attuale deve avere energia.

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

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

Il passaggio della corrente nel circuito è accompagnato da una serie di fenomeni facilmente osservabili. Così, ad esempio, in alcuni liquidi, quando una corrente scorre attraverso di loro, viene osservato un rilascio di materia agli elettrodi abbassati nel liquido. La corrente nei gas è spesso accompagnata da un bagliore di gas, ecc. Un grande fisico e matematico francese, Andre Marie Amper, ha studiato la corrente elettrica in gas e vuoto, grazie alla quale ora conosciamo la natura di tali fenomeni.

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

Ma è possibile ottenere una corrente elettrica in vuoto, per cui è necessario introdurre carichi di carica in esso.

Prendiamo la nave da cui viene pompata l'aria. In questa vasca sono saldate due piastre metalliche – due elettrodi. Uno di questi A (anodo) è collegato con una sorgente 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.

Accendiamo il milliammetro sensibile. Il dispositivo non mostra alcuna corrente; Ciò indica che non c'è corrente elettrica in vuoto.

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

Come vengono caricate queste particelle? La risposta a questa domanda può dare esperienza. Cambiamo i poli degli elettrodi saldati nella vasca – facciamo l'anodo filamentoso 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, gli elettroni liberi in un metallo sono in movimento caotico. Quando il filamento viene riscaldato, questo movimento si intensifica. Allo stesso tempo, alcuni elettroni, acquistando energia, che sono sufficienti a fare un'uscita, escono dal filamento, formando una "nuvola elettronica" vicina. 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 respingono di nuovo al filo se è attaccato al polo negativo, cioè ha una carica con lo stesso nome con gli elettroni.

Così, una corrente elettrica in un vuoto è un flusso diretto di elettroni.