Sens du courant électrique

Nous connectons la LED à la batterie du doigt, et si la polarité est correctement respectée, elle s'allumera. Dans quel sens le courant va-t-il s'installer ? De nos jours, tout le monde le sait de fond en comble. Et donc à l'intérieur de la batterie du moins au plus — après tout, le courant dans ce circuit électrique fermé est constant.

La direction du mouvement des particules chargées positivement est considérée comme la direction du courant dans le circuit, mais après tout, les électrons se déplacent dans les métaux et, nous le savons, sont chargés négativement. Cela signifie qu'en réalité le concept de "sens du courant" est une convention. Voyons pourquoi, alors que les électrons traversent le circuit du moins au plus, tout le monde autour d'eux dit que le courant va du plus au moins... Pourquoi est-ce absurde ?

La réponse réside dans l'histoire de la formation de l'électrotechnique. Lorsque Franklin a développé sa théorie de l'électricité, il considérait son mouvement comme celui d'un fluide, qui semblait s'écouler d'un corps à un autre. Là où il y a plus de fluide électrique, il s'écoule dans la direction où il y en a moins.

Pour cette raison, Franklin a appelé les corps avec un excès de fluide électrique (conditionnellement !) électrifiés positivement, et les corps avec un manque de fluide électrique, électrifiés négativement. C'est de là que vient l'idée de mouvement. charges électriques… La charge positive circule, comme à travers un système de vases communicants, d'un corps chargé à l'autre.

Plus tard, le chercheur français Charles Dufay dans ses expériences avec friction électrisante ont constaté que non seulement les corps frottés mais aussi les corps frottés sont chargés et qu'au contact les charges des deux corps sont neutralisées. Il s'avère qu'il existe en fait deux types distincts de charges électriques qui, lorsqu'elles interagissent, s'annulent. Cette théorie des deux électricités a été développée par le contemporain de Franklin, Robert Simmer, qui était lui-même devenu convaincu que quelque chose dans la théorie de Franklin n'était pas entièrement correct.

Le physicien écossais Robert Simmer portait deux paires de chaussettes : des chaussettes chaudes en laine et une seconde en soie par-dessus. Lorsqu'il a retiré les deux chaussettes de son pied en même temps, puis a retiré une chaussette de l'autre, il a remarqué l'image suivante : les chaussettes de laine et de soie gonflaient, comme si elles prenaient la forme de ses pieds et se collaient brusquement l'une à l'autre. En même temps, les chaussettes faites du même matériau, comme la laine et la soie, se repoussent.

Si Simmer tenait deux chaussettes en soie dans une main et deux chaussettes en laine dans l'autre, alors lorsqu'il joignait ses mains, la répulsion des chaussettes de la même matière et l'attirance des chaussettes de matières différentes conduisaient à une interaction intéressante entre elles : différentes chaussettes comme si elles sautaient les unes sur les autres et s'enlaçaient en boule.

Des observations sur le comportement de ses propres chaussettes ont conduit Robert Simmer à la conclusion que dans chaque corps il n'y a pas un, mais deux fluides électriques, positif et négatif, qui sont contenus dans le corps en quantités égales.

Lorsque deux corps se frottent, l'un d'eux peut passer d'un corps à l'autre, alors il y aura excès de l'un des liquides dans un corps, et sa carence dans l'autre. Les deux corps deviendront électrifiés, opposés en électricité de signe.

Néanmoins, les phénomènes électrostatiques peuvent être expliqués avec succès en utilisant à la fois l'hypothèse de Franklin et l'hypothèse de Simmer de deux forces électriques. Ces théories se font concurrence depuis un certain temps.

Lorsqu'en 1779 Alessandro Volta a créé sa colonne voltaïque, après quoi l'électrolyse a été étudiée, les scientifiques sont arrivés à la conclusion sans équivoque qu'en effet deux flux opposés de porteurs de charge se déplacent dans les solutions et les liquides - positifs et négatifs. La théorie dualiste du courant électrique, bien que non comprise de tous, a néanmoins triomphé.

Enfin, en 1820, s'exprimant devant l'Académie des sciences de Paris, Ampère proposa de choisir l'une des directions du mouvement des charges comme direction principale du courant. C'était pratique pour lui de le faire car Ampère étudiait l'interaction des courants entre eux et des courants avec des aimants. Et ainsi, à chaque fois pendant un message, sans parler de deux flux de charges opposées, se déplacent dans deux directions le long d'un fil.

Ampère proposait simplement de prendre le sens de déplacement de l'électricité positive pour le sens du courant et tout le temps de parler du sens du courant, c'est-à-dire du déplacement d'une charge positive... Depuis lors la position du sens de le courant proposé par Ampère a été accepté partout et est utilisé et jusqu'à aujourd'hui.

Lorsque Maxwell a développé sa théorie de l'électromagnétisme et a décidé d'appliquer la règle de la vis à droite par commodité pour déterminer la direction du vecteur d'induction magnétique, il a également adhéré à cette position : la direction du courant est la direction du mouvement d'une charge positive.

Faraday, pour sa part, note que la direction du courant est conditionnelle, c'est juste un outil pratique pour les scientifiques pour déterminer sans ambiguïté la direction du courant. Lenz présentant sa règle de Lenz (voir — Lois fondamentales de l'électrotechnique), utilise également le terme «sens du courant» pour désigner le mouvement de l'électricité positive. C'est juste pratique.

Et même après que Thomson ait découvert l'électron en 1897, la convention de direction du courant était toujours valable. Même si seuls les électrons se déplacent réellement dans un fil ou dans le vide, la direction inverse est toujours considérée comme la direction du courant - de plus à moins.

Plus d'un siècle après la découverte de l'électron, malgré les idées de Faraday sur les ions, même avec l'apparition des tubes électroniques et des transistors, bien qu'il y ait eu des difficultés dans les descriptions, la situation habituelle demeure. Il est donc plus pratique de travailler avec des courants, de naviguer dans leurs champs magnétiques, et il semble que cela ne pose de réelles difficultés à personne.

Voir également:Conditions d'existence du courant électrique