Có phải Benjamin Franklin đã sai (về dòng điện thông thường)?

Tôi bắt đầu thấy nhiều người cho rằng dòng điện thông thường là 'sai' vì Franklin đã mắc lỗi khi lần đầu tiên bắt đầu điều tra tĩnh điện, và sau đó các nhà khoa học không bận tâm sửa chữa sai lầm, mà thích giữ nguyên 'quy ước' ( đây là một ví dụ kinh điển: http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_1/7.html )

Tôi luôn nghĩ rằng anh ấy đã không hiểu sai. Ông nói rằng dòng điện là dương theo hướng dòng điện tích dương chảy ngược lại và ngược lại. Dĩ nhiên anh ta không có cách nào biết được phía nào của hai cây gậy phía sau bị cọ xát thực sự tăng hoặc mất khối lượng. Vì vậy, anh đã không sai. Bạn đã được dạy gì?

Tái bút: Tôi không thể không cảm thấy chúng tôi may mắn vì anh ấy đã nhận được 'ngược', bởi vì rõ ràng nhiều người nhầm lẫn về tĩnh điện (bao gồm cả tác giả của cuốn sách văn bản đó!) Và tin rằng điện phải liên quan đến các điện tử (một cái tên không may .. . tại sao chúng không thể được đặt tên là negatron ...)

Dòng điện, AKA, "dòng điện thông thường", là dòng điện trừu tượng, dòng điện tích. Từ một câu trả lời trước tôi đã đưa ra ở đây :

Dòng điện là dòng điện trừu tượng , dòng điện tích , không phải dòng điện vật lý như dòng điện tử , dòng điện tử .

Nhưng điện tích là một tài sản của sự vật, không phải là một vật , tức là, điện tích luôn được "mang theo" bởi một vật .

Vì vậy, trong khi một dòng điện tử nhất thiết phải là một dòng điện (do điện tích âm mang theo điện tử), một dòng điện không nhất thiết phải là một dòng điện tử.

Ví dụ, trong dung dịch muối, chúng ta có hai loại ion tích điện, ion natri tích điện dương và ion clorine tích điện âm. Hãy tưởng tượng rằng các ion natri đang di chuyển sang phải và các ion clo đang di chuyển sang trái.

Rõ ràng, chúng ta có hai dòng ion ngược chiều nhau nhưng chỉ có một dòng điện và nó phải có hướng. Hướng của dòng điện là, theo quy ước, hướng của dòng điện tích dương.

Vì vậy, trong trường hợp này, cả hai dòng ion đều đóng góp vào một dòng điện ở bên phải. Thuật ngữ đầu tiên là do các ion dương bên phải. Thuật ngữ thứ hai là do các ion âm ở bên trái nơi dấu âm "số" đóng góp cho điện. .

Hãy nghĩ về nó theo cách này, nếu tôi nói với bạn rằng tôi đang đi ở tốc độ -60mph về phía tây, bạn sẽ biết rằng tôi thực sự đang đi về phía đông 60mph . Tương tự, dòng điện tích âm trái là dòng điện bên phải.

Tôi không nghĩ Franklin "đúng" hay "sai", vì đó chỉ là một sự lựa chọn về tên.

Đối với các hạt có liên quan, (nói một cách rất đại khái) chúng ta biết một loại hạt thu hút một loại hạt khác và đẩy lùi loại hạt đó. Chúng tôi cũng biết một loại không thu hút hoặc đẩy lùi chính nó hoặc các loại khác.
Để phân biệt giữa chúng và các thuộc tính của chúng, chúng tôi gọi chúng là một cái gì đó và nói rằng chúng có một loại điện tích nhất định - "Tích cực", "Tiêu cực" hoặc "Trung lập".

Electron là một lepton (loại hạt cơ bản) có điện tích -1e. e ở đây là đơn vị tính phí cơ bản . Các proton có điện tích + 1e, bao gồm ba quark (hai "lên" và một "xuống") có điện tích +2/3, +2/3, -1/3 cộng tổng cộng +1.

Sau đó, mọi thứ khác đi từ đây. Như liên kết bạn đưa ra trong câu hỏi của bạn nói, chúng tôi thường liên kết tích cực với "thặng dư" để có ý nghĩa hơn đối với bất cứ điều gì có nhiều điều gì đó là mặt tích cực. Tuy nhiên, cái mà Franklin đã gọi là "Tích cực" là bên có ít electron hơn. Thay vì hoán đổi các vòng định nghĩa, thay vào đó, họ chỉ đơn giản gán cho các electron một điện tích âm.

Nó hơi giống như đường ống với nước chảy xuống qua nó - chúng tôi nói dòng nước theo hướng nước chảy. Sẽ khó hiểu khi có thể nói dòng điện chạy ngược chiều, nhưng đây là cách nó ở trong thiết bị điện tử (nghĩa là chúng ta gọi là "nước" âm) Nếu chúng ta tưởng tượng các bong bóng khí chảy theo hướng ngược lại, đây là những gì chúng tôi gọi là "lỗ" (tức là thiếu một điện tử) và cung cấp một hình ảnh tinh thần của dòng điện tích dương.
Tất nhiên, trong các chất không phải là dây kim loại, dòng điện có thể bao gồm các hạt hoặc ion dương "thực", cũng như các hạt âm, vì vậy chúng ta không thể luôn cho rằng dòng điện là dòng điện như Alfred đề cập.

Một số người đã chỉ ra sự lựa chọn là tùy ý và có những kịch bản trong đó các khoản phí tích cực là điện thoại di động. Nhưng để hiểu được ý định thực sự của câu hỏi, thay vì nói, "đúng" hay "sai", hãy đặt câu hỏi như "Bây giờ chúng ta có quyền truy cập vào kiến ​​thức mà Ben Franklin và các đồng nghiệp của anh ta đã không làm, nếu chúng ta ở trong Vị trí của việc tạo ra quy ước đặt tên, liệu chúng ta có đưa ra lựa chọn tương tự không? Hay nó sẽ rơi xuống một đồng xu? " Câu trả lời dĩ nhiên là không rồi! Mọi người sẽ đồng ý câu trả lời tốt nhất là đặt tên cho các electron dương và các proton âm (và chúng ta sẽ gọi bên cạnh của pin là các electron chảy ra khỏi cực dương). Mọi người đều đồng ý đây là quy ước được ưa thích vì dạng phổ biến nhất của dòng điện là dòng điện tử và các ví dụ khác,

Franklin không sai, đó chỉ là một quy ước. Chất mang điện tích có thể dương (như trong vật liệu bán dẫn loại p hoặc ion dương trong chất điện phân) hoặc âm (như trong dây dẫn đồng). Xác định dòng điện theo cùng hướng với dòng điện tích dương đơn giản hóa phương trình của điện từ và loại bỏ sự cần thiết phải thiết lập loại sóng mang nào ở đó (dương hay âm). Nó chỉ giả định rằng sóng mang là dương và áp dụng phương trình điện từ hoặc định lý điện (ví dụ KVL hoặc KCL, v.v.) mà không phải lo lắng về sóng mang thực tế và có kết quả chính xác độc lập với sóng mang điện tích. Chỉ cần nhớ rằng lưu lượng thực tế sẽ phụ thuộc vào loại sóng mang sau khi tính toán.

Chúng ta có thể định nghĩa dòng chảy thông thường giống như dòng điện tử nhưng nó sẽ làm phức tạp một chút phương trình điện từ. Tuy nhiên, dòng chảy này vẫn không đúng đối với vật liệu loại p hoặc trong chất mang ion dương, do đó, lập luận tương tự xảy ra (nhưng chúng ta có một công thức điện từ phức tạp hơn). Dòng chảy thông thường mà chúng ta có ngày nay không được chọn do lý thuyết của Franklin, nhưng đó là ký hiệu thuận tiện nhất.

Một lưu ý phụ: Chúng ta có thể đã chọn (trong quá trình khám phá ra các electron và proton) rằng điện tích của electron là dương và điện tích của proton âm. Điều gì đang ngăn chúng ta xem nó theo cách này? Đó chỉ là một quy ước.

Franklin đã sai nhưng không phải vì những lý do mà mọi người thường nghĩ. Ông là người ủng hộ lý thuyết chất lỏng điện đơn lẻ, lý do rằng tất cả các hiệu ứng điện là do thừa hoặc không có một loại chất lỏng điện. Ông quyết định rằng trong các thí nghiệm tĩnh điện phổ biến trong ngày, rằng thực tế cơ thể tích điện âm là cơ thể thiếu chất lỏng điện. Nếu anh ta đã quyết định rằng cơ thể tích điện âm là dương (dư thừa chất lỏng) thì dòng điện thông thường sẽ phù hợp với hướng ròng của dòng điện tử (hãy nhớ rằng trong thực tế có một chuyển động ngẫu nhiên với chuyển động ròng chậm theo một hướng), nhưng anh ấy sẽ VẪN sai vì chúng ta có hai loại điện tích, không phải một và một dòng điện tích dương cũng là dòng điện.

Bất cứ ai nói rằng Franklin đã sai vì những lý do thông thường là đưa ra trạng thái cao hơn cho các electron tự do (ví dụ như các ion dương) đơn giản là vì họ quen thuộc hơn với chúng.