التيار الكهربائي - الحركة المطلوبةشحنات كهربائية. يمكن الحصول عليه ، على سبيل المثال ، في موصل يربط الجسم المشحون وغير المشحون. ومع ذلك ، سيتوقف هذا التيار بمجرد أن يصبح الفرق المحتمل لهذه الهيئات صفرًا. ستوجد أيضًا الحركة المطلوبة للشحنات (التيار الكهربائي) في الموصل الذي يربط لوحات المكثف المشحون. في هذه الحالة ، يرافق التيار تحييد الشحنات الموجودة على لوحات المكثف ، ويستمر حتى يصبح الفرق المحتمل في لوحات المكثف صفرًا.
توضح هذه الأمثلة أن التيار الكهربائي في الموصل لا ينشأ إلا إذا كانت هناك إمكانات مختلفة في نهايات الموصل ، أي عندما يكون هناك مجال كهربائي فيه.
ولكن في الأمثلة التي تم النظر فيها ، لا يمكن أن يكون التيار طويلًا ، لأنه أثناء حركة الشحنات ، تتوازن إمكانات الأجسام بسرعة ويختفي المجال الكهربائي في الموصل.
لذلك ، من الضروري الحصول على التيارلدعم إمكانات مختلفة في نهايات الموصل. للقيام بذلك ، يمكنك نقل الشحنات من جسم إلى آخر على طول موصل آخر ، لتشكيل دائرة مغلقة لهذا الغرض. ومع ذلك ، تحت تأثير قوى نفس المجال الكهربائي ، فإن نقل الشحنة هذا مستحيل ، لأن إمكانات الجسم الثاني أقل من إمكانات الأول. لذلك ، فإن النقل ممكن فقط عن طريق قوى غير كهربائية. يوفر وجود هذه القوى مصدرًا حاليًا مدرجًا في الدائرة.
تقوم القوى المؤثرة في المصدر الحالي بنقل الشحنة من الجسم ذي الإمكانات الأقل إلى الجسم ذي الإمكانات العالية وتقوم بالمهمة. لذلك ، يجب أن يكون للمصدر الحالي طاقة.
المصادر الحالية هي الآلات الكهربائية والخلايا الجلفانية والبطاريات والمولدات ، إلخ.
لذا ، فإن الشروط الرئيسية لحدوث التيار الكهربائي: وجود مصدر تيار ودائرة مغلقة.
يرافق مرور التيار في الدائرة رقمًاظواهر يمكن ملاحظتها بسهولة. لذلك ، على سبيل المثال ، في بعض السوائل ، عندما يتدفق التيار خلالها ، يتم إطلاق مادة على أقطاب كهربائية تنخفض في السائل. غالبًا ما يكون التيار في الغازات مصحوبًا بتوهج من الغازات ، وما إلى ذلك. وقد درس الفيزيائي والرياضي الفرنسي البارز أندريه ماري أمبير التيار الكهربائي في الغازات والفراغ ، والذي بفضله نعرف الآن طبيعة هذه الظواهر.
كما تعلمون ، فإن الفراغ هو أفضل عازل ، أي المساحة التي يتم ضخ الهواء منها.
ولكن من الممكن الحصول على تيار كهربائي في فراغ ، والذي من الضروري إدخال ناقلات الشحن إليه.
Возьмем сосуд, из которого откачан воздух.يتم لحام لوحين معدنيين في هذا الوعاء - قطبين. نقوم بربط أحدهم A (الأنود) بمصدر تيار موجب ، والآخر K (الكاثود) بمصدر سلبي. الجهد بين الكاثود والأنود يكفي لتطبيق 80-100 فولت.
ندرج مليميتر حساس في الدائرة. الجهاز لا يظهر أي تيار ؛ هذا يشير إلى أن التيار الكهربائي لا يوجد في فراغ.
غيّر التجربة.ككاثود ، نقوم بلحام سلك في الوعاء - خيط ، مع إخراج النهايات. سيظل هذا الموضوع الكاثود. باستخدام مصدر آخر آخر ، نقوم بتوهجها. سنلاحظ أنه بمجرد تسخين الفتيل ، يظهر الجهاز المتصل بالدائرة تيارًا كهربائيًا في الفراغ ، وكلما زادت قوة تسخين الفتيل. هذا يعني أن الخيط ، عند تسخينه ، يضمن وجود جسيمات مشحونة في فراغ ، فهو مصدرها.
كيف يتم شحن هذه الجسيمات؟يمكن أن تعطي الإجابة على هذا السؤال الخبرة. نغير أقطاب الأقطاب الملحومة في الوعاء - نصنع الخيط أنودًا ، والقطب المعاكس - كاثود. وعلى الرغم من تسخين الخيط وإرسال الجسيمات المشحونة إلى فراغ ، لا يوجد تيار.
ويترتب على ذلك أن هذه الجسيمات مشحونة سلبًا لأنها يتم صدها بواسطة القطب A عندما يتم شحنها بشكل سلبي.
ما هذه الجسيمات؟
وفقا للنظرية الإلكترونية ، الإلكترونات الحرةفي المعدن في حركة فوضوية. عندما يتم تسخين الفتيل ، تكثف هذه الحركة. في الوقت نفسه ، تطير بعض الإلكترونات ، التي تكتسب الطاقة ، والتي تكفي لإكمال الخروج ، من الفتيل ، وتشكل "سحابة إلكترونية" بالقرب منه. عندما يتم تشكيل مجال كهربائي بين الفتيل والأنود ، تطير الإلكترونات إلى القطب A إذا كانت متصلة بالقطب الموجب للبطارية ، ويتم صدها مرة أخرى إلى الفتيل إذا كانت متصلة بالقطب السالب ، أي أن لها شحنة تحمل نفس الاسم مثل الإلكترونات.
لذا ، فإن التيار الكهربائي في الفراغ هو تدفق موجه للإلكترونات.
