Направление электрического тока

Подключим к пальчиковой батарейке светодиод, и если полярность окажется соблюдена правильно, то он засветится. В каком направлении установится ток? В наше время всем известно, что от плюса к минусу. А внутри батарейки, стало быть, от минуса к плюсу — ток ведь в этой замкнутой электрической цепи постоянный.

За направление тока в цепи принято считать направление движения положительно заряженных частиц, но ведь в металлах то движутся электроны, а они, мы знаем, заряжены отрицательно. Значит в реальности понятие «направление тока» - это условность. Давайте разберемся, почему в то время как электроны текут по цепи от минуса к плюсу, все вокруг говорят, что ток идет от плюса к минусу. Для чего такая несуразность?

Ответ кроется в истории становления электротехники. Когда Франклин разрабатывал свою теорию электричества, он рассматривал его движение подобно движению жидкости, которая как-бы перетекает от одного тела к другому. Где электрической жидкости больше — оттуда она течет в ту сторону, где ее меньше.

Франклин поэтому и назвал тела с избытком электрической жидкости (условно!) положительно электризованными, а тела с недостатком электрической жидкости — отрицательно электризованными. Отсюда и пошло представление о движении электрических зарядов. Положительный заряд перетекает, словно через систему сообщающихся сосудов, от одного заряженного тела к другому.

Позже французский исследователь Шарль Дюфе в своих экспериментах с электризацией натиранием установил, что заряжаются не только натираемые тела, но и натирающие, причем при контакте заряды обеих тел нейтрализуется. Получалось, что есть на самом деле два отдельных вида электрического заряда, которые при взаимодействии друг друга нейтрализуют. Эту теорию двух электричеств развил современник Франклина Роберт Симмер, который на себе убедился в том, что в теории Франклина что-то не до конца правильно.

Шотландский физик Роберт Симмер носил по две пары чулок: утепленные шерстяные и сверху еще вторые шелковые. Когда он снимал с ноги оба чулка сразу, а затем выдергивал один чулок из другого, то наблюдал такую картину: шерстяной и шелковый чулки раздуваются, принимая как бы форму его ноги и резко слипаются друг с другом. При этом чулки из одинакового материла, как шерстяные и шелковые, отталкивались друг от друга.

Если же Симмер держал в одной руке два шелковых, а в другой - два шерстяных чулка, то когда он сближал руки, отталкивание чулков из одинакового материала и притяжение чулков из разного материала приводило к интересному взаимодействию между ними: разнородные чулки словно набрасывались друг на друга и сплетались в клубок.

Наблюдения за поведением собственных чулков привели Роберта Симмера к выводу, что в каждом теле имеется не одна, а две электрические жидкости – положительная и отрицательная, которые содержатся в теле в одинаковых количествах. При натирании двух тел какая-то из них может перейти из одного тела в другое, тогда в одном теле окажется избыток одной из жидкостей, а в другом – ее недостаток. Оба тела станут наэлектризованными противоположными по знаку электричествами.

Тем не менее, электростатические явления успешно можно было объяснить как при помощи гипотезы Франклина, так и при помощи гипотезы двух электричеств Симмера. Эти теории некоторое время конкурировали между собой. Когда же в 1779 году Алессандро Вольта создал свой вольтов столб, после чего был исследован электролиз, ученые пришли к однозначному выводу, что действительно в растворах и жидкостях движутся два противоположных потока носителей заряда — положительные и отрицательные. Дуалистическая теория электрического тока, хотя и не была понятна всем, все же восторжествовала.

Наконец, в 1820 году, выступая перед Парижской академией наук, Ампер предлагает выбрать в качестве основного направления тока одно из направлений движения заряда. Ему было удобно сделать так, поскольку Ампер исследовал взаимодействия токов между собой и токов с магнитами. И чтобы каждый раз во время сообщения не упоминать, что в двух направлениях по одному проводнику движутся два потока противоположного заряда.

Ампер предложил просто принять за направление тока направление движения положительного электричества, и все время говорить о направлении тока, имея ввиду движение положительного заряда. С тех пор предложенное Ампером положение о направлении тока принято повсеместно, и используется до сих пор.

Когда Максвелл разрабатывал свою теорию электромагнетизма, и решил применять правило правого винта для удобства определения направления вектора магнитной индукции, он также придерживался этого положения: направление тока — это направление движения положительного заряда.

Фарадей в свою очередь отмечал, что направление тока условно, это просто удобное средство для ученых, чтобы однозначно определять направление тока. Ленц, вводя свое Правило Ленца (смотрите - Основные законы электротехники), также оперировал термином «направление тока», имея ввиду движение положительного электричества. Это просто удобно.

И даже после того как Томсон в 1897 году открыл электрон, условность направления тока все равно сохранилась. Даже если в проводнике или в вакууме реально движутся только электроны, все равно за направление тока принимается противоположное направление — от плюса к минусу.

Спустя уже более века с момента открытия электрона, несмотря на представления еще Фарадея об ионах, даже с появлением электронных ламп и транзисторов, хотя и появились трудности в описаниях, все равно привычное положение дел сохраняется. Так просто удобнее оперировать с токами, ориентироваться в их магнитных полях, и никаких реальных трудностей это, похоже, ни у кого не вызывает.

Контрольний список щодо готовності до критичного мислення

Назва : Контрольний список щодо готовності  до критичного мислення. Старші класи
Опис : Контрольний список використовується вчителями для оцінювання готовності учнів старших класів до критичного мислення.
Ключові слова : Наслідки, наполегливість, точність, стратегії
Інструкція : Використовуйте цей контрольний список  для записів під час проведення спостереження за готовністю до критичного мислення учнів при виконанні ними завдань і проектів.
 Категорії
Класи : 9-11
Навчальні предмети :  фізика, алгебра, геометрія
Вид оцінювання : Критичне мислення

	Постійно	Іноді	Рідко/ Ніколи	Коментарі
Учень веде пошук в Інтернеті інформацію щодо теми.	□	□	□
Учень прикладає зусилля, щоб з'ясувати рішення проблеми до формування власної думки.	□	□	□
Учень використовує бібліотечні ресурси, щоб дізнатися про тему.	□	□	□
Учень інтерв'ює експертів, щоб дізнатися більше про тему.	□	□	□
Учень не квапиться  сформувати свою думку, поки  не отримає достатньо інформації.	□	□	□
Учень використовує навчальні стратегії самостійно в школі і поза школою.	□	□	□
Учень змінює свою думку, коли стикається з новими, більш точними доказами.	□	□	□
Учень пишається точністю і ретельністю своєї  роботи.	□	□	□

Форма оцінювання креативності

Назва : Форма оцінювання креативності. Старші класи
Опис : Форма оцінювання, що написана зрозумілою для учнів старших класів мовою, призначена для само оцінювання їх креативності. 
Критерії оцінювання: Легкість продукування ідей, Гнучкість мислення, Вміння оцінювати, Здатність до ризику,  Здатність до виклику собі, Здатність до вдосконалення
Ключові слова : Гнучкість, здатність до ризиків, оцінювання, спостереження, мова, впевненість
Інструкції : Використовуйте цю форму оцінювання, щоб дізнатися про свої творчі вміння.
Категорії
Класи : 9-11
Навчальні предмети :  природничі науки, алгебра, геометрія, фізика
Види оцінювання : Творчість

	4	3	2	1
Легкість продукування ідей	Я використовую свої знання та навички з предмету, а також кілька спеціальних стратегій для генерування великої кількості можливих ідей.	Я можу згенерувати кілька ідей.	За надання допомоги я можу придумати більш ніж одну ідею.	Мені дуже складно придумувати ідеї.
Здатність до ризику	Я шукаю нового досвіду, не турбуючись про те, що інші думають про мене, або що я буду робити помилки.	Я намагаюся набувати нового досвіду, не піклуючись занадто багато про те, що робитиму помилки або те, що інші будуть думати про мене.	Іноді я уникаю нового досвіду, якщо я не впевнений в тому, що мені все  вдасться як слід.	Я уникаю нового  досвіду, який я думаю, не буде вдалим.
Вміння оцінювати	У мене є впевненість у своїй інтуїції й умінні знати, чи моїй ідеї варто слідувати і коли готовий продукт або його демонстрація мають цінність.	Зазвичай я знаю, коли моїй ідеї варто слідувати і коли мій готовий продукт або його демонстрація мають значення.	Мені потрібно багато допомоги, щоб визначити, чи мої ідеї варті того, щоб над ними працювати далі і, що моя робота високої якості.	Я завжди думаю, що моя робота хороша, незалежно від того, що кажуть інші. АБО Неважливо, як добре я працюю, я ніколи не думаю, що моя робота є досить хорошою.
Здатність до вдосконалення	Я можу додати необхідні конкретні деталі до ідеї, щоб зробити її успішним продуктом або демонстрацією.	Я можу додати, досить докладні відомості, щоб перетворити ідею в реальність.	Якщо у мене є ідея, мені потрібно багато допомоги, щоб придумати деталі, які зроблять мою ідею реальністю.	Я не можу придумати деталі, які перетворять ідею в реальність.
Використання мови	Я вмію по-різному використовувати мову в значимий і новий спосіб для просування ідеї, для того, щоб  надихати, розважати, інформувати, чи переконувати інших..	Я використовую мови цікавим чином, щоб надихнути інших.	З допомогою я можу використовувати мову в цікавий спосіб для ефективного  спілкування з іншими людьми.	Мова, яку я використовую, щоб спілкуватися з іншими людьми є передбачуваною і звичайною.
Гнучкість мислення	Я можу дивитися на об'єкти, процеси і системи з різних точок зору для того, щоб придумати способи зробити їх більш ефективними, красивими, або корисними.	Я можу дивитися на об'єкти, процеси і системи більш ніж з однієї точки зору, щоб зробити їх краще.	З допомогою, я можу дивитися на об'єкти, процеси і системи більш ніж з однієї точки зору, щоб зробити їх краще.	Я рідко дивлюся на об'єкти, процеси і системи більш ніж з однієї точки зору, щоб зробити їх краще.

Перевіримо знання Вами теорії імовірностей

Спочатку встановіть сервіс "Kahoot" для інтерактивних вправ на ваш смартфон, відкрийте програму на смартфоні, а потім перейдіть за ссилкою на комп'ютері: https://play.kahoot.it/#/k/c07b33a5-6572-47ea-b438-62665fabbacb

Гра на знання звичайних та десяткових дробів (Розкрийте гру на увесь екран)

Завдання до теми "ТИСК у природі"