Ток, электрычны ток у вакууме

Электрычны ток - спарадкаванае рух электрозарядов. Яго можна атрымаць, напрыклад, у правадыру, які злучае зараджанае і незараджаную цела. Аднак гэты ток спыніцца, як толькі рознасць патэнцыялаў гэтых тэл стане нулявы. Спарадкаванае рух зарадаў (электрычны ток) будзе існаваць таксама ў правадыру, які злучае пласціны зараджанага кандэнсатара. У гэтым выпадку ток суправаджаецца нейтралізацыі зарадаў, якія знаходзяцца на пласцінах кандэнсатара, і працягваецца, пакуль рознасць патэнцыялаў пласцін кандэнсатара не стане нулявы.

Гэтыя прыклады паказваюць, што электрычны ток ў правадыру ўзнікае толькі пры наяўнасці на канцах правадыра розных патэнцыялаў, т. Е. Тады, калі ў ім ёсць электрычнае поле.

Але ў разгледжаных прыкладах ток не можа быць доўгім, так як у працэсе перамяшчэння зарадаў патэнцыялы тэл хутка выраўноўваюцца і электрычнае поле ў правадыру знікае.

Такім чынам, для атрымання току неабходна падтрымліваць на канцах правадыра розныя патэнцыялы. Для гэтага можна пераносіць зарады з аднаго цела на іншае зваротна па іншаму правадыру, утвараючы для гэтага замкнёную ланцуг. Аднак пад дзеяннем сіл гэтага ж электрычнага поля такой перанос зарадаў немагчымы, так як патэнцыял другога цела менш патэнцыялу першага. Таму перанос магчымы толькі сіламі неэлектрычная паходжання. Наяўнасць такіх сіл забяспечвае крыніца току, уключаны ў ланцуг.

Сілы, якія дзейнічаюць у крыніцы току, пераносяць зарад ад цела з меншым патэнцыялам да цела з вялікім патэнцыялам і здзяйсняюць пры гэтым працу. Такім чынам, крыніца току павінен валодаць энергіяй.

Крыніцамі току з'яўляюцца электрычныя машыны, гальванічныя элементы, акумулятары, генератары і т. Д.

Такім чынам, асноўныя ўмовы ўзнікнення электрычнага току: наяўнасць крыніцы току і замкнёным ланцугу.

Праходжанне току ў ланцугі суправаджаецца побач легконаблюдаемых з'яў. Так, напрыклад, у некаторых вадкасцях пры праходжанні па іх току назіраецца вылучэнне рэчыва на электродах, апушчаных у вадкасць. Ток у газах часта суправаджаецца свячэннем газаў і т. Д. Электрычны ток у газах і вакууме вывучаў выбітны французскі фізік і матэматык - Андрэ Мары Ампер, дзякуючы якому мы цяпер ведаем прыроду такіх з'яў.

Як вядома, вакуум - найлепшы ізалятар, т. Е. Прастору, з якога выпампаваны паветра.

Але можна атрымаць электрычны ток у вакууме, для чаго неабходна ўнесці ў яго носьбіты зарадаў.

Возьмем посуд, з якога откачан паветра. У гэты посуд впаяны дзве металічныя пласціны - два электрода. Адзін з іх A (анод) злучым з станоўчым крыніцай току, іншы K (катода) - з адмоўным. Напружанне паміж катодам і анодам досыць прыкласці 80 - 100 В.

Ўключым у ланцуг адчувальны миллиамперметр. Прыбор не паказвае ніякага току; гэта паказвае на тое, што электрычны ток у вакууме не існуе.

Відазмяняючы вопыт. У якасці катода уляплю ў посуд правалоку - нітка, з выведзенымі вонкі канцамі. Гэтая нітка па-ранейшаму застанецца катодам. З дапамогай іншай крыніцы току напаліліся яе. Мы заўважым, што, як толькі нітка напальваецца, прыбор, які ўключаны ў ланцуг, паказвае электрычны ток у вакууме, і тым большы, чым мацней гарачая нітка. Значыць, нітка пры награванні забяспечвае наяўнасць у вакууме зараджаных часціц, яна з'яўляецца іх крыніцай.

Як зараджаныя гэтыя часціцы? Адказ на гэтае пытанне можа даць вопыт. Зьменім канцавоссі у улітаваць ў посуд электродаў - нітка зробім анодам, а супрацьлеглы полюс - катодам. І хоць нітка гарачая і пасылае зараджаныя часціцы ў вакуум, тока не.

З гэтага вынікае, што гэтыя часціцы зараджаныя адмоўна, таму што яны адштурхваюцца ад электрода А, калі ён зараджаны адмоўна.

Што ўяўляюць сабой гэтыя часціцы?

Згодна з электроннай тэорыі, свабодныя электроны ў метале знаходзяцца ў хаатычным руху. Пры напале ніткі гэты рух узмацняецца. Пры гэтым некаторыя электроны, набываючы энергію, якой дастаткова для здзяйснення выхаду, вылятаюць з ніткі, утвараючы каля яе «электроннае воблачка». Калі паміж ніткай і анодам утворыцца электрычнае поле, то электроны ляцяць да электрода А, калі ён далучаны да станоўчага полюсу батарэі, і адштурхваюцца назад да ніткі, калі ён далучаны да адмоўнага полюсу, т. Е. Мае зарад, аднайменны з электронамі.

Такім чынам, электрычны ток у вакууме - гэта накіраваны струмень электронаў.