editor thumb

Curentul electric (2)

autor:Infoelectronica copy:infoelectronica sursa:interna contact:infoelectronica@gmail.com

pentru a vota trebuie sa fi autentificat! daca nu ai cont:  inregistrare

acest articol a fost votat de: 0 utilizatori

la numarul anterior

Cum am promis, inaitea unei discutii, prezentam modul in care a fost inteles curentul electric.

Un articol, din "ZIARUL STIINTELOR SI AL CALATORIILOR" realizat in 1942, referitor la electricitate. 

"Magnetism si electricitate,

In ochii fizicienilor contimpurani, un magnet natural se prezinta ca un lucru extrem de complicat, pentru a carui intelegere - inca incompleta- se cere un studiu amanuntit al curentului electric.

Dupa cum spune Paul Langevin, avem pe toate taramarile, impresia ca natura se stradueste sa ne prezinte realitatea sub aspectul ei cel mai complicat si este nevoie de un efort puternic, pentru aflarea elementelor simple plecand dela inteligenta noastra sa reconstruiasca lumea.

Sa explicam in linii mari prin ce se deosebeste fierul magnetizat de cel nemagnetizat. Pentru aceasta trebue sa anticipam asupra unui rezultat : toti atomii cuprind electroni, si ne facem o imagine aproximativa a realitatii admitand ca acesti electroni se invartesc in cerc in jurul centrului atomului din care fac parte. Sa presupunem o bara de fier : orbitele electronilor (interoare atomilor) au planuri determinate in clipa solidificarii metalului, orientarile acestor cercuri absolut indiferente, variabile pentru diferitii electroni ai aceluiasi atom si variabile dela un atom la altul. Daca apropiem de acesta bara electroni mobili ca aceia care se gasesc in spirele de arama ale unei bobine strabatute de curentul electric, se produce o actiune reciproca intre electronii aramei si aceia ai fierului; orbitele celor din urma incep sa oscileze si am obtinut un magnet : un magnet este deci o bucata dintr-o substanta, in care traectoriile electronice ale atomilor sunt aranjate paralel intre ele. Mai mult, se admite ca magnetii nu sunt electrizati deoarece in clipa magnetizarii, electronii raman pe loc si in nici un punc al magnetului, nu exista nici exces si nici deficit de electroni.

Din acelasi motiv, ne dam seama pentruce un magnet trebuie neaparat sa aiba doi poli, fara sa-i putem desparti unul de altul: o orbita electronica are doua fete, astfel ca magnetismul nord si sud poate fi comparat cu fata si spatele unei foi de hartie : nu le putem separa unul de altul tot asa cum nu poate exista o foaie numai cu o fata si fara dos.

Cei dintai magneti au fost cunoscuti in China cu 2000 de ani inaintea erei noastre, si omenirea a avut nevoe de patruzeci de secole ca sa afle ce se putea petrece cand magnetul atrage fierul ! 

Nu trebue sa credem ca magnetismul este astazi o ramura bine cunoscuta a fizicei. Dimpotriva este unul din cele mai inapoiate capitole.

Nu se stie inca pentru ce fierul, cobaltul si nichelul se bucura de un rol privilegiat, intre cele 92 de elemente. De asemeni, se constata ca in fierul curat circonferintele electronice se grabesc sa paraseasca cat mai repede paralelismul lor ( magnetii temporari), in timp ce se "complac" in acest paralelism (magnetii permanenti) cand este vorba de otel sau de aliaje fier- carbune ...

Teorima magnetismului una dintre cele mai frumoase titluiri de glorie ale lui Paul Langevin - a fost completata de francezul Pierre Weiss, care a pus in evidenta un fel de "graunte de magnetism" sau magneton : magnetonul nu este un corpuscul de felul electronului ; ni-l putem reprezenta mai curand printr-un fel de circonferinta electronica cu raza de ordinul unei milionimi de milimetru.

Materia obisnuita - obiectele care ne inconjoara - este neutra din punc de vedere electric. A electriza inseamna a acumula electroni in anumite locuri dupa ce ei au fost scosi din alte locuri.

Primele noua metode de electrizare pe care le vom clasa intro ordine istorica, cuprind mentiunile "exces de electroni",  "lipsa de electroni".

Ultimele cinci reusesc sa izoleze electronii, sa obtina electroni liberi, care, in general, se deplaseaza in vid cu viteze mai mult sau mai putin mari.

Doua moduri de electrizare erau cunoscute din antichitate: incepem enumerarea noastra cu ele.

1. Vechii indieni observara ca unele minerale cristalizate (ca turmalina), lasate in cenusa calda atrageau bucati de cenuse, cand erau scoase afara. Acest fenomen numit astazi piroelectricitate, a fost intalnit de Lemery in sec. XVIII, apoi studiat de A.C. Becquerel si Ggaugain; pana azi, ramane o simpla curiozitate de laborator, care ne-a dat nastere la nici o aplicatie practica.

2. Filosoful grec Ehalles din Milet care a trait in sec. VII inaintea erei noastre, a descoperit ca chihlimbarul capata, prin frecare proprietatea de a atrage corpurile usoare, ca penele, firele de pae sau matase; este electrizarea prin frecare, al carui studiu n-a fost preluat pana in sec. XVIII, si care a servit ca principiu primelor masini electrice numite "electrostatice".

Urmatoarele doua moduri de electrizare sunt opera sec. XVIII.

3. Sa presupunem o sfera mare de arama, careia i-am dat in prealabil un exces de electroni (prin frecare sau prin orice alt mijloc); o atingem cu o alta sfera, sustinuta de un maner izolat.

Excesul de electroni se imparte intre cele doua sfere, datorita scurgerii electronilor prin punctul de contact; a doua sfera a fost electrizata prin contact. Se intelege ca daca prima sfera ar fi avut un deficit de electroni, acest deficit ar fi fost egalat prin scurgerea electricitatii in sens invers.

4. Electrizarea prin influienta se demonstreaza cu ajutorul unei experiente clasice; o sfera de arama a fost incarcata cu un surplus de electroni; un alt conductor de arama, cu o forma alungita se gaseste la inceput foarte departe de sfera. Cand apropiem intre ele sfera si conductorul, constatam ca, pe acesta din urma un anumit numar de electroni se deplaseaza dela stanga la dreapta.

Daca sfera ar fi avut un deficit de electroni deplasarea de care am vorbit ar fi avut loc in sens invers, si la sfarsit ar fi fost un exces de electroni la stanga, si un deficit la dreapta. Influenta serveste ca principiu masinilor electrostatice moderne si intervine deasemeni in functionarea catorva grupuri de condensatori.

Si iata acum sec. XIX, care a inceput prin a imagna cinci mijloace noui pentru modificarea repartitiei electronilor.

5. In jurul lui 1800, Volta inventa pila electrica, a carei energie este de origine chimica. Pilele dispar din ce in ce, dar acumulatorii, de care automobilele nu se pot lipsi, se sprijina exact pe acelasi principiu. 

6. Termoelectricitatea a fost descoperita de savantul german Seebeck, in 1821; ea ne permite sa masuram variatiile extrem de mici ale temperaturii; prin ea putem determina temperatura isvoarelor indepartate de caldura.

7. Inductia electro-magnetica a fost pusa in evidenta pentru intia data, in 1831, de ilustrul fizician englez Faraday. Ca sa obtinem un separator de electroni, este suficient sa deplasam o tija conducatoare intr-un camp magnetic. Este in oarecare masura replica electrizarii prin frecare. Acesta este principiul producerii energiei electrice in centrale, atat hidraulice cat si termice. 

8. Unele pile perfect simetrice, realizeaza o separare a electronilor, cand trimitem un fascicol de lumina pe una din cele daoua lame metalice; pila fotovoltaica, descoperita in 1839 de A.C. Becquerel, este studiata acum in deaproape si va putea servi ca punc de plecare al unor aplicatii interesante.

9. Insfarsit, piezoelectricitatea a carei desvoltare a fost mult timp atribuita mineralogului francez Hauy, dar care a fost stabilita mult mai tarziu (1880 de fratii Pierre si Jacques Curie). Acest fenomen curios permite producerea ultrasunetelor si gaseste numeroase intrebuintari in radioelectricitate.

Ne-a mai ramas sa mai vorbim despre modurile de electrizare care reusesc sa libereze electronul de restul materiei.

10. Invatatii au avut nevoe de 30 de ani ca sa-si dea seama ca Hittorf (1869) izola, in tuburile sale cu vid, graunte de electricitate libera, denumite apoi electroni. Aceasta experienta este numita acum descarcare disruptiva, fiindca acaesta descarcare obscura este aceea care se substitue scanteii obisnuite cand trecem de la presiunea atmosferica la o rarefiere destul de inaintata. Electronii in miscare repede sunt numiti "raze catodice" si multumita lor putem masura caracteristicele electronului si descarcarea disruptiva a fost mult timp intrebuintata la obtinerea razelor X.

11. Edison a fost primul care, in 1984, isi dadu seama ca corpurile incandescente emit electricitate negativa, dar savantul englez Richardson, a studiat cantitativ fenomenul. Aceasta emisiune termoelectronica serveste de principiu lampilor de radio.

12. Heinrich Hertz nu si-a imortalizat numele numai punand in evidenta undele "hertziene", dar a si demonstrat, in 1887, ca metalele luminate emit electricitate negativa, adica electroni (numiti in acest caz "fotoelectroni"). Fotoelectricitatea intervine in cinematografia sonora si in televiziune. 

13. Putin mai tarziu, dupa descoperirea radiului, E. Rutherfod gasi ca radioactivitatea este insotita de o expulzare de electroni liberi.

14. In sfarsit - si acesta este cel mai nou mod de electrizare (1909) - savantul F. Haber a dovedit ca o reactiune chimica puternica, cum ar combinatia clorului si a sodiului poate fi origina unei emisiuni de electroni, dar acest fenomen foarte interesant din punc de vedere teoretic, n-are inca aplicatii directe. Dam mai jos un tablou al tuturor fenomenelor fundamentale al electricitatii, explicate din punct de vedere electronic.

Corp incarcat negativ = Corp ce prezinta pe suprafata sa un deficit de electroni.

Corp incarcat pozitiv = Corp cu un surplus de electroni pe suprafata sa.

Curent continuu = Scurgerea totalului de electroni in sens invers sensului curentului (cu o viteza minima).

Curent alternativ = Oscilatii electronice cu aplitudine foarte mica.

Legea lui Ohm = O heterogeneitate in distributia electronilor provoaca, intr-un conductor, o scurgere a totalului de electroni (si invers).

Efectul Joule = Cresterea energiei cinetice mijlocii a electronilor.

Principiul electromagnetului = Campul magnetic este produs de electronii insufletiti de o viteza uniforma, si magnetizarea provine din oscilarea In ochii fizicienilor contimpuran, un magnet natural se prezinta ca un lucru extrem de complicat, pentru a carui intelegere - inca incompleta- se cere un studiu amanuntit al curentului electric.traiectoriilor electronice in interiorul atomilor.

Principiul motorilor = Forta exercitata de un camp magnetic asupra unui electron in miscare (uniforma), (forta lui Lorentz).

Inductie dinamica (principiul generatoarelor) = "Impingerea" electronilor sub influienta combinate a unei translatii si a unui camp magnetic.

Self-inductie = Inertia suplimentara a electronilor din cauza campului electric indus in insasi substanta conductorului.

Inductia statica (principiul transformatorilor) = Producerea unui camp magnetic alternativ de catre campul electric provenit din acceleratia unui electron.

Comunicatii radioelectrice la departare = Acceleratia unui electron este intovarasita de propagarea a doua campuri in unghi drept (unul electric altul magnetic)."

 articolul va continua,

Comentarii:

Nu exista nici un comentariu la acest articol


Adauga comentariul tau:

comentariile inaccesibile
spacer
spacer