Non capisco come può una batteria, ad esempio, essere caricata positivamente quando gli elettroni sono caricati negativamente?Ho letto che i protoni sono positivi ma non possono muoversi, quindi sono tutti negativi all'elettricità?
Non capisco come può una batteria, ad esempio, essere caricata positivamente quando gli elettroni sono caricati negativamente?Ho letto che i protoni sono positivi ma non possono muoversi, quindi sono tutti negativi all'elettricità?
Prima di rispondere a quella che penso sia veramente la tua domanda, dovrò spiegarti come la tensione è relativa:
Un atomo ha protoni nel nucleo che è orbitato da elettroni. Se i numeri sono uguali, gli addebiti positivi e negativi si annullano e l'addebito è zero.
Supponiamo di iniziare con due terminali. Ogni terminale ha una carica netta pari a zero (ci sono lo stesso numero di elettroni orbitanti quanti sono i protoni nel nucleo in entrambi i terminali). Ciò significa anche che nessuno dei due terminali è positivo o negativo l'uno rispetto all'altro.
Se strappi via alcuni elettroni dagli atomi in un terminale e li sposti in orbite attorno agli atomi nell'altro terminale, il terminale che ha perso gli elettroni diventa più positivo e il terminale che ha guadagnato elettroni diventa più negativo l'uno rispetto all'altro.
Quindi la carica positiva è dovuta ai protoni e la carica negativa è dovuta agli elettroni, MA l'importante è che tu capisca che i protoni NON SI MUOVONO, non indipendentemente dal nucleo comunque (sarebbe una reazione nucleare). Non produci una carica positiva spostando i protoni in giro
Produci cariche sia positive che negative spostando gli elettroni per alterare lo squilibrio di elettroni e protoni. Di conseguenza, è spesso più utile pensare a una carica positiva come a una carenza di elettroni piuttosto che a un eccesso di protoni poiché stai manipolando elettroni, non protoni.
NOTE: Alcune persone hanno sottolineato che gli ioni idrogeno, fondamentalmente solo il nucleo dell'idrogeno che è solo un protone, possono muoversi bene e portare un positivo ovunque vadano. Possono, ma la differenza qui è che il protone era già libero. Non è stato strappato da un nucleo e quindi ricollocato per spostare una carica positiva da un luogo all'altro. Quell'azione di strappo è una reazione nucleare.
Se avessi tre terminali diversi:
Quindi il n. 2 sarebbe ancora più positivo del n. 1 e il n. 3 sarebbe ancora più negativo del n. 1, anche se il n. 1 non ha un eccesso di nulla (carica netta pari a zero). È tutto relativo.
Ciò significa che se avessi tre terminali:
A. Uno con un equilibrio di protoni ed elettroni
B. Uno con più elettroni che protoni
C. Uno con ancora più elettroni che protoni.
Allora B sarebbe positivo rispetto a C, ma negativo rispetto ad A. È tutto relativo. Se qualcosa è positivo o negativo dipende interamente da cosa lo stai misurando rispetto a.
La tensione di qualcosa rispetto a se stessa è sempre zero, perché è come misurare il livello del mare rispetto al livello del mare. Non importa quale sia il livello del mare, è sempre uguale a se stesso, quindi la misura relativa a se stesso è sempre zero.
Now, per rispondere alla tua vera domanda: Non diciamo che l'elettricità sia positiva. Inoltre, non diciamo che una batteria è caricata positivamente. Non dimenticare che una batteria ha sia un terminale positivo che uno negativo, e tutto è relativo.
Ciò che è più probabile che accada è che la massa / 0 V nel circuito è stata scelta come punto di riferimento rispetto al quale sono state misurate tutte le altre tensioni. Quindi il terminale negativo della batteria è stato collegato a questo punto e le persone non vogliono sempre dire "relativo a terra" per tutto il tempo, quindi dicono solo che la batteria è positiva. È completamente possibile avere una seconda batteria nel circuito in cui il terminale positivo è collegato a terra per fornire un'alimentazione negativa.
Quando si analizzano la maggior parte dei circuiti, tendiamo a seguire il flusso di corrente come se l'elettricità fosse cariche positive che si muovono quando in realtà sono gli elettroni (che hanno una carica negativa) a fluire.
Questo perché i primi scienziati presumevano che il portatore di carica fosse positivo all'inizio e quando hanno capito il loro errore era troppo radicato e avrebbe richiesto troppo lavoro per risolverlo, quindi si è bloccato. Non importa per la maggior parte dei circuiti perché la maggior parte dei circuiti ha elettroni che si muovono attraverso un mare di nucleui che hanno protoni presenti, quindi è matematicamente equivalente che una carica positiva si muova nella direzione opposta della carica negativa.
Ma è importante in alcune cose in cui questa equivalenza matematica non è il caso, come i tubi a vuoto e la fisica dei semiconduttori, in cui è effettivamente importante che una carica negativa si muova.
Ad esempio in un filo, hai quei nuclei di rame contenenti protoni che forniscono quella carica positiva ogni volta che non c'è un elettrone per bilanciarlo per produrre una carica netta pari a zero. Quindi, matematicamente, gli elettroni si muovono nella direzione opposta alla carica positiva prodotta dall '"assenza dell'elettrone". È l '"assenza dell'elettrone" che si muove nella direzione opposta dell'elettrone (non il protone perché il protone non si muove). Ma in un tubo a vuoto si ha il vuoto. Non ci sono o nuclei o protoni in quel vuoto. Quando un elettrone si allontana, non rimane più alcun protone a produrre una carica positiva netta. Hai letteralmente un portatore di carica negativa (l'elettrone) che si muove attraverso il vuoto.
È stupido. Lo odio.
Il flusso di corrente da "positivo" a "negativo" è una convenzione che precede la teoria delle particelle cariche. Incolpa Ben Franklin, per esempio: https://whyy.org/articles/does-our-confusing-electrical-nomenclature-start-with-ben-franklins-theory/
Circa 150 anni dopo Franklin, quando è nata la teoria degli elettroni (JJ Thomson e altri), questo ha reso le cose confuse, poiché è stato dimostrato che il meccanismo di trasferimento di carica è il movimento degli elettroni. Anche in seguito, con la teoria dei semiconduttori abbiamo inventato concetti come "flusso di buchi" per correggere questo problema.
Tuttavia, è singolarmente insoddisfacente dover passare dal pensiero al flusso di elettroni al flusso di corrente. L'analisi della funzione di batterie, tubi a vuoto, celle solari, reazioni elettrochimiche, semiconduttori e generatori di alta tensione si basa sulla comprensione del flusso di elettroni. Tuttavia, il concetto di flusso di corrente convenzionale da carica positiva a carica negativa persiste.
Non temere. Finché sei coerente e hai i segni giusti, la matematica funziona.
La potenza generata è -ve polarità, indipendentemente dalla polarità della tensione CC o CA.
La potenza di carico è + ve potenza dissipata per definizione.
Il flusso di corrente va da V + a V- per convenzione IEEE, indipendentemente dal fatto che il flusso di elettroni sia nella direzione opposta.Questo serve per un'analisi più logica con KVL, KCL e quindi tutti i misuratori indicano questa polarità di corrente.I motivi dettagliati non contano.
Atomo / molecola è elettricamente neutro. Ciò significa che nel suo volume il numero netto di protoni è uguale al numero di elettroni. Lo ione / ione molecolare viene caricato. Ciò significa che i conteggi netti di protoni ed elettroni non corrispondono. Il catione è uno ione con un numero di protoni superiore al numero di elettroni, l'anione ha un numero di protoni inferiore a quello di elettroni.
In altre parole, puoi considerare la carica positiva come una mancanza di elettroni e la carica negativa come un surplus di elettroni.
Che cosa è responsabile del flusso corrente
Nei metalli le particelle che trasportano la carica sono elettroni liberi di muoversi mentre tutti i protoni e la maggior parte degli elettroni sono bloccati nella loro posizione da un legame metallico.
Nei semiconduttori, le particelle che trasportano la carica sono elettroni liberi (modo dominante nei semiconduttori di tipo n) ed elettroni che si trasferiscono dalla nuvola di un atomo al "buco" dell'altro (modo dominante nei semiconduttori di tipo p). Se osservato dalla distanza, nei semiconduttori di tipo n sembra che gli elettroni liberi caricati negativamente si muovano, nei semiconduttori di tipo p sembra che i "buchi" caricati positivamente si muovano.
Negli isolatori ideali, nessuna carica si muove.
Nei liquidi - soluzioni saline acquose o sali fusi per essere più precisi - sia le particelle cariche, i cationi e gli anioni, sono liberi di muoversi in modo che entrambi contribuiscono alla corrente complessiva. Una parte del flusso di particelle ha la stessa direzione della corrente, l'altra parte scorre in diretta opposizione. L'acqua pura (demineralizzata, deionizzata) non conduce.
I gas sono considerati isolanti.
I gas ionizzati, che possono condurre, sono chiamati plasma e sia gli elettroni liberi che gli ioni contribuiscono alla corrente netta in tale mezzo.
Battery charge
La batteria considerata carica non viene caricata affatto. Qui, il vocabolario limitato gioca un gioco di parole sporco a molte persone.
Ho menzionato un significato all'inizio: la carica (netta) è una differenza tra il conteggio dei protoni e il conteggio degli elettroni entro un dato volume - qui la batteria.
L'altro significato di essere caricati è che quando due terminali sono collegati, la corrente scorre dall'uno all'altro. Poiché la prima unità di metro è stata definita come "questo registro è lungo un metro", è stato definito che la carica positiva (all'epoca astratta) fluisce dal terminale etichettato + al terminale etichettato -.
La batteria in carica significa che la sua carica netta è zero mentre una parte è ricca di elettroni e l'altra è scarsa di elettroni. Entrambe le parti valutate individualmente vengono quindi addebitate. La struttura interna della batteria impedisce che la carica si equalizzi internamente, quindi l'unico modo per equalizzare la carica - scarica - è attraverso il circuito esterno.
È storico.Il pensiero era che in una batteria qualcosa doveva fluire dal metallo più prezioso e prezioso al metallo meno prezioso.Ovviamente questo non spiega esattamente perché sia il metallo meno prezioso a corrodersi.
Si scopre che in larga misura non importa se la carica viene trasportata da particelle positive o negative o immaginarie per quanto riguarda la progettazione del circuito.Per i tubi a vuoto, tuttavia, questo diventa molto importante per la progettazione degli interni (è necessario riscaldare il catodo per lasciarlo emettere facilmente elettroni).I semiconduttori sono già più ambivalenti (è possibile in una certa misura scambiare p e n sebbene i buchi elettronici tendano ad avere una mobilità maggiore degli elettroni).Per resistori e persino condensatori e solenoidi, non è poi così rilevante.La chimica dei condensatori elettrolitici deve essere eseguita correttamente, ovviamente.
Hai ragione che gli elettroni sono negativi e i protoni sono positivi.Hai anche ragione sul fatto che solo gli elettroni possono fluire attraverso un conduttore, mentre i protoni no.Allora, cosa succede quando tutti gli elettroni fluiscono via da una regione, lasciandosi dietro i protoni?
È così che funzionano le batterie chimiche.Una reazione interna alla batteria strappa gli elettroni dal terminale positivo, concentrandoli su quello negativo.Pertanto, il terminale positivo finisce con più protoni che elettroni, mentre il terminale negativo ha più elettroni che protoni.