ກະແສໄຟຟ້າແມ່ນຫຍັງ? ຈືຂໍ້ມູນການທໍາອິດ, ແມ່ນຫຍັງຄືຄໍານິຍາມຂອງປະຈຸບັນທີ່ພວກເຮົາໄດ້ຮຽນຮູ້?

ຂ້ອນຂ້າງງ່າຍດາຍ, ການເຄື່ອນໄຫວທິດທາງຂອງອະນຸພາກຄິດຄ່າທໍານຽມໃນ conductor ເປັນກະແສໄຟຟ້າ.

ພຽງແຕ່ໃນເວລາທີ່ສານມີຄ່າອະນຸພາກທີ່ສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ຢ່າງເສລີ, ມັນສາມາດສົ່ງກະແສໄຟຟ້າ – ນັ້ນແມ່ນ, ນໍາໄຟຟ້າ. ອະນຸພາກທີ່ຄິດຄ່າທຳນຽມເຫຼົ່ານີ້ທີ່ເຂົ້າຮ່ວມໃນການປະຕິບັດແມ່ນເອີ້ນວ່າຜູ້ຂົນສົ່ງ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ສໍາລັບໂລຫະ, ພຽງແຕ່ເອເລັກໂຕຣນິກນອກຂອງປະລໍາມະນູສາມາດປະຕິບັດເປັນຕົວນໍາ.

“ການເຄື່ອນໄຫວທິດທາງ” ໃນຄໍານິຍາມຂອງກະແສໄຟຟ້າມັກຈະຖືກເຂົ້າໃຈຜິດ. ຫຼາຍຄົນຄິດວ່າມັນຫມາຍເຖິງການເຄື່ອນໄຫວທີ່ມີທິດທາງທີ່ແນ່ນອນ, ແນ່ນອນບໍ່ແມ່ນ! ທິດທາງການເຄື່ອນໄຫວຂອງອິເລັກຕອນໃນວົງຈອນ AC ບໍ່ປ່ຽນແປງບໍ?

ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ທິດທາງແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບ “ການເຄື່ອນໄຫວແບບສຸ່ມ”!

ເນື່ອງຈາກເອເລັກໂຕຣນິກເປັນອະນຸພາກກ້ອງຈຸລະທັດ, ພວກມັນຈະຕ້ອງຢູ່ໃນການເຄື່ອນໄຫວຄວາມຮ້ອນຕະຫຼອດເວລາ. ການເຄື່ອນໄຫວຄວາມຮ້ອນແມ່ນການເຄື່ອນໄຫວແບບສຸ່ມ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.

ຕົວຈິງແລ້ວການເຄື່ອນໄຫວນີ້ແມ່ນໄວຫຼາຍ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນໂລຫະຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ, ຄວາມໄວຂອງການເຄື່ອນໄຫວຄວາມຮ້ອນເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຢູ່ໃນຄໍາສັ່ງຂອງຫຼາຍຮ້ອຍກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີ!

ຖ້າທ່ານເບິ່ງຢ່າງໃກ້ຊິດຢູ່ໃນການເຄື່ອນໄຫວແບບສຸ່ມນີ້, ທ່ານຈະພົບວ່າທິດທາງຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງແຕ່ລະອະນຸພາກແມ່ນ Random ໃນທຸກເວລາ. ຖ້າທ່ານເພີ່ມ vectors ຄວາມໄວຂອງອະນຸພາກເຫຼົ່ານີ້, ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນເກືອບສູນ.

ໃນປັດຈຸບັນເພີ່ມພາກສະຫນາມໄຟຟ້າກັບ conductor, ແລະເອເລັກໂຕຣນິກ superimposes ການເຄື່ອນໄຫວທິດທາງບົນພື້ນຖານຂອງການເຄື່ອນໄຫວສຸ່ມ. ສົມມຸດວ່າພາກສະຫນາມໄຟຟ້າແມ່ນໄປທາງຊ້າຍໃນໄລຍະເວລາທີ່ແນ່ນອນ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກມີລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້. ບານສີແດງສະແດງເຖິງອະຕອມຂອງໂລຫະຢູ່ເທິງແຜ່ນຜລຶກ, ແລະຈຸດເຄື່ອນທີ່ໄວເປັນຕົວແທນຂອງອິເລັກຕອນຟຣີ.

ມັນເບິ່ງໄວບໍ? ນັ້ນ​ແມ່ນ​ຍ້ອນ​ວ່າ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ເອ​ເລັກ​ໂຕຣ​ນິກ​ໄວ​ແທ້ໆ! ແຕ່ຄວາມຈິງແລ້ວ, ການເຄື່ອນໄຫວແບບສຸ່ມ, ເຊິ່ງກວມເອົາອັດຕາສ່ວນໃຫຍ່ຂອງມັນ, ບໍ່ໄດ້ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການປະຈຸບັນ. ເມື່ອການເຄື່ອນໄຫວແບບສຸ່ມຖືກລົບລ້າງ, ສ່ວນທີ່ເຫຼືອແມ່ນຄືກັນກັບການເບິ່ງຊ້າໆຂ້າງລຸ່ມນີ້.

ແທ້ຈິງແລ້ວ, ການເຄື່ອນໄຫວທິດທາງຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນຊ້າກວ່າຄວາມໄວຂອງການເຄື່ອນໄຫວຄວາມຮ້ອນ. ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ຂອງ​ເອ​ເລັກ​ໂຕຣ​ນິກ “ການ​ຂັດ​” ນີ້​ແມ່ນ​ເອີ້ນ​ວ່າ “ການ​ເລື່ອນ​ລອຍ​” ຫຼື “ການ​ເລື່ອນ​ລອຍ”. ບາງຄັ້ງ, ເອເລັກໂຕຣນິກຈະແລ່ນໄປໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມຍ້ອນການປະທະກັບປະລໍາມະນູ. ແຕ່ໂດຍທົ່ວໄປ, ເອເລັກໂຕຣນິກເຄື່ອນຍ້າຍໃນທິດທາງດຽວ.

ຖ້າພາກສະຫນາມໄຟຟ້າປ່ຽນທິດທາງ, ທິດທາງຂອງ drift ເອເລັກໂຕຣນິກຍັງຈະມີການປ່ຽນແປງ.

ດັ່ງນັ້ນ, ປະເພດຂອງການເຄື່ອນໄຫວທິດທາງນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າຜົນລວມຂອງຄວາມໄວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທັງຫມົດທີ່ເຂົ້າຮ່ວມໃນການດໍາເນີນການໃນເວລາໃດຫນຶ່ງບໍ່ແມ່ນສູນ, ແຕ່ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຢູ່ໃນທິດທາງທີ່ແນ່ນອນ. ທິດທາງນີ້ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້ທຸກເວລາ, ແລະນັ້ນແມ່ນກໍລະນີຂອງກະແສໄຟຟ້າສະຫຼັບ.

ເພາະສະນັ້ນ, ປະຈຸບັນບໍ່ແມ່ນ “ການເຄື່ອນໄຫວທິດທາງ” ຂອງຄ່າໄຟຟ້າຍ້ອນວ່າມັນເປັນ “ການເຄື່ອນໄຫວລວມ” ຂອງຄ່າໄຟຟ້າ.

ຄວາມແຮງຂອງກະແສໄຟຟ້າໃນຕົວນໍາແມ່ນສະແດງອອກໂດຍຄວາມເຂັ້ມຂອງປະຈຸບັນ. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງປະຈຸບັນແມ່ນຖືກກໍານົດເປັນຈໍານວນໄຟຟ້າທີ່ຜ່ານທາງຂວາງຂອງ conductor ໃນຫນ່ວຍເວລາ, ຄື.

ພວກ​ເຮົາ​ໄດ້​ຮຽນ​ຮູ້​ບາງ​ປະ​ລິ​ມານ​ທາງ​ດ້ານ​ຮ່າງ​ກາຍ​ທີ່​ມີ​ຄໍາ​ວ່າ “ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ແຂງ​” ເຊັ່ນ​: ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ຂອງ​ພາກ​ສະ​ຫນາມ​ໄຟ​ຟ້າ​ແລະ​ຄວາມ​ເຂັ້ມ​ຂອງ induction ແມ່​ເຫຼັກ​. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວພວກມັນສະແດງການແບ່ງສ່ວນຕໍ່ເວລາຫົວໜ່ວຍ, ພື້ນທີ່ຫົວໜ່ວຍ (ຫຼືປະລິມານຫົວໜ່ວຍ, ມຸມແຂງຂອງຫົວໜ່ວຍ). ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄໍາວ່າ “ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ” ໃນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນໃນປະຈຸບັນບໍ່ໄດ້ສະທ້ອນເຖິງການແບ່ງສ່ວນຂອງພື້ນທີ່ໃນປະຈຸບັນ.

ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ປະລິມານທາງກາຍະພາບອື່ນແມ່ນຮັບຜິດຊອບສໍາລັບການແຜ່ກະຈາຍຂອງປະຈຸບັນໄປສູ່ພື້ນທີ່, ເຊິ່ງແມ່ນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນ.

ເນື່ອງຈາກຄວາມສໍາຄັນຂອງກະແສໄຟຟ້າແມ່ນການເຄື່ອນໄຫວທິດທາງຂອງຄ່າໄຟຟ້າ, ຕ້ອງມີຄວາມສໍາພັນທີ່ແນ່ນອນລະຫວ່າງຄວາມເຂັ້ມຂອງປະຈຸບັນແລະຄວາມໄວພຽງການລອຍລົມ!

ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບຄວາມສຳພັນດັ່ງກ່າວ, ກ່ອນອື່ນໝົດພວກເຮົາຕ້ອງໃຫ້ຄວາມກະຈ່າງແຈ້ງເຖິງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕົວບັນທຸກແນວຄວາມຄິດ, ນັ້ນແມ່ນ, ຈຳນວນຜູ້ໃຫ້ບໍລິການໃນປະລິມານຫົວໜ່ວຍ, ເຊິ່ງສະແດງອອກໂດຍ .

ມັນສົມມຸດວ່າພາກສ່ວນຂ້າມ conductor ແມ່ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການແມ່ນ, ຄວາມໄວພຽງການລອຍລົມແມ່ນ, ແລະຄ່າບໍລິການແມ່ນ.

ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄ່າບໍລິການໃນ conductor ຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍຂອງຫນ້າດິນແມ່ນ, ແລະຄ່າບໍລິການເຫຼົ່ານີ້ຈະຜ່ານຫນ້າດິນພາຍໃນໄລຍະເວລາທີ່ແນ່ນອນ, ດັ່ງນັ້ນ.

This is a microscopic expression of current intensity.

ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນແມ່ນການແບ່ງສ່ວນຂອງປະຈຸບັນໄປຫາພື້ນທີ່, ດັ່ງນັ້ນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນແມ່ນ, ແຕ່ມັນຖືກກໍານົດເປັນ vector, ແລະທິດທາງແມ່ນທິດທາງຂອງ vector velocity vector ຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການທີ່ມີຄ່າບວກ, ດັ່ງນັ້ນການ drift ຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນ. ໂລຫະສາມາດໄດ້ຮັບຈາກຄວາມໄວນີ້, ເປັນຕົວຢ່າງຂ້າງລຸ່ມນີ້.

Consider a copper wire, assuming that each copper atom contributes an electron as a carrier. There is 1 mol of copper, its volume is, molar mass is, density is, then the carrier concentration of the copper wire is

Where is Avogadro’s constant. The density of copper is found, and the value obtained by substituting is about unit/cubic meter.

ສົມມຸດວ່າລັດສະໝີຂອງສາຍທອງແດງແມ່ນ 0.8 ມມ, ການໄຫຼຂອງກະແສໄຟຟ້າແມ່ນ 15A, = 1.6 C, ແລະຄວາມໄວການລອຍຂອງອິເລັກຕອນຖືກຄິດໄລ່ເປັນ.

It can be seen that the drift speed of electrons is indeed very small.

For those who study circuits, the above is the complete definition of current.

ແຕ່ໃນຟີຊິກ, ຄໍານິຍາມຂ້າງເທິງຂອງປະຈຸບັນແມ່ນພຽງແຕ່ຄໍານິຍາມແຄບ. ກະແສໄຟຟ້າທົ່ວໄປຫຼາຍບໍ່ຈໍາກັດຕົວນໍາ, ຕາບໃດທີ່ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄ່າໄຟຟ້າແມ່ນປະຈຸບັນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ໃນເວລາທີ່ເອເລັກໂຕຣນິກຂອງປະລໍາມະນູ hydrogen ເຄື່ອນທີ່ອ້ອມຮອບນິວເຄລຍ, ກະແສໄຟຟ້າໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໃນວົງໂຄຈອນຂອງມັນ.

ສົມ​ມຸດ​ວ່າ​ປະ​ລິ​ມານ​ການ​ປະ​ລິ​ມານ​ເອ​ເລັກ​ໂຕຣ​ນິກ​ແມ່ນ​ແລະ​ໄລ​ຍະ​ເວ​ລາ​ຂອງ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ແມ່ນ​. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ທຸກໆຄັ້ງທີ່ຜ່ານໄປ, ມັນມີຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງຄ່າຜ່ານພາກກາງຂອງ loop, ດັ່ງນັ້ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງປະຈຸບັນແມ່ນອີງໃສ່ຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງໄລຍະເວລາ, ຄວາມຖີ່ແລະຄວາມໄວເປັນລ່ຽມ, ແລະປະຈຸບັນຍັງສາມາດສະແດງອອກໄດ້.

ຕົວຢ່າງອື່ນ, ແຜ່ນໂລຫະທີ່ມີຄ່າບໍລິການ, ໝູນຮອບແກນຂອງມັນ, ຍັງປະກອບເປັນກະແສກະແສລົມທີ່ມີ radii ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ປະ​ຈຸ​ບັນ​ນີ້​ບໍ່​ແມ່ນ​ປະ​ຈຸ​ບັນ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ປົກ​ກະ​ຕິ​ແລະ​ບໍ່​ສາ​ມາດ​ສ້າງ​ຄວາມ​ຮ້ອນ Joule ໄດ້​! ບໍ່ສາມາດປະກອບເປັນວົງຈອນທີ່ແທ້ຈິງ.

ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນ, ເຈົ້າຈະໃຫ້ຂ້ອຍຄິດໄລ່ວ່າມີຄວາມຮ້ອນ joule ເທົ່າໃດຕໍ່ວິນາທີໂດຍເອເລັກໂຕຣນິກຂອງອະຕອມ hydrogen?

ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ປະຈຸບັນຢູ່ໃນສູນຍາກາດບໍ່ພໍໃຈກັບກົດຫມາຍຂອງ Ohm. ເນື່ອງຈາກວ່າ, ສໍາລັບກະແສໄຟຟ້າທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການເຄື່ອນໄຫວຂອງອະນຸພາກຄິດຄ່າທໍານຽມໃນສູນຍາກາດ, ການຂົນສົ່ງບໍ່ໄດ້ collided ຄ້າຍຄືກັນກັບເສັ້ນດ່າງໃນໂລຫະ, ດັ່ງນັ້ນສູນຍາກາດບໍ່ມີການຕໍ່ຕ້ານແລະບໍ່ conduction.

ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ຂອງ​ຄ່າ​ໄຟ​ຟ້າ​ຈະ​ສ້າງ​ປະ​ຈຸ​ໄຟ​ຟ້າ, ແລະ​ຄ່າ​ໄຟ​ຟ້າ​ຕົວ​ມັນ​ເອງ excites ສະ​ຫນາມ​ໄຟ​ຟ້າ. ນີ້ແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເຂົ້າໃຈຜິດ. ດັ່ງນັ້ນ, ປະຊາຊົນຈໍານວນຫຼາຍຄິດວ່າພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຂອງອະນຸພາກຄິດຄ່າທໍານຽມທີ່ປະກອບເປັນກະແສໄຟຟ້າຕ້ອງໄດ້ຮັບການເປີດເຜີຍ. ແຕ່ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ສໍາລັບ conduction ໃນປະຈຸບັນຢູ່ໃນ conductor ທົ່ວໄປ, ຜູ້ໃຫ້ບໍລິການໄຫຼຢູ່ໃນພື້ນຫລັງປະກອບດ້ວຍຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ ions ໂລຫະຄິດຄ່າບວກ, ແລະ conductor ຕົວຂອງມັນເອງເປັນກາງ!

ພວກເຮົາມັກເອີ້ນກະແສພິເສດປະເພດນີ້ວ່າ “ກະແສທຽບເທົ່າ”. ທຽບເທົ່າໃນນີ້ໝາຍຄວາມວ່າມັນສ້າງສະໜາມແມ່ເຫຼັກບົນພື້ນຖານດຽວກັນກັບກະແສກະແສໄຟຟ້າທຳມະດາ!

ເຕືອນ: ຢ່າສັບສົນ “ກະແສທຽບເທົ່າ” ຢູ່ທີ່ນີ້ກັບ “ວົງຈອນທຽບເທົ່າ” ໃນການວິເຄາະວົງຈອນ

ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ເມື່ອພວກເຮົາສຶກສາພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຄັ້ງທໍາອິດ, ກະແສໄຟຟ້າໃນກົດຫມາຍ Biot-Saffar ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າທົ່ວໄປທີ່ມີກະແສໄຟຟ້າທຽບເທົ່ານີ້. ແນ່ນອນ, ກະແສໄຟຟ້າໃນສົມຜົນຂອງ Maxwell ຍັງຫມາຍເຖິງກະແສໄຟຟ້າທົ່ວໄປ.

ຜູ້ທີ່ໄດ້ສຶກສາຜົນກະທົບຂອງ photoelectric ຮູ້ວ່າໃນເວລາທີ່ photoelectron drifts ຈາກ cathode ກັບ anode ໄດ້, ຖ້າຫາກວ່າອິດທິພົນຂອງອາກາດຖືກລະເລີຍ, ປະຈຸບັນນີ້ແມ່ນເກີດມາຈາກການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄ່າໄຟຟ້າໃນສູນຍາກາດ, ແລະບໍ່ມີການຕໍ່ຕ້ານ, ສະນັ້ນມັນ. ບໍ່ໄດ້ຖືກຈໍາກັດໂດຍກົດຫມາຍຂອງ Ohm.

ດັ່ງນັ້ນ, ນີ້ແມ່ນສິ່ງດຽວກ່ຽວກັບກະແສໄຟຟ້າໃນຟີຊິກບໍ?

ບໍ່! ຍັງມີສອງປະເພດ, ຄືກະແສແມ່ເຫຼັກແລະກະແສກະແຈກກະຈາຍ.

ພວກມັນຍັງເປັນສອງກະແສທຽບເທົ່າ, ເຊິ່ງ, ຕາມຊື່ແນະນໍາ, ຍັງຖືກນໍາສະເຫນີເພື່ອອະທິບາຍການສະກົດຈິດ. ໃນຄໍາສັບຕ່າງໆອື່ນໆ, ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ແຍກອອກຈາກລັກສະນະພື້ນຖານຂອງ “ການເຄື່ອນໄຫວຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ” ໃນປັດຈຸບັນ!

ມັນ​ເປັນ​ການ​ເຮັດ​ໃຫ້​ປະ​ລາດ​! ບໍ່​ມີ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ຂອງ​ປະ​ຈຸ​ໄຟ​ຟ້າ​, ສະ​ນັ້ນ​ເປັນ​ຫຍັງ​ຈຶ່ງ​ສາ​ມາດ​ເອີ້ນ​ວ່າ​ກະ​ແສ​ໄຟ​ຟ້າ​?

Don’t worry, and listen to me slowly.

ລອງເບິ່ງກະແສການສະກົດຈິດກ່ອນ.

ມັນໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າການສະກົດຈິດແມ່ນເກີດມາຈາກການເຄື່ອນໄຫວຂອງໄຟຟ້າ (ບໍ່ໄດ້ພິຈາລະນາຄໍາອະທິບາຍຂອງການສະກົດຈິດໂດຍຄຸນສົມບັດພາຍໃນຂອງ spin ສໍາລັບເວລາ). ເພື່ອອະທິບາຍການສະກົດຈິດທໍາມະຊາດ, Ampere ນັກຟິສິກຝຣັ່ງໄດ້ວາງສົມມຸດຕິຖານຂອງ “ການໄຫຼວຽນຂອງໂມເລກຸນ”.

ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ອະຕອມຫຼືໂມເລກຸນໃດ ໜຶ່ງ ສາມາດຖືວ່າເປັນການມີຄ່າໄຟຟ້າທີ່ຫມຸນຮອບສູນກາງ, ປະກອບເປັນກະແສກະແສລົມນ້ອຍໆ, ນັ້ນແມ່ນ, “ການໄຫຼວຽນຂອງໂມເລກຸນ”.

ອີງ​ຕາມ​ກົດ​ຫມາຍ​ວ່າ​ປະ​ຈຸ​ບັນ​ໄຟ​ຟ້າ excites ສະ​ຫນາມ​ແມ່​ເຫຼັກ​, ການ​ໄຫຼ​ວຽນ​ຂອງ​ໂມ​ເລ​ກຸນ​ຈະ​ຜະ​ລິດ​ເປັນ​ປະ​ລິ​ມານ​ທາງ​ດ້ານ​ຮ່າງ​ກາຍ​ທີ່​ເອີ້ນ​ວ່າ​ປັດ​ຈຸ​ແມ່​ເຫຼັກ​ໄດ້​. ຂະຫນາດຂອງມັນແມ່ນພື້ນທີ່ປິດລ້ອມດ້ວຍການໄຫຼວຽນຂອງໂມເລກຸນຄູນດ້ວຍກະແສທຽບເທົ່າຂອງການໄຫຼວຽນຂອງໂມເລກຸນ, ແລະທິດທາງຂອງມັນແມ່ນຢູ່ໃນການພົວພັນກ້ຽວວຽນຂວາມືກັບທິດທາງຂອງການໄຫຼວຽນຂອງ, ຄື.

ແນ່ນອນ, ທິດທາງຂອງປັດຈຸບັນແມ່ເຫຼັກແມ່ນກົງກັບທິດທາງຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທີ່ເກີດຈາກກະແສໄຟຟ້າໄຫຼວຽນ.

.

ພາຍໃຕ້ສະຖານະການປົກກະຕິ, ການຈັດລຽງຂອງການໄຫຼວຽນຂອງໂມເລກຸນຂອງສານແມ່ນ chaotic, ດັ່ງນັ້ນສານດັ່ງກ່າວບໍ່ແມ່ນແມ່ເຫຼັກ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍຂອງຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້. ເມື່ອຖືກໃສ່ກັບສະຫນາມແມ່ເຫຼັກພາຍນອກ, ການໄຫຼວຽນຂອງໂມເລກຸນເຫຼົ່ານີ້ຈະຖືກຈັດລຽງຢ່າງເປັນລະບຽບ. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ເບື້ອງຂວາຂອງຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ຊ່ວງແມ່ເຫຼັກຂອງພວກມັນຖືກຈັດລຽງໃນທິດທາງດຽວເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້, ຄືກັບເຂັມແມ່ເຫຼັກນ້ອຍນັບບໍ່ຖ້ວນລວມກັນເພື່ອສ້າງເປັນສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທັງຫມົດ, ແລະວັດສະດຸທີ່ປະກອບດ້ວຍພວກມັນກາຍເປັນແມ່ເຫຼັກ.

ສົມມຸດວ່າມີແມ່ເຫຼັກເປັນຮູບທໍ່ກົມ, ການໄຫຼວຽນຂອງໂມເລກຸນພາຍໃນໄດ້ຖືກຈັດລຽງຢ່າງເປັນລະບຽບ, ແລະພາກສ່ວນຂອງການໄຫຼວຽນຂອງໂມເລກຸນແຕ່ລະຄົນຢູ່ຂອບຂອງພາກສ່ວນແມ່ເຫຼັກໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັນເພື່ອສ້າງການໄຫຼວຽນຂະຫນາດໃຫຍ່, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.

ອີງຕາມການນີ້, ພວກເຮົາສາມາດຄິດວ່າແມ່ເຫຼັກບາແມ່ນຄ້າຍຄື solenoid energized. ໃນຄໍາສັບຕ່າງໆອື່ນໆ, ມີປະຈຸບັນທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນ entangled ຢູ່ໃນຫນ້າດິນຂອງແມ່ເຫຼັກໄດ້! ກະແສໄຟຟ້າປະເພດນີ້ບໍ່ສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ ແລະນຳໃຊ້ໄດ້. ມັນໄດ້ຖືກຈໍາກັດຢູ່ໃນຫນ້າດິນຂອງແມ່ເຫຼັກ. ພວກເຮົາເອີ້ນມັນວ່າ “ປະຈຸບັນຜູກມັດ” ຫຼື “ກະແສການສະກົດຈິດ”.

ດັ່ງນັ້ນ, ກະແສແມ່ເຫຼັກຈຶ່ງເປັນກະແສໄຟຟ້າ, ເພາະວ່າມັນຄືກັນກັບກະແສໄຟຟ້າທີ່ເກີດຈາກການເຄື່ອນທີ່ຂອງຄ່າໄຟຟ້າແທ້, ເຊິ່ງສາມາດສ້າງສະໜາມແມ່ເຫຼັກໄດ້!

ຂໍໃຫ້ເບິ່ງການຍ້າຍຖິ່ນຖານອີກເທື່ອຫນຶ່ງ.

ອີງຕາມທິດສະດີ loop ຂອງ Ampere, ປະສົມປະສານຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຢູ່ໃນເສັ້ນທາງປິດແມ່ນເທົ່າກັບ flux ຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນຢູ່ໃນຫນ້າໂຄ້ງໃດໆ bounded ໂດຍເສັ້ນທາງນີ້, ນັ້ນແມ່ນ, ທິດສະດີນີ້ເອີ້ນວ່າ Stokes ‘ theorem ໃນຄະນິດສາດ. ມັນບອກພວກເຮົາວ່າສ່ວນປະກອບຂອງ vector ຕາມເສັ້ນທາງປິດໃດໆຕ້ອງເທົ່າກັບ flux ຂອງ curl ຂອງມັນ (ທີ່ນີ້) ກັບພື້ນຜິວໃດນຶ່ງທີ່ຖືກຜູກມັດດ້ວຍເສັ້ນທາງປິດ.

ເນື່ອງຈາກວ່າມັນເປັນທິດສະດີຄະນິດສາດ, ມັນຕ້ອງຖືກຕ້ອງສະ ເໝີ ໄປ, ເພາະວ່າຄະນິດສາດແມ່ນລະບົບເຫດຜົນໂດຍອີງໃສ່ axioms.

ດັ່ງນັ້ນ, ທິດສະດີ Loop Ampere ຕ້ອງຖືສະເຫມີ!

ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ນັກຟິສິກ Scottish ທີ່ມີພອນສະຫວັນ Maxwell ຄົ້ນພົບວ່າໃນເວລາທີ່ປະເຊີນຫນ້າກັບວົງຈອນໃນປະຈຸບັນທີ່ບໍ່ຫມັ້ນຄົງ, ທິດສະດີຂອງ Ampere loop ແມ່ນກົງກັນຂ້າມ.

The typical unstable current occurs during the charging and discharging of the capacitor. As shown in the figure below, there is an unstable current during the short period of capacitor charging.

ແຕ່ວົງຈອນໄດ້ຖືກຕັດເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງແຜ່ນ capacitor, ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາທີ່ຮ້າຍແຮງ.

ສົມມຸດວ່າພວກເຮົາພິຈາລະນາເສັ້ນທາງປິດທີ່ bypasses ສາຍ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ແຜ່ນປ້າຍວົງກົມຫມາຍໂດຍ C, ແລະພື້ນຜິວໂຄ້ງກັບມັນເປັນເຂດແດນສາມາດເລືອກໄດ້ arbitrarily. ໃນຮູບ, ຍົນວົງປິດລ້ອມໂດຍ C ຕົວຂອງມັນເອງແລະໃນທົ່ວ capacitor ຖືກເລືອກ. ດ້ານໂຄ້ງຂອງແຜ່ນຊ້າຍ.

ອີງຕາມພື້ນຜິວວົງ, ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າອີງຕາມຫນ້າດິນໂຄ້ງ, ແຕ່ເປັນ loop integral ຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ມູນຄ່າຂອງມັນຄວນຈະຖືກກໍານົດ!

ເຮັດແນວໃດ?

Maxwell ເຊື່ອວ່າທິດສະດີ loop ຂອງ Ampere ຕ້ອງໄດ້ຮັບການສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ໃນປັດຈຸບັນທີ່ມີບັນຫາ, ມັນຕ້ອງເປັນເພາະວ່າສ່ວນຫນຶ່ງຂອງປະຈຸບັນບໍ່ໄດ້ຖືກຄົ້ນພົບໂດຍພວກເຮົາກ່ອນ, ແຕ່ມັນມີຢູ່!

ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການຊອກຫາສ່ວນຫນຶ່ງຂອງປະຈຸບັນນີ້?

Since the problem is between the plates, start from between the plates.

ໂດຍຜ່ານການວິເຄາະ, Maxwell ພົບວ່າໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງການສາກໄຟຫຼືການໄຫຼອອກ, ມີປະລິມານທາງດ້ານຮ່າງກາຍລະຫວ່າງແຜ່ນ capacitor ຕະຫຼອດເວລາທີ່ synchronized ກັບຂະຫນາດແລະທິດທາງຂອງປະຈຸບັນ. ມັນແມ່ນອະນຸພັນທີ່ໃຊ້ເວລາຂອງ flux ຂອງ vector ການເຄື່ອນທີ່ໄຟຟ້າ, ນັ້ນແມ່ນ, ມັນຖືກກໍານົດເປັນກະແສການເຄື່ອນຍ້າຍ.

ຖ້າຈະພິຈາລະນາວ່າສ່ວນນີ້ເປັນສ່ວນຂອງປະຈຸບັນທີ່ຍັງບໍ່ທັນໄດ້ຄົ້ນພົບມາກ່ອນ, ປະຈຸບັນນີ້ສົມບູນ. ນັ້ນ​ແມ່ນ​ການ​ເວົ້າ​ວ່າ​, ເຖິງ​ແມ່ນ​ວ່າ​ວົງ​ຈອນ​ລະ​ຫວ່າງ​ແຜ່ນ​ໄດ້​ຖືກ​ຕັດ​ເຊື່ອມ​ຕໍ່​, derivative ຂອງ flux ການ​ເຄື່ອນ​ໄຟ​ຟ້າ​ແລະ​ຜົນ​ລວມ​ຂອງ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ​ລວມ​, ຮັບ​ປະ​ກັນ​ການ​ຕໍ່​ເນື່ອງ​ຂອງ​ປັດ​ຈຸ​ບັນ​ໃນ​ທຸກ​ເວ​ລາ​.

ກັບຄືນສູ່ຄວາມຂັດແຍ້ງທີ່ຜ່ານມາ, ພວກເຮົາຮູ້ວ່າ, ອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງທິດສະດີບົດຂອງ Stokes, ເມື່ອຄິດໄລ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງປະຈຸບັນສໍາລັບພື້ນຜິວທີ່ປິດ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງກະແສການເຄື່ອນຍ້າຍຄວນຈະຖືກພິຈາລະນາ, ນັ້ນແມ່ນ, ວົງ ampere ສົມບູນ. ທິດສະດີບົດແມ່ນເພາະສະນັ້ນ, ໂດຍ “ຄົ້ນພົບ” ອົງປະກອບໃຫມ່ໃນປະຈຸບັນນີ້, ວິກິດການຂອງທິດສະດີ Loop Ampere ໄດ້ຖືກແກ້ໄຂ!

ເຫດຜົນວ່າເປັນຫຍັງ “ການແນະນໍາ” ບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢູ່ທີ່ນີ້, ແຕ່ “ການຄົ້ນພົບ” ຖືກນໍາໃຊ້ຢູ່ທີ່ນີ້. ສິ່ງທີ່ຂ້ອຍຕ້ອງການເນັ້ນຫນັກແມ່ນວ່າປະເພດຂອງປະຈຸບັນນີ້ບໍ່ແມ່ນການຊົດເຊີຍທາງຄະນິດສາດ, ແຕ່ເປັນສິ່ງທີ່ແທ້ຈິງ, ແຕ່ມັນບໍ່ໄດ້ຖືກຄົ້ນພົບກ່ອນ.

ເປັນຫຍັງມັນມີຢູ່ໃນທໍາອິດ? ເນື່ອງຈາກວ່າມັນເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນກະແສໄຟຟ້າ, ຄ້າຍຄືກະແສ conduction, ມັນ excites ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກທຽບເທົ່າ, ຍົກເວັ້ນບໍ່ມີການເຄື່ອນທີ່ຂອງຄ່າໄຟຟ້າ, ບໍ່ຈໍາເປັນສາຍ, ແລະບໍ່ມີ Joule ຄວາມຮ້ອນສາມາດຜະລິດໄດ້, ສະນັ້ນມັນໄດ້ຖືກລະເລີຍ!

ແຕ່ຕົວຈິງແລ້ວມັນມີຢູ່ດ້ວຍຕົວມັນເອງ, ພຽງແຕ່ຮັກສາຂໍ້ມູນຕ່ໍາ, ມັນໄດ້ງຽບສະຫງົບກັບສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຢູ່ທີ່ນັ້ນຕະຫຼອດເວລາ!

ໃນຄໍາສັບຕ່າງໆອື່ນໆ, ໃນເວລາທີ່ພວກເຮົາປະເຊີນກັບພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, ຄໍານິຍາມຕົ້ນສະບັບຂອງປະຈຸບັນແມ່ນແຄບເກີນໄປ. ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວຂອງກະແສໄຟຟ້າບໍ່ແມ່ນການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄ່າໄຟຟ້າ, ມັນຄວນຈະເປັນສິ່ງທີ່ສາມາດກະຕຸ້ນສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ.

ມາ​ຮອດ​ປະ​ຈຸ​ບັນ, ຫຼາຍ​ຮູບ​ແບບ​ຂອງ​ປະ​ຈຸ​ບັນ​ໄດ້​ຖືກ​ນໍາ​ສະ​ເຫນີ. ພວກມັນທັງໝົດມີຢູ່ຕາມຈຸດປະສົງ, ແລະສິ່ງທີ່ເຂົາເຈົ້າມີຢູ່ທົ່ວໄປກໍຄືກະແສທັງໝົດສາມາດກະຕຸ້ນສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໄດ້ເທົ່າທຽມກັນ.