Benjamin Franklin aveva torto (riguardo alla corrente convenzionale)?

Sto iniziando a vedere molte persone che affermano che la corrente conventiale è "sbagliata" perché Franklin ha commesso un errore quando ha iniziato a indagare sull'elettrostatica e che in seguito gli scienziati non si sono preoccupati di correggere l'errore, ma hanno preferito mantenere la "convenzione" ( ecco un classico esempio: http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_1/7.html )

Ho sempre pensato che non avesse sbagliato. Ha detto che la corrente è positiva nella direzione in cui scorre la carica positiva e viceversa. Ovviamente non aveva modo di sapere da che parte di due bastoncini dietro lo sfregamento effettivamente guadagnato o perso massa. Quindi non aveva torto. Cosa ti è stato insegnato?

PS Non posso fare a meno di pensare che siamo fortunati che l'ha ottenuto "all'indietro", perché chiaramente molte persone sono confuse sugli elettrostatici (incluso l'autore di quel libro di testo!) E credono che l'elettricità debba coinvolgere gli elettroni (un nome sfortunato .. perché non potevano essere stati nominati negatron ...)

La corrente elettrica, AKA, "corrente convenzionale", è una corrente astratta, il flusso di carica elettrica. Da una risposta precedente ho dato qui :

La corrente elettrica è una corrente astratta , il flusso di carica elettrica , non una corrente fisica come, diciamo, corrente di elettroni , il flusso di elettroni .

Ma la carica elettrica è una proprietà delle cose, non una cosa , cioè la carica elettrica è sempre "trasportata" da una cosa .

Quindi, mentre una corrente di elettroni è necessariamente una corrente elettrica (dovuta alla carica elettrica negativa portata dall'elettrone), una corrente elettrica non è necessariamente una corrente di elettroni.

Ad esempio, in una soluzione salina, sono presenti due specie di ioni caricati elettricamente, lo ione sodio caricato positivamente e lo ione cloro caricato negativamente. Immagina che gli ioni sodio si stanno muovendo a destra e gli ioni cloro si stanno muovendo a sinistra.

Ovviamente, abbiamo due correnti ioniche in direzioni opposte ma c'è solo una corrente elettrica e deve avere una direzione. La direzione della corrente elettrica è, per convenzione, la direzione del flusso di carica positiva.

Quindi, in questo caso, entrambe le correnti ioniche contribuiscono a una corrente elettrica a destra. Il primo termine è dovuto agli ioni positivi a destra. Il secondo termine è dovuto agli ioni negativi a sinistra dove il segno negativo "ribalta" numericamente il contributo alla corrente elettrica .

Pensaci in questo modo, se ti dicessi che stavo viaggiando a -60 miglia all'ora ad ovest, sapresti che stavo effettivamente andando a 60 miglia all'ora ad est . Allo stesso modo, una corrente di carica negativa verso sinistra è una corrente elettrica verso destra.

Non penso che Franklin avesse "ragione" o "torto", dato che è solo una scelta di nomi.

Per quanto riguarda le particelle (per dirla in modo molto approssimativo) sappiamo che un tipo di particella attira un altro tipo di particella e respinge il suo stesso tipo. Sappiamo anche che un tipo non attira o respinge se stesso o gli altri.
Per distinguere tra loro e le loro proprietà, li chiamiamo qualcosa e diciamo che hanno un certo tipo di carica - "Positivo", "Negativo" o "Neutro".

L'elettrone è un leptone (tipo di particella fondamentale) con una carica di -1e. e qui è l'unità di carica elementare . Il protone ha una carica di + 1e, che comprende tre quark (due "su" e uno "giù") con una carica di +2/3, +2/3, -1/3 per un totale di +1.

Quindi tutto il resto va da qui. Come dice il link che dai nella tua domanda, di solito associamo il positivo al "surplus", quindi ha più senso che tutto ciò che ha più di qualcosa sia il lato positivo. Tuttavia, ciò che Franklin aveva definito "positivo" era il lato con meno elettroni. Invece di scambiare le definizioni, hanno semplicemente assegnato agli elettroni una carica negativa.

È un po 'come un tubo con l'acqua che scorre attraverso di essa - diciamo che la corrente è nella direzione in cui scorre l'acqua. Sarebbe confuso per maggio dire che la corrente scorreva nella direzione opposta, ma è così che avviene nell'elettronica (cioè chiamiamo "acqua" negativa) Se immaginiamo che le bolle d'aria scorrano nella direzione opposta, questo è ciò che noi chiamiamo "buchi" (cioè mancanza di un elettrone) e forniamo un'immagine mentale del flusso di carica positiva.
Naturalmente, in una sostanza diversa dai fili di metallo, la corrente può essere composta da particelle o ioni positivi "reali", oltre a quelli negativi, quindi non possiamo sempre supporre che la corrente sia un flusso di elettroni come menziona Alfred.

Diverse persone hanno sottolineato che la scelta è arbitraria e ci sono scenari in cui le accuse positive sono mobili. Ma per arrivare al vero intento della domanda, invece di dire "giusto" o "sbagliato", esprimiamo la domanda come "Ora che abbiamo accesso alla conoscenza che Ben Franklin e i suoi colleghi non avevano, se fossimo nel posizione della creazione della convenzione di denominazione, faremmo la stessa scelta? O si ridurrebbe al lancio di una moneta? " La risposta è assolutamente no! Tutti concorderebbero che la risposta migliore sia nominare elettroni positivi e protoni negativi (e chiameremmo il lato di una batteria che gli elettroni fuoriescono dal terminale positivo). Tutti concorderebbero sul fatto che questa è la convenzione preferita perché la forma più diffusa di corrente è il flusso di elettroni e gli altri esempi,

Franklin non ha torto, è solo una convenzione. I portatori di carica possono essere positivi (come nei materiali semiconduttori di tipo p o ioni positivi in ​​un elettrolita) o negativi (come nei conduttori di rame). La definizione del flusso di corrente nella stessa direzione del flusso di carica positiva semplifica l'equazione dell'elettromagnetismo ed elimina la necessità di stabilire quale tipo di vettore sia presente (positivo o negativo). Presuppone solo che il vettore sia positivo e applichi l'equazione elettromagnetica o i teoremi elettrici (cioè KVL o KCL, ecc.) Senza preoccuparsi del vettore reale e ottiene il risultato corretto indipendentemente dal vettore di carica. Basta ricordare che il flusso effettivo dipenderà dal tipo di vettore dopo tutto il calcolo.

Avremmo potuto definire il flusso convenzionale lo stesso del flusso di elettroni, ma complicherebbe leggermente l'equazione elettromagnetica. Tuttavia, questo flusso non è ancora corretto per un materiale di tipo p o in un vettore ionico positivo, quindi ne consegue lo stesso argomento (ma abbiamo una formula elettromagnetica più complicata). Il flusso convenzionale di corrente che abbiamo oggi non è stato scelto a causa della teoria di Franklin, ma è la notazione più conveniente.

Come nota a margine: avremmo potuto scegliere (durante la scoperta di elettroni e protoni) che la carica dell'elettrone è positiva e la carica del protone negativa. Cosa ci impedisce di vederlo in questo modo? È solo una convention.

Franklin aveva torto, ma non per i motivi che la gente pensa di solito. Era un sostenitore della teoria del singolo fluido dell'elettricità, secondo cui tutti gli effetti elettrici erano dovuti a un eccesso o all'assenza di un singolo tipo di fluido elettrico. Decise che in esperimenti elettrostatici comuni per quel giorno, che quello che era in realtà il corpo caricato negativamente, era il corpo che mancava di fluido elettrico. Se avesse deciso che il corpo caricato negativamente fosse positivo (eccesso di fluido), la corrente convenzionale corrisponderebbe alla direzione netta del flusso di elettroni (tenere presente che in realtà esiste un movimento casuale con un movimento netto lento in una direzione), ma sarebbe ANCORA sbagliato perché abbiamo due tipi di carica, non una e anche un flusso di carica positivo è attuale.

Chiunque dica che Franklin aveva torto per le normali ragioni sta dando uno status più elevato agli elettroni liberi (rispetto ad esempio agli ioni positivi) semplicemente perché ne hanno più familiarità.