Общепринятое определение электрического тока настолько же лаконичное, насколько и бесполезное. Электрическим током принято называть направленное движение заряженных частиц. Бесполезность этого определения довольно очевидна, и заключается в его чрезмерном обобщении абсолютно различных физических явлений.

Движение электронов в электрических проводниках, ионов в жидкостях, движение заряженных частиц в ускорителях, молния во время грозы – всё это примеры направленного и упорядоченного движения заряженных частиц. Но всё это – абсолютно различные физические явления, которые невозможно описать единообразно.

Ситуация в физике с электрическим током подобна картине с городским транспортным потоком. Можно назвать транспортным потоком направленное движение транспорта. Можно даже научиться управлять транспортным потоком с помощью дорожных знаков и светофоров. Но при этом мы и близко не подойдем к пониманию причин возникновения этого транспортного потока. Наблюдая за движением машин и сигналами светофора, можно прийти к мысли, что движение машин обусловлено сигналами светофора. Красный сигнал светофора вызывает остановку машин, а зелёный сигнал приводит машины в движение. Но означает ли это, что причиной движения машин является определенный сигнал светофора?

Вот так же и с электрическим током. Ток току рознь. Поэтому в данной публикации я ограничусь рассмотрением постоянного электрического тока в металлах. Казалось бы – что может быть проще? Однако современная физика плавает даже в этом явлении.

В публикации «Неожиданно для себя я осознал, что не понимаю, что такое электрический ток» я обратил внимание читателей на некоторые свойства тока, которые не согласуются с общепринятой моделью этого физического явления. Я высказал сомнения по поводу того, что электрический ток в металлах можно рассматривать как движение электронного газа, что направленное движение электронов в проводниках обусловлено внешним электрическим полем.

В настоящей публикации я хочу обратить внимание на другой аспект электрического тока, а именно – на скорость направленного движения электронов.

В публикации «Какова скорость электрического тока? Когда загорится лампочка?» обсуждался вопрос о том, что скорость передачи взаимодействия в проводнике может быть близка к скорости света в вакууме. Но при этом сами электроны имеют очень небольшую скорость направленного движения вдоль проводника. Эта скорость составляет несколько миллиметров в секунду. Конечно, при замыкании электрической цепи ток по этой цепи передается практически мгновенно и практически одновременно возникает по всей длине проводника. Но сами носители заряда движутся вдоль проводника очень медленно. При этом сила тока в проводнике определяется не скоростью движения электронов, а их количеством. Таково мнение современной физики.

То есть, для перемещения электрона вдоль проводника с током длиной около 10 сантиметров потребуется почти минута. Запомним это.

При обсуждении упомянутой публикации некоторые комментаторы указали на то, что причина электрического тока в проводнике заключается в разной плотности электрического заряда на противоположных концах проводника. То есть, если на одном конце проводника создать избыток электронов, а на другом конце проводника создать недостаток электронов, то в этом проводнике начнет течь электрический ток.

Но так ли это? У меня есть некоторые сомнения по этому поводу.

Этот момент требуется обсудить более подробно, чтобы меня не обвинили в незнании основ электростатики. Разумеется, что в проводнике, у которого с одной стороны создали избыток электронов, а с другой недостаток – возникнет направленное упорядоченное движение электронов. Оно будет продолжаться до тех пор, пока не выровняется электрический потенциал по всей длине проводника.

Это обусловлено тем, что в соответствии с законами электростатики поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью, то есть имеет один и тот же потенциал в любой точке. Поэтому, если в проводнике создать неравновесное распределение заряда, то этот заряд будет перераспределяться в проводнике до тех пор, пока поверхность проводника не станет эквипотенциальной.

Следует отметить, что если проводнику передается некий дополнительный заряд, то в соответствии с законами электростатики этот заряд располагается на поверхности этого проводника.

Ситуация не изменится, если в проводнике создать избыток электронов только на одном конце проводника. Ведь так же?

В этом случае электроны также начнут двигаться к противоположному концу проводника до тех тор, пока потенциал поверхности не выровняется. Разумеется, что это направленное движение электронов можно назвать электрическим током. Но аналогичен ли этот ток постоянному электрическому току, возникающему в электрической цепи от источника питания?

Для ответа на этот вопрос я предлагаю рассмотреть известный со школьных времен прибор, который называется электроскоп.

Электроскоп (от греческого слова «электрон» и skopeo – наблюдать, обнаруживать) — прибор для индикации наличия электрического заряда. Это простейший прибор для обнаружения электрических зарядов и приблизительного определения их величины.

Принцип действия электроскопа основан на том, что на одноименно заряженные тела действуют силы взаимного отталкивания.

Один из вариантов простейшего электроскопа состоит из металлического стержня —электрода и подвешенных к нему двух листочков фольги или бумаги. При прикосновении к электроду заряженным предметом заряды стекают через электрод на листочки фольги (бумаги), листочки оказываются одноименно заряженными и поэтому отклоняются друг от друга.

Рассмотрим работу электроскопа. Если взять отрицательно заряженную палочку и прикоснуться к стержню электроскопа, то он получит некоторую порцию электронов. Эти электроны начнут двигаться к противоположному концу стержня, аналогично тому, как приведено на рисунке 2. Когда электроны достигнут лепестков электроскопа, то эти лепестки начнут отталкиваться.

Зададим два вопроса:

1. С какой скоростью двигаются электроны по стержню?

2. Через какое время после передачи заряда раздвинутся лепестки, если длина стержня около 10 сантиметров?

Ответ на второй вопрос – это происходит практически мгновенно. Это, в свою очередь, означает, что скорость движения электронов по металлическому стержню очень высокая.

Как же это согласуется с предыдущим утверждением, что скорость движения электронов по проводнику с электрическим током составляет несколько миллиметров в секунду? Никак.

Приведенный пример показывает только одно – наши знания о природе электрического тока недостаточно полные, наше понимание этого сложного явления далеко от истины.

Природа тока неизвестна,
Хоть он нам видим повсеместно.
Он светит и трамвай толкает.
Но как? Учёные не знают.

Все непонятное в токе ученые объясняют электромагнетизмом. Волна, вот это всё. ОК, ладно, допустим. Механические волны распространяются потому, что есть определенная среда (вода, металл) и так далее. Но вот как электромагнитные волны распространяются в космосе (да еще со скоростью света), ведь там вакуум? Там же нет среды.

И тут ученые снова хватаются за корпускулы (частицы). Мол, тут у нас волна, а тут частица, “корпускулярно-волновой дуализм”, бла-бла-бла. “Ленин гриб, и отчасти радиоволна” ™. Тут играем, тут не играем, а тут рыбу заворачивали.

Это шарлатанство какое-то, а не наука.