Каково направление электрического тока?

В каком направлении на самом деле течет электрический ток? Этот вопрос возникает во многих случаях. Итак, давайте посмотрим на этот вопрос в данной статье. 

Различают техническое направление тока и физическое направление тока.

  • Техническое направление электрического тока: от плюса к минусу.
  • Физическое направление электрического тока: от минуса к плюсу.

Это хорошо иллюстрируется на рисунке 1 ниже:

Направление электрического тока
Рис. 1. Направление электрического тока

Когда было открыто электричество, было установлено, что электрический ток будет течь от положительного полюса источника тока к отрицательному. Андре-Мари Ампер был первым, кто ввёл термин “электрический ток” в его нынешнем виде и определил направление тока. При этом его выводы основывались на опыте с устройством для разложения воды (H2O ) на кислород (O2) и водород (H2), которое в химии известно как “аппарат Гофмана для электролиза воды”.

Аппарат Гофмана
Рис. 2. Аппарат Гофмана для электролиза воды

Если к аппарату для электролиза воды (см. рисунок 2) подключить полюса источника тока, то в сосуде, подключенном к положительному полюсу, образуется кислород (O2), а в сосуде, подключенном к отрицательному полюсу, – водород (H2). Ампер определил (произвольно) направление тока от “кислородного провода” к “водородному проводу”. В литературе это закрепилось как техническое (обычное) направление тока, которое отражалось в том, что за направление тока условно приняли то направление, по которому движутся (или могли бы двигаться) в проводнике положительные заряды, т. е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.

Если подытожить вышенаписанное, то можно сделать вывод о том, что вопрос о направлении электрического тока возник в науке тогда, когда об электронах и ионах ещё ничего не было известно. В то время предполагали, что во всех проводниках могут перемещаться как положительные, так и отрицательные электрические заряды.

Однако, когда человек “погрузился” в атомную физику, он понял, что это неверный путь. Сегодня мы, благодаря той же атомной физике знаем, что в металлах текут только частицы обладающие отрицательным зарядом, то есть электроны, поэтому направление тока от “минуса к плюсу” было бы более логичным. Следовательно правильно говорить о том, что электроны притягиваются к положительному полюсу источника тока и поэтому текут к нему. Это ничто иное как физическое направлении тока.

В тоже время, из-за больших сложностей с возможным изменением огромного количества технической литературы, которая сформировалась за эти многие годы еще со времен Андре-Мари Ампера, было решено продолжать использовать первоначальное направление электрического тока и называть его техническим направлением тока или обычным (традиционным) направлением электрического тока. В электрических схемах обычно используется именно техническое направление тока.

Смотрите также статью: Закон Ома для участка цепи.

Важные примечания:

  1. Если специально не указано иное, в принципиальных схемах используется именно техническое направление тока!
  2. Стрелка указывает направление тока (часто используется в электрических цепях).
  3. Если текущее направление тока принято ошибочно, это можно увидеть по знаку минус, например, -2 А.