Benjamin Franklin estava errado (sobre a corrente convencional)?

Estou começando a ver muitas pessoas alegando que a corrente convencial está 'errada' porque Franklin cometeu um erro quando começou a investigar a eletrostática, e que cientistas posteriores não se deram ao trabalho de corrigir o erro, mas preferiram manter a 'convenção' ( Aqui está um exemplo clássico: http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_1/7.html )

Eu sempre pensei que ele não entendeu errado. Ele disse que a corrente é positiva na direção em que a carga positiva flui e vice-versa. Obviamente, ele não tinha como saber de que lado dos dois paus atrás das esfregadas havia ganho ou perdido massa. Então ele não estava errado. O que você foi ensinado?

PS: Não posso deixar de sentir que temos sorte por ele ter 'retrocedido', porque claramente muitas pessoas estão confusas sobre eletroestática (incluindo o autor desse livro!) E acreditam que a eletricidade precisa envolver elétrons (um nome infeliz). por que eles não poderiam ter sido nomeados negatrons ...)

Corrente elétrica, também conhecida como "corrente convencional", é uma corrente abstrata, o fluxo de carga elétrica. De uma resposta anterior que dei aqui :

A corrente elétrica é uma corrente abstrata , o fluxo de carga elétrica , não uma corrente física como, por exemplo, corrente de elétrons , o fluxo de elétrons .

Mas a carga elétrica é uma propriedade das coisas, não uma coisa , ou seja, a carga elétrica é sempre "carregada" por uma coisa .

Portanto, enquanto uma corrente de elétrons é necessariamente uma corrente elétrica (devido à carga elétrica negativa transportada pelo elétron), uma corrente elétrica não é necessariamente uma corrente de elétrons.

Por exemplo, em uma solução salina, temos duas espécies de íons carregados eletricamente, o íon sódio carregado positivamente e o íon cloro carregado negativamente. Imagine que os íons de sódio estão se movendo para a direita e os íons de cloro estão se movendo para a esquerda.

Obviamente, temos duas correntes de íons em direções opostas, mas há apenas uma corrente elétrica e ela deve ter uma direção. A direção da corrente elétrica é, por convenção, a direção do fluxo de carga positiva.

Portanto, neste caso, as duas correntes de íons contribuem para uma corrente elétrica à direita. O primeiro termo é devido aos íons positivos à direita. O segundo termo é devido aos íons negativos à esquerda, onde o sinal negativo numericamente "inverte" a contribuição para a corrente elétrica .

Pense dessa maneira: se eu lhe dissesse que estava viajando a 60 km / h a oeste, você saberia que eu estava indo a 60 km / h a leste . Da mesma forma, uma corrente de carga negativa para a esquerda é uma corrente elétrica para a direita.

Não acho que Franklin esteja "certo" ou "errado", pois é apenas uma escolha de nomes.

No que diz respeito às partículas (para dizer mais ou menos), sabemos que um tipo de partícula atrai outro tipo de partícula e repele o seu próprio tipo. Também sabemos que um tipo não atrai ou repele a si mesmo ou aos outros.
Para distinguir entre eles e suas propriedades, nós os chamamos de algo e dizemos que eles têm um certo tipo de carga - "Positivo", "Negativo" ou "Neutro".

O elétron é um lepton (tipo de partícula fundamental) com carga de -1e. e aqui está a unidade de carga elementar . O próton tem uma carga de + 1e, que é composta por três quarks (dois "para cima" e um "para baixo") com uma carga de +2/3, +2/3, -1/3, totalizando um total de +1.

Então tudo o resto vai daqui. Como o link que você fornece na sua pergunta, geralmente associamos positivo com "excedente", por isso faz mais sentido que qualquer coisa que tenha mais algo seja o lado positivo. No entanto, o que Franklin chamava de "positivo" era o lado com menos elétrons. Em vez de trocar as definições, eles simplesmente atribuíram aos elétrons uma carga negativa.

É como um cano com água fluindo para baixo através dele - dizemos que a corrente está na direção em que a água está fluindo. Seria confuso para maio dizer que a corrente estava fluindo na direção oposta, mas é assim que é na eletrônica (ou seja, chamamos de "água" negativa). Se imaginarmos as bolhas de ar fluindo na direção oposta, é isso que nós denominamos "buracos" (isto é, falta de elétron) e fornecemos uma imagem mental do fluxo de carga positivo.
É claro que, em substâncias que não sejam fios de metal, a corrente pode ser composta de partículas ou íons positivos "reais", além de negativos, portanto, nem sempre podemos assumir que a corrente é um fluxo de elétrons, como Alfred menciona.

Várias pessoas apontaram que a escolha é arbitrária e há cenários em que cobranças positivas são móveis. Mas, para entender a verdadeira intenção da pergunta, em vez de dizer "certo" ou "errado", vamos formular a pergunta como: "Agora que temos acesso ao conhecimento que Ben Franklin e seus colegas não tinham, se estivéssemos no posição de criar a convenção de nomenclatura, nós faríamos a mesma escolha? Ou seria o resultado de uma moeda? " A resposta é absolutamente não! Todos concordariam que a melhor resposta é nomear elétrons positivos e prótons negativos (e chamaríamos de lado da bateria que os elétrons fluem para fora do terminal positivo). Todos concordariam que esta é a convenção preferida, porque a forma mais onipresente de corrente é o fluxo de elétrons e os outros exemplos,

Franklin não está errado, é apenas uma convenção. Os portadores de carga podem ser positivos (como em materiais semicondutores do tipo p ou íons positivos em um eletrólito) ou negativos (como em condutores de cobre). Definir o fluxo de corrente na mesma direção que o fluxo de carga positiva simplifica a equação eletromagnética e elimina a necessidade de estabelecer que tipo de transportadora existe (positivo ou negativo). Apenas assume que a transportadora é positiva e aplica a equação eletromagnética ou teoremas elétricos (por exemplo, KVL ou KCL, etc) sem se preocupar com a transportadora real e obtém o resultado correto independentemente da transportadora de carga. Lembre-se de que o fluxo real dependerá do tipo de transportadora após todo o cálculo.

Poderíamos ter definido o fluxo convencional igual ao fluxo de elétrons, mas isso complicaria levemente a equação eletromagnética. No entanto, esse fluxo ainda não está correto para um material do tipo p ou em um transportador de íons positivos; portanto, o mesmo argumento segue (mas temos uma fórmula eletromagnética mais complicada). O fluxo convencional de corrente que temos hoje não foi escolhido devido à teoria de Franklin, mas é a notação mais conveniente.

Como uma observação lateral: Poderíamos ter escolhido (durante a descoberta de elétrons e prótons) que a carga do elétron é positiva e a carga do próton negativa. O que está nos impedindo de vê-lo dessa maneira? É apenas uma convenção.

Franklin estava errado, mas não pelos motivos que as pessoas costumam pensar. Ele foi um defensor da teoria da eletricidade de fluido único, que considerava que todos os efeitos elétricos eram devidos a um excesso ou ausência de um único tipo de fluido elétrico. Ele decidiu que, em experimentos eletrostáticos comuns para o dia, que na realidade era o corpo com carga negativa, era o corpo que tinha falta de fluido elétrico. Se ele tivesse decidido que o corpo carregado negativamente era positivo (excesso de fluido), a corrente convencional corresponderia à direção líquida do fluxo de elétrons (lembre-se de que, na realidade, existe um movimento aleatório com um movimento líquido lento em uma direção), mas ele ainda estaria errado porque temos dois tipos de carga, não uma, e um fluxo de carga positivo também é atual.

Qualquer um que diga que Franklin estava errado pelas razões normais está dando um status mais alto aos elétrons livres (por exemplo, íons positivos) simplesmente porque eles estão mais familiarizados com eles.