Czym jest prąd elektryczny? Oto częste błędne wyobrażenia

[VisualLab]

1 godzinę temu, Santiago napisał:

@Wloadek prąd płynął od zawsze, po prostu kolega napisał jak to interpretowali ludzie. 

Obecne próby wytłumaczenia wszystkich zjawisk w przyrodzie hipotezą o kwantach, a zwłaszcza przepływu energii elektrycznej, nie powinny podważać dotychczasowej podstaw tej wiedzy (potwierdzonej wielowiekowymi doświadczeniami), jeżeli nie ma nic lepszego do zaproponowania nauce o przepływie "prądu elektrycznego", poza "prawdopodobieństwem" i falowością".

A tego już całkowicie nie rozumiem , 'wielowiekowe doświadczenie' ????  biedny Kopernik - wielowiekowe doświadczenie było inne, Einstein też nigdy nobla nie otrzymał za swoją teorię...

Cóż, tych wieków doświadczenia ludzkości w fizyce (że nie wspomnę o elektronice) jest raptem 2! Może ciut więcej. Na dobrą sprawę niewiele. Czy to co ludzie obecnie wiedzą (i opisują wzorami matematycznymi) to jest region wiedzy leżący w pobliżu ostatecznej granicy? Znając życie, to raczej ludzkość dopiero wyszła z jaskini ciemnoty, jest tuż za progiem swojej niewiedzy a obszar wiedzy jeszcze nie poznanej okrywa mgła.

Faktem jest, że część fizyki związana z cząstkami elementarnymi rozrosła się absurdalnie (np. kwarki). Poza tym, część cząstek elementarnych to tzw. kwazi-cząstki, tj. twory które fizykom "dobrze" ("wygodnie") się opisuje wzorami matematycznymi (które raczej są skutkami czegoś, co jeszcze nie jest dobrze zbadane). A są jeszcze teorie (chyba raczej hipotezy) strun, membran (czy wręcz n-bran). Ale to już bardziej "fiction" niż "real". Zresztą podobnie chyba jest z ciemną materią (w przeciwieństwie do antymaterii).

[Wloadek]

1 godzinę temu, Santiago napisał:

... A tego już całkowicie nie rozumiem , 'wielowiekowe doświadczenie' ????  biedny Kopernik - wielowiekowe doświadczenie było inne, Einstein też nigdy nobla nie otrzymał za swoją teorię...

"...Obecne próby wytłumaczenia wszystkich zjawisk w przyrodzie hipotezą o kwantach, a zwłaszcza przepływu energii elektrycznej, nie powinny podważać dotychczasowej podstaw tej wiedzy (potwierdzonej wielowiekowymi doświadczeniami)..."

Wiek XVIII

Prawo Coulomba – prawo fizyki, opisujące siłę oddziaływania elektrostatycznego ładunków elektrycznych. Zostało opublikowane w 1785 przez francuskiego fizyka Charles’a Coulomba [wikipedia];

Butelka lejdejska - przyrząd do gromadzenia ładunku elektrycznego będący pierwszym kondensatorem. Wynalazek Pieter'a van Musschenbroek'a lub Ewald'a Jürgen'a Georg'a von Kleist'a z 1746 roku. ... Wcześniej niż Pieter van Musschenbroek, ale później niż Georg von Kleist, prowadził doświadczenia z butelką lejdejską gdańszczanin Daniel Gralath. Wyjaśnił zasadę jej działania i zastosował łączenie wielu butelek w baterie. Swoje prace opisał w podręczniku Historia Elektryczności...[wikipedia];

Wiek XIX

Prawo Ohma – prawo fizyki głoszące proporcjonalność natężenia prądu płynącego przez przewodnik do napięcia panującego między końcami przewodnika[1][2]. Prawidłowość odkrył w 1826 niemiecki nauczyciel matematyki, późniejszy fizyk, profesor politechniki w Norymberdze i uniwersytetu w Monachium, Georg Simon Ohm [wikipedia]

Elektromagnetyczny telegraf igiełkowy skonstruowali w 1833 roku w Getyndze uczeni niemieccy Carl Friedrich Gauss i Wilhelm Weber.

Pierwszy transatlantycki kabel telegraficzny został w położony na dnie Atlantyku w 1866 r.

Ogniwo Volty - W 1800 r. Aleksander Volta opracował stos galwaniczny (baterię)

Silnik elektryczny - W 1821 r. Michael Faraday wynalazł silnik elektryczny napędzany stosem galwanicznym

1859 r. – powstaje akumulator kwasowo-ołowiowy, a w1882 r. w Wielkiej Brytanii powstaje firma zajmująca się masową produkcją akumulatorów;

Samochód elektryczny - Pojazdy elektryczne były jednymi z pierwszych samochodów wykorzystywanych do przemieszczania się ludzi. Pomiędzy 1832 a 1839 szkocki biznesmen Robert Anderson zbudował pierwszy powóz elektryczny.... w latach 1834–1836, prototyp pojazdu napędzanego energią elektryczną skonstruował amerykański kowal Thomas Davenport. W roku 1837 w Szkocji samochód elektryczny zaprezentował R. Davidson, w kolejnym roku Niemiec Moritz Jacobi skonstruował łódź napędzaną przez ogniwo Volty. Łatwiejsze konstruowanie pojazdów elektrycznych stało się możliwe, kiedy Francuz Gaston Planté w roku 1859 wynalazł w Belgii akumulator kwasowo-ołowiowy. Dziesięć lat później (w roku 1869) belgijski elektrotechnik Zénobe Gramme wynalazł komutator, a w 1871 roku powstał pierwszy elektryczny silnik napędzany prądem stałym[4]. Planté i Gramme utorowali drogę dla rozwoju pojazdów elektrycznych.[wikipedia]

Wiek XX

...

Ale co ma mieć wspólnego z prądem elektrycznym Kopernik i Einstein ? (Santiago/poniedziałek/2025-02-17/19:50) "...tego już całkowicie nie rozumiem...".

 

[Santiago]

@Wloadek to mnie zaskoczyłeś z tymi datami! 

[Wloadek]

5 godzin temu, Santiago napisał:

@Wloadek to mnie zaskoczyłeś z tymi datami! 

Zaskakującym może być fakt, że gdańszczanin Daniel Gralath jeszcze w XVIII wieku, opisał swoje prace nad ogniwami elektrycznymi w podręczniku Historia Elektryczności, oraz już wtedy korzystał z opublikowanych wcześniej "dzieł" opisujących badania nad prądem.

Jeżeli ktoś w XVIII wieku, napisał pierwsze na świecie dzieło poświęcone elektrostatyce, 3-tomową Geschichte der Elektricität („Historia elektryczności”), wydaną w latach 1747–1756 oraz bibliografię wszystkich dzieł poświęconych elektrostatyce, Elektrische Bibliothek („Biblioteka elektryczna”), to oznacza, że ludzie już od bardzo dawna "bawili się prądem".

Wikipedia zaskakuje wszystkich.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Santiago]

@Wloadek wszystko pięknie, ale "od bardzo dawna" to złe określenie bo to raptem 300 lat... podczas gdy pierwsze ogniwa były używane ze 2 tysiące lat wcześniej... 

[VisualLab]

2 godziny temu, Wloadek napisał:

... ludzie już od bardzo dawna "bawili się prądem".

Wikipedia zaskakuje wszystkich.

Owszem, ludzie "bawili się prądem" od bardzo dawna: elektryzowanie bursztynu (starożytna Grecja) czy prawdopodobna "bateria z Bagdadu". Tylko, że w tamtych czasach nie była to wiedza, a raczej osobliwość. W przypadku "baterii z Bagdadu", to archeolodzy i pomagający im fizycy tak naprawdę spekulują, co czym to "coś" było. Po tylu stuleciach, gdzie badany artefakt był narażony na różne warunki środowiskowe (zanieczyszczenia), jego obecny skład (substancje, pierwiastki) może nie odpowiadać jego pierwotnemu składowi. Więc to tylko hipoteza, że była to bateria elektryczna. Poza tym nie znaleziono nic na jej temat (np. żadnych tabliczek glinianych, choćby handlowych). Z innych rzeczy (jak bursztyn w Grecji) to raczej była tylko ciekawostka-zabawka. Bo jeśli to miała być wiedza, to na tej samej zasadzie można by twierdzić, że silnik parowy był znany w (późnym) starożytnym Egipcie (np. bania Herona).

Zwykle wiedza jest związana z wielokrotnie przeprowadzanymi eksperymentami, ich analizą i opisami słownymi, graficznymi i matematycznymi. W przypadku elektryczności to w zasadzie ma miejsce gdzieś mniej-więcej od czasu Volty. Wcześniejsze opisy to tylko wzmianki-ciekawostki, że ktoś na coś trafił. I tyle. Trzeba pamiętać, że eksperymenty wymagają aparatury pomiarowej i dość rozwiniętej wiedzy matematycznej, w tym takiej, co pozwala na obróbkę wyników pomiarów. A to właśnie wtedy statystyka dopiero raczkowała. A przyrządy pomiarowe to dopiero na bieżąco opracowywano. "Także, ten, tego..." 🙂

[Wloadek]

47 minut temu, VisualLab napisał:

... Trzeba pamiętać, że eksperymenty wymagają aparatury pomiarowej i dość rozwiniętej wiedzy matematycznej, w tym takiej, co pozwala na obróbkę wyników pomiarów. ...

Zgodzić się można jedynie, co do wymogu aparatury pomiarowej.

Szkoda że kolega nie wspomniał, że eksperymenty jeszcze wymagają od naukowców posiadania wszechstronnej wiedzy z dziedziny fizyki, a wspomina o wymogu posiadania wiedzy matematycznej, która jest przecież, wyłącznie językiem opisującym zależności zaobserwowane w zachodzących zjawiskach przyrodniczych.

Fizyka matematyczna lub matematyka fizyczna to przykład, kiedy ogon zaczyna kręcić psem. Cóż z tego, że naukowcy generują swoimi eksperymentami coraz większą, coraz dokładniejszą, i w ogóle naj, naj, naj... ilość danych, kiedy nie maja czasu na ich przetworzenie, nie wspominając o ich interpretacji w formie wyników.

Elektryczność, elektrotechnika, elektronika, informatyka nie wymagały do swojego powstania i rozwoju teorii kwantów, dlatego poznane i opisane przez te nauki prawa, nie wymagają obecnie "rebrandingu kwantowego", który nie rozjaśnia dotychczasowych pojęć, tylko je coraz bardziej komplikuje poprzez reinterpretacje starych definicji oraz przemeblowanie układu jednostek SI. 

"...Amper, oznaczenie A, jest to jednostka SI prądu elektrycznego. Jest ona zdefiniowana poprzez przyjęcie ustalonej wartości liczbowej ładunku elementarnego e, wynoszącej 1,602 176 634×10−19, wyrażonej w jednostce C, która jest równa A⋅s, gdzie sekunda zdefiniowana jest za pomocą ΔνCs..."

"... Sekunda, oznaczenie s, jest to jednostka czasu w SI. Jest ona zdefiniowana poprzez przyjęcie ustalonej wartości liczbowej częstotliwości cezowej ∆n Cs, w niezaburzonym stanie podstawowym, wynoszącej 9 192 631 770, wyrażonej w jednostce Hz, która jest równa s-1. ..."

Powodem zmiany treści definicji "czym jest prąd 1 A" miała być zbyt mała dokładność przyrządów kalibrujących, dlatego obecna (od 20 maja 2019 roku) "redefinicja" natężenia prądu umożliwi elektrykom na całym świecie posługiwać się tą sama wartością 1 A.

[VisualLab]

2 godziny temu, Wloadek napisał:

Szkoda że kolega nie wspomniał, że eksperymenty jeszcze wymagają od naukowców posiadania wszechstronnej wiedzy z dziedziny fizyki, a wspomina o wymogu posiadania wiedzy matematycznej, która jest przecież, wyłącznie językiem opisującym zależności zaobserwowane w zachodzących zjawiskach przyrodniczych.

Ależ ja się z tym zgadzam. Nie napisałem tego, bo założyłem, że to "oczywista oczywistość" (jak mawiał pewien popularny polityk, co to pacierza i wódki nigdy nie odmawiał). A matematyka w fizyce pełni rolę służebną.

Co do tych problemów z przesadnym teoretyzowaniem w fizyce za pomocą matematyki - niektórzy ludzie parający się poważną nauką, zapominają, że modele matematyczne zawsze są tylko przybliżeniem rzeczywistości. Raz lepszym, innym razem gorszym. No ale z czegoś przecież żyć trzeba. I kariery akademickie robić. Więc wymyślają "teoryje różne, mniej lub bardziej udatne". A do tego, żeby taka hipoteza aspirująca do rangi teorii została opublikowana w jakimś poważnym (i poważanym) czasopiśmie, to musi być wsparta odpowiednim "aparatem matematycznym". Dziś uczelnie mają mocne komputery, a te dowolne liczby "przemielą". Tymczasem poważny eksperyment fizyczny wymaga często drogiej aparatury i mnóstwa czasu (w 1 rok czy 2 lata raczej niewiele da się zrobić). A symulacja w komputerze jest tańsza i szybsza do wykonania. A czy to źle, że tak się dzieje? To zależy kto na to patrzy i od której strony 🙂

[Wloadek]

8 godzin temu, VisualLab napisał:

... Co do tych problemów z przesadnym teoretyzowaniem w fizyce za pomocą matematyki - ...

Wracając jednak do treści artykułu, a właściwie przesłania jego autora, że dotychczasowe analogie (np. hydrauliczne), pomagające dotychczas zrozumieć istotę prądu, są już do odrzucenia, ponieważ od ponad wieku fizyką rządzi "uniwersalna" teoria matematyczna, która choć nic nie tłumaczy, ale jest niby lepsza od dotychczasowego postrzegania zjawiska fizycznego, którym jest prąd?

"...Pod koniec XIX wieku wydawało się, że wiemy już praktycznie wszystko o prądzie elektrycznym, czyli o uporządkowanym ruchu ładunków elektrycznych. Niestety, początek XX wieku zburzył to przekonanie i przyniósł zadziwiające, wręcz niewiarygodne odkrycia. Na bazie elektryczności powstała szczególna teoria względności: czas nie jest absolutny, lecz tylko związany z przestrzenią w dziwny sposób..."

(...)

"...Pytanie, czym jest prąd elektryczny, jest sensowne, ale kieruje uwagę w niewłaściwym kierunku. To nie prąd i napięcie są najważniejsze – najważniejsze jest przekazywanie i przekształcanie energii. Między innymi dlatego na studiach nie zaczyna się nauki od prądu i napięcia, ale od pól (elektrycznego i magnetycznego) oraz od równań Maxwella..."

Toć to bełkot, który nie dość, że niczego nie wnosi do nauki (nauczania dzieci) o prądzie, to próbuje jeszcze wmówić czytelnikowi jak ma poprawnie myśleć. Wytyka jedynie wady niektórych analogii odnoszących się do przepływu prądu elektrycznego, które obrazują jedynie przepływ materii, a właściwie jej energii w przewodach, a nie wiernie symulują zachodzące w nich zjawisko elektryczne.

Autor nie wskazał bardziej adekwatnych układów hydraulicznych, lepiej symulujących przepływ energii elektrycznej, tylko przyczynia się do błędnego przekonania ludzkości, że skoro "szczególna" teoria względności nie potrafi czegoś wyjaśnić, to należy się z tym faktem pogodzić, a na pewno nie szukać analogii w otaczającym nas świecie.

P.S.

"...A symulacja w komputerze jest tańsza i szybsza do wykonania. A czy to źle, że tak się dzieje? ..." [VisualLab/2025-02-19/00:06]

Komputer to bardzo pożyteczna maszyna obliczeniowa, ale sama nie rozumuje racjonalnie, dlatego do kierowania nią potrzebny jest operator z myślącą głową. Kolega chyba błędnie pojmuje proces modelowanie rzeczywistości przy pomocy komputera, w którym zamiast przestrzennego (2D, 3D) symulowania przebiegu zjawisk fizycznych, symuluje się nieskończoną ilość prawdopodobnych wyników "eksperymentu".

"...Komputer (od ang. computer); dawniej: mózg elektronowy, elektroniczna maszyna cyfrowa, maszyna matematyczna – maszyna przeznaczona do przetwarzania informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo sygnału ciągłego. Maszyna roku tygodnika „Time” w 1982 roku...." [wikipedia]

Fizyka teoretyczna cieszy się największa liczba publikacji naukowych w historii człowieka na Ziemi, a co z tego wynika dla ludzkości?

"... nikt z nas nie ma już szans, aby być jak historyczny Erazm z Rotterdamu.[Piotr Górecki] .."

Demotywujący artykuł.