Arus konvensional dianggap mengalir dari terminal positif sel, mengelilingi litar, ke terminal negatif. Elektron dalam logam bergerak ke arah sebaliknya, dari negatif ke positif. Soalan menggunakan kedua-dua idea, kadang-kadang dalam ayat yang sama.
Pelajaran ini menyambung menghitung arus daripada cas dan masa: persamaan memberi saiz arus, dan pelajaran ini memberi arahnya.
Mengapa ada dua arah?
Saintis awal memilih arah bagi arus sebelum mereka tahu apa yang membawanya. Mereka memilih positif ke negatif. Kemudian ternyata dalam logam pembawa cas ialah elektron, yang negatif, jadi ia bergerak ke arah sebaliknya.
Konvensyen itu kekal. Semua gambar rajah litar, anak panah, peraturan dan jawapan peperiksaan menggunakan arus konvensional. Gerakan elektron digunakan hanya apabila soalan bertanya tentang zarah itu sendiri.
Apakah yang sebenarnya bergerak dalam wayar?
Dalam wayar logam, elektron bebas sudah tersebar di seluruh panjangnya. Ion positif kekal tetap di tempatnya. Apabila sel disambung, semua elektron hanyut serentak ke arah terminal positif.
Itulah sebabnya lampu menyala sebaik sahaja suis ditutup. Elektron tidak perlu bergerak sepanjang jalan dari sel terlebih dahulu.
Contoh berlangkah
Arus 0.25 A mengalir ikut arah jam (mengikut arah konvensional) mengelilingi gelung ringkas yang mengandungi sel, suis dan lampu. Terminal positif sel berada di sebelah kiri. (Data contoh rekaan.) Nyatakan arah elektron, dan cas yang melalui lampu dalam 4.0 s.
Langkah 1, arus konvensional: ia keluar dari terminal positif, jadi ia bergerak ikut arah jam dari sebelah kiri sel melalui lampu.
Langkah 2, elektron: ia bergerak ke arah bertentangan, lawan arah jam, dari terminal negatif ke terminal positif.
Langkah 3, cas: Q = I × t = 0.25 × 4.0 = 1.0 C.
Langkah 4, semak: 1.0 C ÷ 4.0 s = 0.25 A, sama dengan arus yang diberi.
Jawapan: elektron bergerak lawan arah jam, dan 1.0 C melalui lampu dalam 4.0 s.
Kesilapan yang perlu diawasi
Pelajar sering melukis anak panah pada gambar rajah mengikut arah elektron, atau mendakwa arus mengecil selepas lampu.
Jawapan yang salah: Arus mengalir keluar dari terminal negatif, dan sebahagiannya digunakan dalam lampu, jadi ammeter selepas lampu membaca nilai lebih kecil.
Anak panah itu menunjukkan gerakan elektron, bukan arus konvensional, dan lampu mengambil tenaga, bukan arus.
Pembetulannya ada dua bahagian. Lukis anak panah arus dari positif ke negatif. Kemudian ingat bahawa dalam litar siri arus yang sama mengalir pada setiap titik, jadi kedua-dua ammeter menunjukkan bacaan yang sama.
Semak kendiri
Cuba soalan ini, kemudian buka setiap jawapan.
1. Arus konvensional dalam wayar mengalir dari kiri ke kanan. Ke arah mana elektron bergerak?
Lihat jawapan
Kanan ke kiri, bertentangan dengan arus konvensional.
2. Seorang pelajar berkata lampu menyala serta-merta kerana elektron berlumba dari sel ke lampu. Terangkan apa yang sebenarnya berlaku.
Lihat jawapan
Elektron bebas sudah berada di sepanjang wayar, termasuk dalam filamen lampu. Apabila suis ditutup, semuanya mula hanyut serentak, jadi lampu bertindak balas hampir serta-merta.
3. Sebuah ammeter sebelum lampu membaca 0.40 A. Apakah bacaan ammeter yang diletakkan selepas lampu dalam litar siri yang sama, dan mengapa?
Lihat jawapan
0.40 A. Arus tidak dihabiskan. Cas yang sama setiap saat melalui setiap titik dalam gelung siri.
Ke mana selepas ini?
Untuk meletakkan arah pada gambar rajah dengan betul, anda perlu melukis litar dengan simbol yang tepat. Lihat menggunakan simbol litar secara konsisten. Modul cas dan arus menunjukkan kaitannya dengan bahagian topik yang lain.
Soalan arah mudah diterangkan dengan lisan tetapi mudah tersilap apabila anda belajar sendiri. Dalam tuisyen Physics dalam talian satu dengan satu, guru dan anda boleh membincangkan satu litar langkah demi langkah.