При обсуждении моих статей и опытов с электролитами всплыл один достаточно интересный и странный вопрос: а есть ли ток в самом электролите, когда через него проходит ток?
Казалось бы чего проще? Если бы ток не проходил через растворы, то люди не гибли бы в ванных от ударов тока случайно упавших фенов, в озёрах при падении провода электропередач в воду, вода из крана не била бы током, если сосед прикрутил землю на батарею и т.д. Казалось бы какие могут вообще существовать вопросы, если электролиз всем известен с детства, а некоторые ещё помнят про устройство и работу гальванических элементов? Особо обученный кандидат наук мне даже припомнил законы Кирхгофа для замкнутой цепи: заряды идут - однозначно! Вот только какие именно заряды? Ведь если спуститься от теории к практике, то тут всё не так абсолютно просто и однозначно.
Вот простейшая схема, которую будем рассматривать очень внимательно:
Для начала теория, которая говорит нам, что электрический ток это движение зарядов в проводнике или проводящей среде. В металлах этими зарядами являются электроны, а в растворах - ионы. В электролитах и растворах солей свободных электронов нет и поэтому ток переносится заряженными ионами.
При объяснении процессов, происходящих в электролитах, отдельно говорят о том, что электроны не движутся в растворе, а именно переносятся от одного электрода к другому, хотя и это определение не верно. Электроны как бы идут в зачёт: на катоде переходят к положительно заряженным катионам и восстанавливают их, а на аноде анионы отдают свои лишние электроны в том же самом количестве. Это прямо как банковские переводы внутри банки :) Закон Кирхгофа и электролиза работает: сколько зарядов вошло в электролит столько же и вышло. Все довольны, а током вас лупит только потому, что вы тоже собой замыкаете электрическую цепь, становитесь электродом и получаете свою долю зарядов. Вроде, всё логично и понятно, но я же не стал бы об этом писать, если бы не было никакого подвоха.
А подвох в том, что внутри раствора отрицательно заряженные ионы движутся к положительному электроду, а навстречу им положительно заряженные к отрицательному и количество этих зарядов (а не отдельных ионов) всегда равно. Получается, что ток, созданный движением отрицательных зарядов должен полностью компенсироваться током, создаваемым положительными зарядами и в итоге мы должны получить только разность потенциалов на электродах и никакого тока внутри раствора. Это при условии, что ток действительно создаётся движением зарядов, а не ЭМ волной.
Мне подсказали достаточно простой способ это проверить: т.к. по той же теории именно движение зарядов создаёт ЭМ поле вокруг проводника, а не наоборот, то при встречном движении ионов поле, которое они создают будет скомпенсировано, если вообще будет существовать, а это значит, что оно не сможет создать ЭДС. В общем, нужно взять силиконовую трубку, от капельницы например, налить в неё электролит, который не будет выделять много газов при прохождении тока, ведь электролиз никто не отменял, намотать её на обычную катушку индуктивности и пропустив переменный ток через электролит замерять ток на этой катушке. Если его не будет - значит учебники не врут, а я чего-то действительно не понимаю в электричестве, но вот если я его найду, то это будет означать, что ток это никакое не движение зарядов, а именно ЭМ волна.
Этот опыт я уже готовлю и пока не могу выбрать электролит, который не будет выделять газов. Возможно, после выходных я его сделаю и выложу видео, а пока можно проголосовать за результаты эксперимента в комментах и высказать своё мнение на этот счёт. (и почему в Дзене до сих пор нет опросов???).
З.Ы. Мне подсказали ошибку в моих рассуждениях, которая делает этот опыт бессмысленным: согласно букварю, разноимённые заряды, движущиеся в разные стороны будут создавать одинаковое ЭМ поле, поэтому оно будет вокруг электролита, ЭДС будет фиксироваться и мой опыт ничего не докажет.
НО! Это приводит к ещё более интересной проблеме: согласно того же букваря для переноса одного электрона между электродами должны быть задействованы два иона - положительный забирает электрон на одном электроде, а отрицательный отдаёт на другом. Это значит, что ЭМ поле вокруг электролита, создаваемое этими ионами, будет в два раза больше поля вокруг проводников, создаваемое электронами, а тока при этом не будет, только разность потенциалов. БТГ!? Сомневаюсь.
Проверить это опытным путём без точного измерительного оборудования будет достаточно сложно, т.к. электролит это не медный провод. Придётся учитывать ослабление поля от расстояния в самом электролите, трубке, воздушных зазорах и просто так "на коленке" это не получится, но подумать есть над чем.
