Varför väljer man att definiera ström i termer av laddning istället för elektroner?
Halloj!
Jag håller på att studera grundläggande elektrokemi och jag har en fråga jag har funderat på ett tag.
Hur kommer det sig egentligen att man väljer att definiera ström i termer av laddningar per tidsenhet, snarare än elektroner per tidsenhet? I en elektrokemisk cell, som jag antar var det man studerade till en början (vad annars hade man tillgång till, liksom?), är det ju elektronerna som uträttar ett arbete.
Jag undrar alltså varför man har valt att definiera det på detta sätt, och varför det är relevant att tala om all ström i en krets (som t.ex. kan vara positiva joner som inte gör något förutom att utjämna laddningsskillnader) snarare än om elektroner.
Utan att över huvud taget veta anledningen; kan det ha något att göra med att elektronen upptäcktes långt efter att man började studera elektricitet?
Eller har det snarare att göra med att 1 C motsvarar ett väldigt stort antal elektroner, närmare bestämt 6,24·1018 st? Man kan ju såklart använda stora prefix för strömstyrkan, men på något sätt är det ju ändå smidigare med mindre tal.
Jag kan vara helt ute och cykla, men följer tråden med spänning - väldigt intressant fråga!
Jag håller med fner, det måste ha att göra med att man började experimentera med "ström" redan tidigt 1700-tal medan elektronen upptäcktes först 1897. Än idag definieras ju strömmens riktning som den riktning dit positiva laddningar skulle vandra, trots att elektronerna är negativt laddade (dvs man hade ingen aning om elektronens existens när begreppet definierades).
Tack för era svar, och jag håller med om att detta låter väldigt rimligt.
Jag har funderat vidare lite på varför det är rimligt att definiera ström i termer av laddning istället för endast elektroner, och jag tror jag har en tanke som åtminstone är hyfast rimlig. Vi får se. Om en krets är "enkel", alltså saknar förgreningar, så kommer strömstyrkan vara lika stor överallt i kretsen. Detta är ett faktum jag vill återkomma till senare, så håll det i åtanke.
Låt oss studera en enkel galvanisk cell, Daniellcellen:
Om cellen fungerar kommer vi i ledningen mellan elektroderna ha ett visst flöde elementarladdningar per tidsenhet. För varje nettoreaktion som äger rum, så har vi i princip "flyttat" två negativa elementarladdningar från vänster halvcell till höger halvcell. Om vi vill att det ska fortsätta flyta elektroner i ledaren så måste två negativa elementarladdningar i form av sulfatjoner migrera från höger halvcell till vänster halvcell för att utjämna laddningskillnaden. Kritiskt är att lika många elementarladdningar behövde flyta genom elektrolyten som genom ledaren, så strömmen i ledaren måste alltid lika stor som strömmen i elektrolyten.
Om man hade tänkt sig två halvceller utan saltbrygga med stor potentialskillnad hade vi under en kort tidsperiod kunnat få ett elektronflöde, alltså en ström i ledaren, men utan en ström i elektrolyten. Detta flöde hade dock bara ägt rum under några nano- eller millisekunder. Så ur det perspektivet är det extremt rimligt att man tar med alla slags jonflöden under begreppet ström, ty utan att joner får migrera så fungerar inte cellen överhuvudtaget och då blir begreppet ganska värdelöst.
En sak som dock inte är helt självklar här är att ström i form av elektroner följer Ohms lag precis som bulkiga joner gör… Det känns väldigt orimligt.
Tillägg: 30 jun 2025 20:30
EDIT: det kanske inte är så orimligt ändå. Jag tänkte först att resistans var en intensiv egenskap som ett material har (om man håller tvärsnittsarean och längden konstant) men resistans kanske faktiskt beror på vilken partikel som rör sig?
