Forstår du "elektricitet"? Altså sådan rigtig? Og kan du formidle det videre så eleverne fascineres?

Den her artikel er en af mange flere som løbende vil blive oversat til elektroskolen.dk

Hvad er elektricitet?

Forfatter: William J. Beaty (© Alle rettigheder forbeholdes)

Oversætter: Anders Kjeldsmark Larsen

Oprindelig artikel på engelsk: “What is Electricity?” 

Hvad er elektricitet? Spørgsmålet er umuligt at besvare da “elektricitet” betyder flere modstridende ting. Disse forskellige betydninger og meninger er inkompatible og modsigelserne er forvirrende. Hvis du ikke forstår elektricitet er du ikke alene. Faktisk har selv undervisere, ingeniører og videnskabsfolk svært ved at forstå konceptet.

Det er åbenlyst at “elektricitet” ikke kan være flere forskellige ting på samme tid. Uheldigvis har vi defineretelektricitet på en yderst uhensigtsmæssig måde. Og fordi ordet “elektricitet” mangler én bestemt mening kan vi aldrig lykkes med at beskrive dets natur. I sidste ende er vi tvunget til at sige: “elektricitet” findes overhovedet ikke! Her er et kort eksempel som illustrerer problemet.

Producerer generatorer elektricitet? For at svare på spørgsmålet: forestil dig en almindelig husholdnings-elpære. Inde i en lampes ledning sidder ladningerne (elektronerne) og vibrerer frem og tilbage. Dette kaldes vekselstrøm. På samme tid bevæger det elektromagnetiske felts bølger sig hurtigt fremad. Denne bølgeenergi vibrerer ikke frem og tilbage, men ræser langs ledningerne idet den kommer fra generatorerne langt væk og ind i elpæren. Spørg nu dig selv: når “elektricitet” strømmer/flyder, hedder det så en Elektrisk Strøm? Ja? I så fald er elektricitet ladning. Og derfor må vi nødvendigvis slutte at “elektriciteten” sidder inde i ledningerne og vibrerer frem og tilbage. Generatorerne producerer det ikke, og det strømmer ikke fremad. Spørg nu dig selv om elektricitet er en form for energi. Hvis det er energi, så består elektricitet af elektromagnetiske felter, og det vibrerer ikke frem og tilbage inde i ledninger. Det er generatorer der producerer det og det ræser langs ledningerne ved høj fart. Elektricitet kan ikke gøre begge dele! Hvilken en af delene er “elektriciteten”? Er det de vibrerende elektroner eller er det det hurtige elektromagnetiske (EM) felts energi? Eksperterne kan ikke blive enige om én enkelt definition. Grundbøgerne giver modstridende svar, og altså *er* der ikke noget svar.

Når nogen spørger om generatorer producerer elektricitet afslører det en stor fejl i måden vi taler om “elektricitet” på. Hvis vi kan få rettet op på denne fejl kan vores forklaringer måske endelig give mening.

Nedenfor ses de 5 mest almindelige definitioner på ordet elektricitet. Hvad for en synes du er korrekt? Tænk nøje over det, for hvis én af disse definitioner er korrekt er alle de andre forkerte! For naturligvis kan ingen “videnskabelig term” nogensinde have flere forskellige betydninger. Uheldigvis indeholder ordbøger og encyklopædier alle disse modstridende definitioner.

1. Videnskabens definition: “Elektricitet” betyder kun én ting: kvantiteter af elektricitet måles i coulomb og derfor er “elektricitet” elektronerne og protonerne; den elektriske ladning.

Eksempler: EN STRØM AF ELEKTRICITET . KVANTITET AF ELEKTRICITET . ELEKTRICITET I COULOMB .

2. Dagligdagsdefinitionen: “Elektricitet” betyder kun én ting: det elektromagnetiske energifelt sendt ud fra batterier og generatorer.

Eksempler: PRISEN PÅ ELEKTRICITET . ELEKTRICITET I KILOWATT-TIMER .

3. Grundskoledefinitionen: “Elektricitet” betyder kun én ting: det refererer til den elektriske ladnings strømmende/flydende bevægelse.

Eksempler: “STRØM”-ELEKTRICITET . ELEKTRICITET I AMPERE .

4. “Elektricitet” betyder kun én ting: det refererer til mængden af ubalance mellem kvantiteterne af elektroner og protoner.

Eksempel: “STATISK” ELEKTRICITET . AFLADNING AF ELEKTRICITET .

5. “Elektricitet” er ikke andet end den samling fænomener som involverer elektriske ladninger.

Eksempler: BIOELEKTRICITET , PIEZOELEKTRICITET , TRIBOELEKTRICITET , TERMOELEKTRICITET , ATMOSFÆRISK ELEKTRICITET …OSV.

6. Andre mindre almindelige definitioner:

“Elektricitet” refererer til den strømmende/flydende bevægelse af elektrisk energi (elektrisk effekt, elektricitet i watt).

“Elektricitet” betyder det elektriske potentiale eller e-felt.

“Elektricitet” betyder kun den lysende nitrogen/oxygen plasma (elektriske gnister).

—————————————————————————————————————

Elektricitet, n.

Den kraft der forårsager alle naturfænomener som vi ikke har kendskab til er forårsaget af noget andet. <HA!>

(Ambrose Bierce, The Devils Dictionary, 1911)

—————————————————————————————————————

Hvis vi ønsker at blive enige om én enkelt definition af “elektricitet”, hvilken definition skulle det så være? Den videnskabelige, nummer ét ovenfor? Det ville jo betyde at alle vores bøger er forkert på den, siden de fleste bøger insisterer på at elektricitet er energi, eller at elektricitet er selve strømmen/bevægelsen af ladning. Med undtagelse af CRC Handbook og NIST SI physics standards er de grundbøger som bruger den videnskabelige definition 70 år eller ældre.

Nå, jamen måske behøver vi ikke at blive enige om én enkelt definition. Kan vi ikke blande dem? Forestil dig at vi ignorerer alle disse modsigelser og i stedet for lader som om at ALLE oven for nævnte definitioner er sande. Nedenfor er den “klare” og “simple” beskrivelse af elektricitet ud fra det grundlag:

Elektricitet er en mystisk ufattelig enhed som er usynlig OG synlig, BEGGE DELE PÅ SAMME TID. Og så er elektricitet også både materie og energi. Begge dele. Elektricitet er en form for lavfrekvent radiobølge lavet af protoner. Det er en mystisk kraft som ikke kan ses, men alligevel ligner det blå-hvid ild. Det bevæger sig fremad med lysets hastighed… og samtidig sidder det og vibrerer i vekselstrøms-ledninger uden overhovedet at strømme fremad. Den er fuldstændig vægtløs, men vejer også en lille smule. Når elektricitet bevæger sig igennem en elpæres filament bliver al elektriciteten omdannet til lys. Samtidig bliver ikke bare en lille bitte del af elektriciteten opbrugt af elpæren og hele mængden flyder gennem elpæren og tilbage gennem den anden ledning. Skolebøger er fulde af elektricitet, men har ingen elektrisk ladning! Elektricitet er en gruppe af fænomener som kan opbevares i batterier! Hvis du ønsker at måle en kvantitet af elektrcitet, hvilke enheder skal du så bruge? Jamen selvfølgelig elektricitet i volt. Og elektricitet i coulomb. Og ampere, watt og joule, alle på samme tid. Samtidig er “elektricitet” en samling fænomener; elektricitet er en form for begivenhed. Og da man ikke kan have en MÆNGDE af en begivenhed, kan vi reelt ikke måle kvantiteten af elektricitet overhovedet… ikke sandt?

Heh heh.

Virker min forklaring ovenfor dum og umulig? Du har ret. Det er den. Ordet “elektricitet” har modstridende betydninger, og jeg forsøger at vise hvad der sker når vi accepterer mere end én betydning. Elektricitet er ikkebåde langsom og hurtig på samme tid. Den er ikke både synlig og usynlig.

Istedet har omtrent ti forskellige ting det samme navn; “elektricitet”. Der er ikke én enkelt ting som hedder “elektricitet”. ELEKTRICITET FINDES IKKE. Franklin, Edison, Thompson og millioner af fysik-lærerere skulle have taget en lang snak med Fru McCave før de besluttede sig for at give en lang række individuelle fysiske koncepter ét og samme navn.

Fru McCave blev opfundet af Dr. Seuss. Hun havde treogtyve sønner. Hun navngav dem alle “Dave”.

Når vi spørger “HVAD ER ELEKTRICITET”, er det det samme som at spørge Fru McCave “HVEM ER DAVE?”. Hvordan kan hun beskrive sin søn? Der kan ikke gives noget svar da selve spørgsmålet er forkert. Det er forkert at spørge “hvem er Dave?” da vi i så fald antager at der kun er én Dave, imens der rent faktisk er tale om mange forskellige personer. De hedder bare alle sammen Dave. Hvem er Dave? Fru McCave kan ikke svare os før hun korrigerer vores misforståelse.

Af samme grund vil vi aldrig finde et simpelt svar på spørgsmålet “hvad er elektricitet?” fordi selve spørgsmålet er forkert. Først må vi indse at “elektricitet” ikke findes. Der findes ikke én enkelt ting der hedder “elektricitet”. Vi må forstå at flere forskellige ting rigtignok eksisterer inde i ledninger, men at folk ukorrekt kalder dem alle ét og samme navn.

Spørg derfor aldrig “HVAD ER ELEKTRICITET”. Drop istedet for ordet “elektricitet” og begynd at bruge de korrekte navne for alle de forskellige fænomener. Her er nogle af dem:

Hvad er elektrisk ladning?Hvad er elektrisk energi?Hvad er elektroner?Hvad er elektrisk strøm?Hvad er en ubalance af ladninger?Hvad er et elektrisk felt?Hvad er elektrisk spænding?Hvad er elektrisk effekt?Hvad er en gnist?Hvad er elektromagnetisme?Hvad er elektro videnskab?Hvad er elektrodynamik?Hvad er ‘elektrostatisk’?Hvad er ‘elektrisk fænomen’?

Ovenstående spørgsmål har alle fornuftige svar. Spørger du derimod HVAD ER ELEKTRICITET?, så vil alle de svar du finder blot forvirre dig, og du vil aldrig stoppe med at stille spørgsmålet.