Электрический ток. Характеристики электрического поля

Характеристики электрического поля.

1. Потенциал φ (фи), [В, V] (вольт) – характеризует энергию поля в данной точке, т.е. работу по перемещению единичного заряда из данной точки в бесконечность.

Физический смысл имеет не сам потенциал, а разность потенциалов, которую называют напряжением.

1. Напряжение U = φ1 – φ2, [В, V] (вольт) – это разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Если в двух точках электрические заряды различаются (неважно по знаку или по величине), значит, между этими точками имеется разность потенциалов. В электрических цепях постоянного тока принято точку с большим потенциалом обозначать «+», а точку с меньшим «–».

Прим. Напряжение между двумя точками 1В характеризует энергию (работу) в 1 Дж (Джоуль), затрачиваемую на перемещение заряда между этими точками в 1 Кл, т.е. U=А/ Q.

Электрический ток – это направленное и упорядоченное движение заряженных частиц (в металлах - электронов, а в жидкостях и газах - положительных и отрицательных ионов) под действием сил электрического поля, т.е. между точками с разными потенциалами.

Электрическое поле (ток) распространяется мгновенно, со скоростью 300000 км/сек (скорость света), хотя сами свободные электроны двигаются со скоростью от нескольких мм до нескольких см в секунду.

Атомы металлов находятся в узлах кристаллической решетки и, лишь слегка колеблются вокруг положения равновесия (размах колебаний зависит от температуры нагрева металла, при температуре плавления размах колебаний настолько велик, что разрушается кристаллическая решетка и металл из твердого состояния переходит в жидкое). Часть электронов в металлах (на внешней орбите за счет малого их числа (1-3)) слабо связаны с ядрами атомов и хаотично перемещаются от одного ядра к другому, поэтому они называются свободными электронами. Если металлический проводник поместить в зону действия электрического поля (то есть приложить напряжение к концам проводника), то свободные электроны будут направленно и упорядоченно двигаться к «плюсу», создавая электрический ток. Но направление тока принято указывать в ту сторону, куда двигались бы положительные заряды, т.е обычно от «плюса» к «минусу». Ток обозначается буквой I (постоянный) или i (непостоянный) и измеряется в амперах (А). При очень малых или больших значениях соответственно 1 мА = 0,001 А (миллиампер), 1 кА = 1000 А (килоампер)

За направление электрического тока в металлах принимается направление, противоположное движению свободных электронов.

Дата добавления: 2014-11-20