Електричний струм

Відомо, що електрич­ним струмом називається напрямлений рух заряджених частинок.

Електричний струм має певний напрям. За напрям електричного стру­му приймається напрям руху позитивно заряджених частинок.

Безпосередньо рух частинок у провіднику ми побачити не можемо. Про наявність електричного струму можна робити висновок на підставі тих дій або явищ, які його супроводжують (теплові, магнітні, хімічні).

Силою струму називається скалярна величина, яка чисельно дорівнює кількості електрики, що проходить за одиницю часу через площу поперечного перерізу провідника:

Для того щоб розрахувати силу струму, знайдемо заряд , який про­тікає через поперечний переріз провідника за час . За цей час через переріз провідника пройдуть тільки ті заряди, які рухаються із середньою швидкістю співнапрямлено з напруженістю зовнішнього електрично­го поля і містяться усередині циліндра перерізом із твірною. Знаючи концентрацію заряджених частинок, можна знайти число за­ряджених частинок у цьому об'ємі і визначити їх заряд:

де — заряд однієї частинки. Тоді сила струму:

Якщо середня швидкість руху зарядів не залежить від часу, тобто, то сила струму.

Постійним струмом називається електричний струм, сила й на­прям якого не змінюються з часом.

Густина струму — векторна величина, модуль якої дорівнює відно­шенню сили струму до площі перерізу провідника, через який прохо­дить електричний струм:

Вектор густини струму збігається з напрямом сили струму в про­віднику.

У Міжнародній системі одиниць силу струму виражають в амперах (А). Цю одиницю встановлюють на основі магнітної взаємодії струмів.

4. Умови, необхідні для існування електричного струму.

Електрич­ний струм може бути отриманий тільки в речовині, в якій є вільні за­ряджені частинки. Щоб вони прийшли в рух, потрібно створити в провіднику електричне поле.

Отже, для існування струму в провіднику необхідні такі умови:

1) наявність вільних заряджених частинок;

2) існування в провіднику електричного поля, що характеризується різницею потенціалів на кінцях провідника;

3) замкнуте електричне коло.

Якщо різниця потенціалів не змінюється з часом, то в провіднику встановлюється постійний електричний струм.

5. Залежність сили струму в провіднику від прикладеної до нього напруги.

Для існування струму в провіднику необхідно створити різницю потенціалів на його кінцях. Для кожного провідника — твердого, рідко­го, газоподібного — існує певна залежність сили струму від прикладе­ної до нього різниці потенціалів (або прикладеної напруги).

Припустимо, що до металевого провідника завдовжки у і площею поперечного перерізу прикладено напругу . Під дією електричного

поля напруженістю електрони набувають сталого прискорення

За проміжок часу між зіткненнями електрон, що рухається рівно-прискорено, набуває напрямленої швидкості:

Сила струму в провіднику визначається формулою . Підстав­ляючи до цієї формули вираз для швидкості, дістаємо:

Дата добавления: 2014-01-04