Постоянный электрический ток. |
Направленное (упорядоченное) движение свободных заряженных частиц под действием электрического поля называется электрическим током.
|
![Направленное (упорядоченное) движение свободных заряженных частиц под действием электрического поля называется электрическим током](/public/resize/img/formula/image001_8-127x82.png)
|
Условия существования тока: 1. Наличие свободных зарядов. 2. Наличие электрического поля, т.е. разности потенциалов. Свободные заряды имеются в проводниках. Электрическое поле создается источниками тока
|
|
При прохождении тока через проводник он оказывает следующие действия:
- Тепловое (нагревание проводника током). Например: работа электрического чайника, утюга и т.д.).
- Магнитное (возникновение магнитного поля вокруг проводника с током). Например: работа электродвигателя, электроизмерительных приборов).
- Химическое (химические реакции при прохождении тока через некоторые вещества).Например: электролиз.
Можно также говорить о
- Световом (сопровождает тепловое действие). Например: свечение нити накала электрической лампочки.
- Механическом (сопровождает магнитное или тепловое). Например: деформация проводника при нагревании, поворот рамки с током в магнитном поле).
- Биологическом (физиологическом). Например: поражение человека током, использование действия тока в медицине.
|
|
Основные величины, описывающие процесс прохождения тока по проводнику.
|
|
1. Сила тока I - скалярная величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, промежутку времени, в течение которого шел ток. Сила тока показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.
|
![Сила тока I](/public/img/formula/image004_23.gif)
|
В СИ единица силы тока устанавливается как основная по магнитному действию тока:если отрезки двух бесконечно длинных проводников с током по 1 м каждый, находящиеся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой 2.10-7Н, то говорят, что по ним течет ток 1 А (ампер).
|
|
Ток называют постоянным, если сила тока не меняется со временем. Для того чтобы ток через проводник был постоянным необходимо, чтобы разность потенциалов на концах проводника была постоянной.
|
|
Если заряженная частица q движется со скоростью v (скорость направленного (!) движения), то: .
Т.о. при увеличении площади сечения проводника скорость направленного движения частиц, создающих ток, уменьшается.
|
![Если заряженная частица q движется со скоростью v (скорость направленного (!) движения)](/public/resize/img/formula/image007_11-87x47.png)
![Если заряженная частица q движется со скоростью v (скорость направленного (!) движения)](/public/img/formula/image010_16.gif)
|
2. Плотность тока j - отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника. Измеряется в А/м2. Вектор плотности тока сонаправлен с вектором напряженности поля.. Т.о. плотность тока не зависит от размеров проводника.
|
![Плотность тока j](/public/img/formula/image012_15.gif)
|
3. Напряжение U. Напряжение численно равно работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль силовых линий поля внутри проводника.
|
![Напряжение U](/public/img/formula/image014_12.gif)
|
4. Электрическое сопротивление R - физическая величина, численно равная отношению напряжения (разности потенциалов) на концах проводника к силе тока, проходящего через проводник. Характеристика электрических свойств проводника (!). Для металлов и электролитов не зависит от напряжения и силы тока, а определяется только формой, размерами и материалом проводника.. Единица в СИ: - сопротивление проводника равно 1 Ом, если при разности потенциалов на его концах в 1 В, по нему протекает ток силой 1 А.
|
![Электрическое сопротивление R](/public/img/formula/image018_12.gif)
![Электрическое сопротивление R](/public/img/formula/image020_9.gif)
|
Проводимость - величина обратная сопротивлению. Единица в СИ - симменс. ![Проводимость - величина обратная сопротивлению](/public/img/formula/image022_11.gif)
|
|
Зависимость сопротивления от материала и размеров проводника.
ℓ - длина, S - площадь поперечного сечения, r - удельное сопротивление.Удельное сопротивление показывает, чему равно сопротивление проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения.
Единицы измерения: в СИ - Ом.м, практическая - .
|
![Зависимость сопротивления от материала и размеров проводника](/public/img/formula/image026_9.gif)
![Единицы измерения: в СИ - Ом.м](/public/img/formula/image028_6.gif)
![Единицы измерения: в СИ - Ом.м](/public/img/formula/image030_6.gif)
|
Удельная проводимость - величина обратная удельному сопротивлению: .
|
|