Сила тока.

Электрический ток в металлах.

Электрический ток – упорядоченное (направленное) движение свободных электрических зарядов.

За направление электрического тока принято направление, в котором бы двигался положительный заряд (то есть от «+» к «-»).

Вещества, в которых возможно такое движение, называются проводниками электрики.

Ток, возникающий в проводниках, называется током проводимости.

Условия существования электрического тока:

1. Наличие свободных заряженных частиц.

2. Наличие электрического поля, то есть разности потенциалов.

3. Замкнутая электрическая цепь.

В металлах свободные носители заряда – это свободные электроны (направленное движение электронов противоположное направлению тока).

Действие электрического тока на проводник:

1. Ток в веществе всегда сопровождается увеличением внутренней энергии вещества (нагрев проводника).

2. Электрический ток может изменять химический состав проводника (выделение меди из состава медного купороса).

3. Ток оказывает силовое действие на соседние токи и намагничивает тела (магнитное действие).

Сила тока.

Заряд, который переносится в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока и называется силой электрического тока.

Сила электрического тока (Ι) – скалярная физическая величина, численно равная заряду, который переносится за единицу времени через поперечное сечение проводника:

; [ ] =

В международной системе единиц силу тока выражают в амперах (А). Эту единицу устанавливают на основании магнитного взаимодействия токов.

Ампер – сила постоянного тока, который, проходя по двум параллельным проводникам бесконечной длины и мизерно малого поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1м друг от друга в вакууме, вызвал бы между ними силу взаимодействия, равную на каждый метр их длины.

Для того, чтобы рассчитать силу тока, найдем заряд Δ q, который протекает через поперечное сечение проводника за время Δ t. За это время через проводник пройдут только те заряды, которые движутся со средней скоростью со направленно с напряженностью внешнего электрического поля и содержаться внутри цилиндра сечением S длиной Δ = Δ t. Зная концентрацию n заряженных частиц в этом объеме:

N= n SΔ t

определим их заряд:

Δ q= q N= q n SΔ t

где q – заряд одной частицы.

Тогда сила тока: = q n S

I = q n S

Если средняя скорость движения зарядов не зависит от времени, то есть = const, то сила тока I = const.

Постоянным током называют электрический ток, сила и направление которого не изменяется со временем.

Плотность тока ( ) – векторная величина, модуль которой равен отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника, через который проходит электрический ток:

=

Вектор плотности тока совпадает с направлением силы тока в проводнике.