Постоянный электрический ток. Условия его существования. Сила тока. Напряжение. Сопротивление.

Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение свободных заряженных частиц.

 

Силой тока в проводнике называют физическую величину, равную количеству электричества (электрического заряда), проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени (1секунду).

Численное значение силы тока можно определить по формуле:

 

где I – сила тока; Δq – сумма зарядов, которые были перенесены положительно заряженными носителями заряда в направлении тока принятом за положительное, и отрицательными носителями заряда в противоположном направлении; Δt –время переноса зарядов.

Сила тока, подобно заряду, - величина скалярная. Она может быть как положительной, так и отрицательной.

Знак силы тока зависит от того, какое из направлений вдоль проводника принять за положительное. Сила тока I > 0, если направление тока совпадает с условно выбранным положительным направлением тока вдоль проводника. В противном случае I < 0.

За направление тока принимают направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц.

Сила тока зависит от:

q₀ – заряда одной частицы, n – концентрации заряженных частиц в данном объеме проводника, S – площади поперечного

сечения проводника, υ - скорости движения заряженных частиц.

 

Ток называют установившимся (стационарным, постоянным), если сила тока во всех сечениях проводника не изменяется с течением времени.

Ток не постоянен, если он изменяет с течением времени свою силу или направление.

Единица силы тока - ампер (А), в честь французского физика Андре Мари Ампера (1775 – 1836).

1ампер (А) - это сила тока, который, протекая по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенных в вакууме на расстоянии 1м от другого, вызывает на каждом отрезке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2.10 -7 Н.

Разность потенциалов – это причина, вызывающая возможность создавать ток в проводнике.

Разность потенциалов между двумя выводами потребителя, генератора называется напряжением.

При наличии в проводнике электрического тока между концами любого его участка существует электрическое напряжение.

Физический смысл напряжения.

Напряжение - это работа при перемещении одного кулона электричества из одной точки (проводника) в другую.

U = j₁ - j₂ =

U– напряжение; А – работа электрического тока; q – величина электрического заряда; j_1, j₂ – потенциалы; j₁ - j₂ – разность потенциалов.

Напряжение измеряют в вольтах.

1Вольт (В) - разность потенциалов между двумя точками электрического поля, при которой работа перемещения заряда в 1 кулон из одной точки поля в другую равна 1 джоулю.

Сопротивление проводника представляет собой как бы меру противодействия проводника установлению в нём электрического тока.

Сопротивление проводника зависит от материала проводника и его геометрических размеров (длины и площади поперечного сечения проводника).

Формула для расчета сопротивления проводника имеет вид:

где R – сопротивление проводника; – длина проводника; S – площадь поперечного сечения проводника; ρ – удельное сопротивление проводника.

Удельное сопротивление проводника (ρ) численно равно сопротивлению проводника из данного вещества, длиной 1м и площадью поперечного сечения 1м2.

Удельное сопротивление учитывает зависимость сопротивления от рода вещества и его состояния (в первую очередь от температуры).