Сила и плотность тока
Электрическим током называется любое упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов q. В проводнике под действием приложенного электрического поля Е свободные электрические заряды перемещаются: положительные — по полю, отрицательные — против поля, т.е. в проводнике возникает электрический ток, называемыйтоком проводимости.
За направление электрического тока условно принимают направление движения положительных зарядов. Носителями электричества в проводниках–металлах являются электроны, в полупроводниках – электроны «дырки», в жидких электронах ионы, в газах ионы и электроны.
Количественной мерой электрического тока служитсила тока I — скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:
.
Ток, сила и направление которого не изменяется со временем, называетсяпостоянным. Для постоянного тока сила тока I есть величина постоянная, поэтому
.
Единица силы тока —ампер (А). Физическая величина, определяемая величиной тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называетсяплотностью тока:
, а для постоянного тока .
Выразим силу и плотность тока через скорость упорядоченного движения зарядов в проводнике металле. Если концентрация носителей тока равна n и каждый носитель имеет элементарный заряд е, то за время через поперечное сечение S проводника переносится заряд . Сила тока
,
а плотность тока
.
Плотность тока — вектор, ориентированный по направлению тока, т.е. направление вектора совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов. Единица плотности тока - (А/м2).
Сила тока сквозь произвольную поверхность S определяется как поток вектора , т.е.
,
где dS = dS ( — единичный вектор нормали к площадке dS, составляющей с вектором угол a).
Дата добавления: 2015-10-05; просмотров: 532;