Фізична суть електричного струму полягає в слідуючому.
Як відомо, любе фізичне тіло складається із безлічі позитивно і негативно заряджених елементарних частинок (іонів та електронів), які утворюють його атомну структуру побудови. Під дією електростатичних та молекулярних сил ці частинки жорстко прив¢язані до мевного місця даного тіла, та рухаються лише в межах свого атому.
Але деякі фізичні тіла у своєму складі мають додаткові вільні електрони, які не прив¢язані до атомів, і можуть самостійно переміщатися у будь якому напрямку і на будь яку відстань. Це є хаотичний, так званий броуновський рух, який не утворює електричного струму. Але якщо до такого тіла з двох сторін прикласти протилежні електричні потенціали, то вільні електрони цього тіла розпочнуть рухатися в одному напрямку до позитивного потенціалу. А це і є електричний струм.
При цьому необхідно зауважити, що такий електричний струм виникає лише у тих матеріалах, які мають вільні електрони. Тому такі матеріали називаються провідниками, а електричний струм, що протікає по ним, має назву електричний струм проводимості. До провідників відносяться головним чином метали.
А матеріали, що не мають вільних електронів, не проводять електрич-ного струму, і називаються діалектриками (ізоляторами). До них відносяться: резина, кераміка, текстоліт, та різного роду полімери, тощо.
При цьому, у діалектриків, під дією зовнішньої напруги, виникає зміщення орбіт електронів у сторону позитивного потенціалу. Це явище отримало назву електричного струму зміщення діалектрика, при якому електрони діалектрика залишаються на своїх витянутих орбітах, та не потрапляють у зовніщний електричний ланцюг, і тим самим не утворюють електричного струму проводимості.
Але при збільшені напруги, коли сила зовнішнього електричного поля стане більшою ніж електростатичні сили ядра, то електрон атома може зірватися зі своєї орбіти і потрапити у зовніжний електричний ланцюг, а тим самим і утворити електричний струм проводимості в діалектрику. Такий ефект називається пробоєм діалектрика (ізолятора). При цьому, такий діалектрик безповоротньо втрачає у місці пробою свої властивості ізолятора, та становиться провідником.
Рідини (електроліти) та гази, також є провідниками електричного струму. Але у них під дією напруги рухаються не електрони, а позитивно заряджені іони.
Таким чином, носіями електричного струму являються:
¨ для провідників і напівпровідників - негативно заряджені електрони;
¨ для електролітів (рідин) і газів – позитивно заряджені іони.
Розрізняється два види струму: постійний і змінний.
– Постійний струм – це коли на протязі своєї дії струм не змінює ні напрямку, ні величини.
– Зміний струм – цеколи з плином часу струм змінює свою величину, та свій напрямок руху.
Основні величини постійного струму:
· Сила струму – це кількість електрики (кулонів), що проходить через поперечний розріз провідника за одиницю часу, та вимірюється в Амперах.
I = q/t;
· Електричний опір – це реокція провідника, яка чинить опір руху носіям електричного струму. Він вимірюється в Омах
R = p (l/s)
· Напруга – це різність електричних потенціалів, що діють на кінцях провідника (U). Вона вимірюється у Вольтах.
Взаємозв‘язок цих величин визначається законом Ома.
I = U/R
Зміний струм додатково характеризує:
· Амплітуда ( і ) - це найбільше значення сили перемінного струму, яку він досягає при зміні своєї величини.
· Період ( Т ) - це термін часу, за який відбувається повний цикл зміни напрямку і величини електричного струму.
· Частота ( f ) - це кількість повних циклів зміни струму, що відбуваються за 1 с.
f = 1/Т
Дія електричного струму на провідник:
Дата добавления: 2016-10-17; просмотров: 561;