Электрический ток

Электрическим током называется направленное, упорядоченное движение зарядов.

В металлах и их сплавах ток образуется за счет движения свободных электронов и поэтому их электропроводность называется электронной.

В жидкостях и газах – как положительно, так и отрицательно заряженные ионы.

 

За направление тока принимают направление, в котором перемещаются положительные заряды, т.е. направление противоположное движению отрицательных зарядов.

 

Причиной создания электрического тока является электрическое поле.

Значение тока определяется количеством зарядов, перемещающихся через поперечное сечение проводника в единицу времени.

 

Однако такое определение пригодно только для постоянного тока значение которого не изменяется с течением времени.

 

i=I=const

I

t

Значение тока переменного i(t) изменяющегося во времени определяется в дифференциальной форме:

i

t

 

 

Ток пропорционален скорости изменения электрического заряда во времени.

 

Значение i(t) в различные моменты времени называется мгновенны током, а значение dq – мгновенным зарядом.

 

Таким образом, ток может быть постоянным (неизменным во времени) или переменным.

 

В Международной системе единиц (СИ ) заряд выражается в кулонах (Кл), время в секундах (с), ток в амперах (А).

 

 

При постоянном токе в 1А через поперечное сечение проводника за промежуток времени, равный 1с, переносится заряд в 1 Кл.

 

На практике применяются производные единиц измерения тока

 

1мА=10^-3А (1А=10³мА)

1мкА=10^-6А (1А=10⁶мкА)

Мгновенные токи

Основными характеристиками переменного тока являются:

- форма;

- период Т ;

- размах;

- амплитуда ;

- скважность;

3Плотность тока

Величина тока, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения проводника, называется плотностью тока.

 

Плотность тока является мерой допустимой нагрузки на провода цепи.

 

Условия необходимые для возникновения и поддержания тока.

 

Необходимыми и обязательными условиями возникновения и поддержания тока являются:

 

1. Разность потенциалов на зажимах электрической цепи;

2. Замкнутость электрической цепи.

 

Условно считается, что на внешнем участке цепи ток направлен от положительного полюса источника к отрицательному, т.е. от точек с большим потенциалом к точкам с меньшим потенциалам. На внутреннем участке за положительное направление тока принято направление от отрицательного зажима к положительному.

Резистивное сопротивление и проводимость

При замыкании электрической цепи возникает электрический ток. Свободные электроны под воздействием электрических сил поля передвигаются по проводнику, при этом они сталкиваются с атомами проводника и отдают им часть своей энергии, т.е. электроны, продвигаясь по проводнику всегда встречают с его стороны сопротивление своему движению. И при этом часть энергии движущихся электронов выделяется в виде тепла, проводник нагревается.

 

Электрическое сопротивление обозначается буквой R или R_i

 

где U – напряжение между двумя точками проводника, В.

I – ток в проводнике, А.

 

В системе СИ сопротивление измеряется в Омах.

 

 

Сопротивление равно 1Ом если в проводнике при напряжении в 1В протекает ток в 1А.

Производные единиц измерения сопротивления:

 

1кОм=10³ Ом

1МА=10⁶ Ом

 

Сопротивление проводника зависит от материала, из которого он изготовлен, длины, площади поперечного сечения.

– удельное сопротивление материала (Ом*м)

l – длинна (м)

S – площадь поперечного сечения (м²)

 

При повышении температуры сопротивление увеличивается, т.к. увеличивается число столкновений.

 

- Переходное сопротивление – это сопротивление в месте соединения в электрической цепи.

- Величина обратная сопротивлению называется проводимостью, которая показывает свойство проводника проводить электрический ток.

 

(См) Сименс

Резистивные элементы не накапливают энергию, т.е. являются не энергоёмкими, в отличие от катушек индуктивности и конденсаторов.

Специально изготовленные элементы, обладающие резистивным сопротивлением называются резисторами.

Резисторы бывают различного типа (МЛТ, ВС, и т.д.)