Электрический ток

Электрический ток

Любое направленное движение носителей заряда. Это могут быть как субатомные частицы (электроны с зарядом «-», протоны с зарядом «+» ), ионы (т.е. атомы которые потеряли или получили один или несколько электронов).

Ток, возникающий в обычном проводе, где электроны являются носителями заряда, можно считать мерой количества заряда, которые проходит через любую точку провода за единицу времени. При переменном токе движение электрических зарядов с некоторой частотой изменяется. Когда ток постоянный, движение зарядов остается постоянным во времени.

Обозначения

Обычно ток обозначают символом $I$. Принятой мерой считается ампер, поток единицы заряда за единицу времени:

$I=\frac qt$

где $q$ – заряд, $t$ – время.

Закон Ома, который связывает ток, протекающий в проводнике, с напряжением $U$ и сопротивлением $R$:

$I=\frac UR$

Однако ток течет не только по проводам, но также возможен в газах и жидкостях.

Условия для возникновения электронного тока

Должны быть свободные носители заряда. (При возникновении разницы потенциала, должны легко начинать движение).

Наличие электрического поля

Первое условие существенно зависит от вещества, в котором протекает электрический ток и его физическое состояние (сухое, влажное и т.д.). Второе условие значит, что для существования электронного поля необходимо наличие разницы потенциалов, между которыми есть среда, где возможно протекание зарядов.

Принято считать, что носителями заряда являются электроны. Но есть и другие. Например, носителями заряда являются положительные и отрицательные ионы, которые движутся в разных направлениях. Чтобы показать общее направление движения тока, принято указывать направление движения положительного носителя заряда.

Но стоит помнить, что ток отрицательного заряда, движется прямо противоположно «$+$» и эквивалентен ему по величине и делает свой вклад в результирующий ток.

В полупроводниках ток состоит из направленного движения «положительных» дырок и «отрицательных» электронов, опять же их движения имеют разные направления.
Электрический ток создает сопутствующее магнитное поле, как в электромагнитах. Когда ток течет во внешнем магнитном поле, он испытывает влияние магнитной силы, как в электродвигателях.

Во время протекания тока в проводнике, часть энергии рассеивается в пространстве за счет тепловых потерь.

Коммерческие линии электропередач передают около 100 $А$ тока, 60 — ваттная лампа расходует около 0,5 $А$, а кондиционер — 15 $А$.

Проводники тока

Материал, в котором существует явление электрического тока, называют проводником. Существуют материалы, которые при очень низких температурах переходят в состояние сверхпроводимости. Это значит, что ток движется по проводнику почти без сопротивления. В остальных случаях любой проводник оказывает сопротивление движению заряженных частиц, а значит току.

Скорость, с которой частицы движутся в проводнике, зависит от окружающей температуры, параметров самой частицы (масса, заряд), материала проводника и она намного меньше скорости света.

Советуем прочитать статью про электрическое напряжение.

Не знаете, сколько стоит статья по физике на заказ? Обратитесь к нашим экспертам!

Тест по теме “Электрический ток”