Напряжение тока. Сила тока. Сила тока это

Основы радиотехники - напряжение тока. сила тока. Simpleinfo – все сложное простыми словами!

14 Декабря 2016

414

В предыдущей статье, мы рассмотрели электрический ток. В этой статье будем рассматривать единицы измерения. Как без них? Но что бы не усложнять, рассмотрим только самые нужные, да и в дальнейшем в принципе только они понадобятся.

Мы уже знаем, что электрический ток, это движение частиц. Что бы эти частицы двигались, необходима внешняя направленная сила (например электрическое поле). И эту силу, которая двигает частицы, необходимо поддерживать. Источник питания (источник напряжения, источник тока) имеют две клеммы или два полюса. Которые имеют разность потенциалов. Разность потенциалов, если простыми словами дать объяснение – это запас частиц, которые стремятся друг к другу. То есть, при возможности частицы из клеммы (-) будут стремится к клемме с (+). Рассмотрим на картинке.

наведите или кликните мышкой, для анимации

На картинке мы видим источник питания и проводник. Если наведем мышку на картинку, источник питания «крутиться», то есть там поддерживается какая то сила для переноса частиц. Проводник не соединен к источнику питания, то есть цепь не замкнутая. Для того, что бы возник электрический ток - необходимо замкнуть цепь. Рассмотрим на примере.

наведите или кликните мышкой, для анимации

В проводнике возникает электрический ток, то есть упорядоченное движение частиц. При перемещение заряженных частиц, что мы видим?

• 1. Какое количество частиц передвигаются.
• 2. Какая энергия тратится на перемещение частицы.

Сила тока

Сила тока - это величина, равная отношению количества заряда, проходящего через поперечное сечение проводника, к времени его прохождения. То есть это ответ на наш первый вопрос, сколько зарядов проходит через поперечное сечение проводника, за определенное время. Единица измерения силы тока – это Ампер (А). Условное обозначение: I Ниже на картинке отобразим этот момент:

наведите или кликните мышкой, для анимации

Напряжение тока

Сила тока, это больше количественный показатель. Для того что бы частицы перемещались, необходима энергия (работа). Напряжение тока (электрическое напряжение) – это энергия расходуемая при перемещение заряда. Простыми словами, это сила (давление) которое передвигает заряды по проводнику. Таким образом мы ответили на второй вопрос. Единицы измерения напряжения тока – это Вольт (В). Условное обозначение: U

наведите или кликните мышкой, для анимации

Мы теперь знаем что такое сила тока, напряжение тока и их условные обозначения. Еще хочу добавить, часто для объяснения этих процессов приводят пример с водой в трубе. Труба в данном случае это проводник, давление которое толкает воду это напряжение и количество воды (через поперечное сечение) это сила тока.

simple-info.ru

Что такое электрический ток? Основные понятия, характеристики и действия. | Meanders.ru

Что такое электрический ток

Определение

Что такое электрический ток? В учебнике физики есть определение:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля. Частицами могут быть: электроны, протоны, ионы, дырки.

В академических учебниках определение описывается так:

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК — это скорость изменения электрического заряда во времени.

• Заряд электронов отрицателен.
• протоны — частицы с положительным зарядом;
• нейтроны — с нейтральным зарядом.

СИЛА ТОКА – это количество заряженных частиц (электроны, протоны, ионы, дырки), протекающих через поперечное сечение проводника.

Все физические вещества, в том числе металлы состоят из молекул, состоящих из атомов, которые в свою очередь состоят из ядер и вращающихся вокруг них электронов. Во время химических реакций электроны переходят от одних атомов к другим, поэтому, атомы одного вещества испытывают недостаток в электронах, а атомы другого вещества имеют их избыток. Это означает, что вещества имеют разноименные заряды. В случае их контакта, электроны будут стремиться перейти из одного вещества в другое. Именно это перемещение электронов и есть ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. Ток, который будет течь, до тех пор, пока заряды этих двух веществ не уравняются. Взамен ушедшего электрона приходит другой. Откуда? От соседнего атома, к нему — от его соседа, так до крайнего, к крайнему — от отрицательного полюса источника тока (например — батарейки). С другого конца проводника электроны уходят на положительный полюс источника тока. Когда все электроны на отрицательном полюсе закончатся, ток пректратится (батарея «села»).

НАПРЯЖЕНИЕ — это характеристика электрического поля и представляет собой разность потенциалов двух точек внутри электрического поля.

Вроде как то не понятно. Проводник – это в простейшем случае — проволока, сделанная из металла (чаще применяется медь и алюминий). Масса электрона равна 9,10938215(45)×10-31кг. Если электрон имеет массу, то это означает, что он материален. Но проводник сделан из металла, а металл то, твёрдый, как по нему текут какие то, электроны?

Число электронов в веществе, равное числу протонов лишь обеспечивает его нейтральность, а сам химический элемент определяется количеством протонов и нейтронов исходя из периодического закона Менделеева. Если чисто теоретически отнять от массы любого химического элемента все его электроны, он практически не приблизится к массе ближайшего химического элемента. Слишком большая разница между массами электрона и ядра (масса только 1-го протона примерно в 1836 больше массы электрона). А уменьшение или увеличение числа электронов должно приводить лишь к изменению общего заряда атома. Число электронов у отдельно взятого атома всегда переменно. Они, то покидают его, вследствие теплового движения, то возвращаются обратно, потеряв энергию.

Если электроны движутся направленно, значит, они «покидают» свой атом, а не будет теряться атомарная масса и как следствие, меняться и химический состав проводника? Нет. Химический элемент определяется не атомарной массой, а количеством ПРОТОНОВ в ядре атома, и ничем другим. При этом наличие или отсутствие электронов или нейтронов у атома роли не играет. Добавим — убавим электроны — получим ион, добавим — убавим нейтроны — получим изотоп. При этом химический элемент останется тем же.

С протонами другая история: один протон — это водород, два протона — это гелий, три протона — литий и.т.д (см. таблицу Менделеева). Поэтому, сколько ни пропускай ток через проводник, химический состав его не изменится.

Другое дело электролиты. Здесь как раз ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЕНЯЕТСЯ. Из раствора под действием тока выделяются элементы электролита. Когда все выделятся, ток прекратится. Всё потому, что носители заряда в электролитах — ионы.

Бывают химические элементы без электронов:

1. Атомарный космический водород.

2. Газы в верхних слоях атмосферы Земли и других планет с атмосферой.

2. Все вещества в состоянии плазмы.

3. В ускорителях, коллайдерах.

Под действием электрического тока химические вещества (проводники) могут «рассыпаться». Например, плавкий предохранитель. Движущиеся электроны на своем пути расталкивают атомы, если ток сильный — кристаллическая решетка проводника разрушается и проводник расплавляется.

Рассмотрим работу электровакуумных приборов.

процесс движения электронов

Напомню, что во время действия электрического тока в обычном проводнике, электрон, покидая своё место, оставляет там «дырку», которая затем заполняется электроном от другого атома, где в свою очередь так же образуется дырка, в последствии заполняемая другим электроном. Весь процесс движения электронов происходит в одну сторону, а движение «дыр», в противоположную. То есть дырка – явление временное, она заполняется всё равно. Заполнение необходимо для сохранения равновесия заряда в атоме.

А теперь рассмотрим работу электровакуумного прибора. Для примера возьмём простейший диод – кенотрон. Электроны в диоде во время действия электрического тока испускаются катодом в направлении анода. Катод покрыт специальными окислами металлов, которые облегчают выход электронов из катода в вакуум (малая работа выхода). Никакого запаса электронов в этой тоненькой пленке нет. Для обеспечения выхода электронов катод сильно разогревают нитью накала. Со временем раскаленная пленка испаряется, оседает на стенках колбы, и эмиссионная способность катода уменьшается. И такой электронно-вакуумный прибор попросту выкидывают. А если прибор дорогой, его восстанавливают. Для его восстановления колбу распаивают, заменяют катод на новый, после чего колбу обратно запаивают.

Электроны в проводнике двигаются «перенося на себе» электрический ток, а катод пополняется электронами от проводника, подключенного к катоду. На замену электронам, покинувшим катод, приходят электроны от источника тока.

Понятие «скорость движения электрического тока» не существует. Со скоростью, близкой к скорости света (300 000 км/с), по проводнику распространяется электрическое поле, под действием которого все электроны начинают движение с малой скоростью, которая приблизительно равна 0,007 мм/с, не забывая ещё и хаотически метаться в тепловом движении.

Давайте теперь разберёмся в основных характеристиках тока

Представим картину: У вас имеется стандартная картонная коробка с горячительным напитком на 12 бутылок. А вы пытаетесь засунуть туда ещё бутылку. Предположим вам это удалось, но коробка едва выдержала. Вы засовываете туда ещё одну, и вдруг коробка рвётся и бутылки вываливаются.

Коробку с бутылками можно сравнить с поперечным сечением проводника:

Чем шире коробка (толще провод), тем большее количество бутылок (СИЛУ ТОКА), она может в себя поместить (обеспечить).

В коробке (в проводнике) можно поместить от одной до 12 бутыло

meanders.ru

Сила тока – энциклопедия VashTehnik.ru

Сила тока – это физическая величина, характеризующая скорость движения заряда в проводнике. Процесс в проводнике сопровождается выделением определённого количества энергии по закону Джоуля-Ленца. Ток открыт Алессандро Вольтом на основе опытов Гальвани, а теория под опытные явления подведена в 1794 году.

Как образуется электрический ток

За 2,5 тысячи лет до нашей эры в Древнем Египте знали об электрических рыбах и считали их защитниками водных обитателей. Имели представление на этот счёт греки и римляне, порой указанную особенность пытались использовать для лечения головной боли или подагры. Замечено, что заряд отлично передаётся металлическими предметами. Первым пытался изучать статическое электричество за 600 лет до н. э. Фалес Милетский. Тогда уже узнали свойство янтаря, потёртого шерстью, притягивать разнородные диэлектрические материалы. Но учёный муж быстро зашёл в тупик.

Понятие электричество начало развиваться в 1600-х годах Вильямом Гилбертом, который экспериментировал с рудой магнитного железняка и натёртым янтарём. Термин происходит из греческого языка. В переводе электричество означает «подобный янтарю», проявляющий аналогичные свойства. По-видимому, первым печатным изданием, затрагивающим тематику, является Pseudodoxia Epidemica Томаса Брауна, изданная в 1646 году.

Запуск ключа в небо Б.Франклином

Дальнейшие исследования идут вразнобой. К примеру, в 1752 году Бенджамин Франклин привязал металлический ключ к воздушному змею и пустил в грозовое небо. Лицезрел соскакивающие на руку искры и высказал предположение об электрической природе молний. На арабском языке, кстати, природное явление издавна называется одинаковым словом с названием электрических скатов. Бенджамин Франклин полагал, что любая материя содержит флюид, недостаток которого проявляется в отрицательном заряде, а избыток – в положительном. По непонятным причинам к первому типу материалов отнесли стекло, ко второму – резину. Движение флюида образует электрический ток.

В результате описанного допущения получилось, что направление течения флюида противоположно направлению движения электронов. И сегодня в физике ток указывается стрелкой, направленной в обратную сторону. Движение это небыстрое и образуется не исключительно электронами. Скорость хода элементарных частиц составляет единицы сантиметров в секунду. А электрическая волна движется намного быстрее. Поэтому ток возникает в среде и распространяется приблизительно со скоростью света и быстро исчезает.

Возвратимся к опытам с резиной и стеклом. Замечено, что потёртые, они притягиваются, но отталкивают кусок из идентичного материала. Так возникло представление о двух типах флюида. Тела, способные демонстрировать аналогичные резине или стеклу свойства, стали называть электрически заряженными. Отдельные материалы содержат положительный, а иные отрицательный флюид, отталкиваются стеклом, но притягиваются резиной, и наоборот.

Ток способен переноситься электронами (отрицательными частицами) либо протонами (положительными частицами). Часто в теории полупроводников используется термин «дырка». Это место, где в определённый момент наблюдается недостаток электронов. Заряд подобного носителя положительный. Часто нет разницы, частицами какого знака образован ток.

Электрический ток

Единица измерения электрического тока

Электрический ток представляется как объем заряда, переносимого в единицу времени через единицу площади сечения материала. Единицей измерения признан Ампер, а в качестве обозначения применяется латинская буква I, происходящая от французского словосочетания intensité de courant. Этот символ использовался Ампером, именем которого названа единица, хотя до 1896 года частные журналы продолжали использовать С. В физике бытует иное определение ампера: «Это сила тока, которая между двумя параллельными проводниками, расположенными на удалении одного метра друг от друга в вакууме, вызывает силу взаимодействия на участке длиной 1 метр величиной 0,2 мкН».

Толкование обусловлено фактом, что протекающий ток создаёт вокруг проводника магнитное поле, успешно взаимодействующее с прочими. Процесс нормируется законом Ампера, выведенным в 1820 году. Изначально в формулу входила магнитная индукция, но потом оказалась установлена необязательность величины. Она зависит от величины тока, расстояния до исследуемой точки и магнитной постоянной (физическая константа).

Переменный ток

Прежде не акцентировали внимание, но в быту гораздо удобнее использовать переменный ток. Его проще передавать по цепям, благодаря возможности использования трансформаторов, осуществляющих развязку отдельных сегментов и преобразование параметров. Частоты промышленной сети обычно укладываются в диапазон 50 — 60 Гц, и большинство людей интересуется причинами показателей. К примеру, Никола Тесла показал, что ток частотой свыше 700 Гц практически не наносит вреда человеческому телу, продвигаясь по поверхности (кожа).

Указанный эффект широко известен в электротехнике. Называется – поверхностным (на английском skin – кожный). Явление сводится к факту, что ток с повышением частоты проникает все меньше в толщу материалов. Для медных проводников на частоте 60 Гц глубина достигает 8,57 мм. По названной причине жилы на большие токи делают часто полыми. Ввиду большого диаметра ток все равно никогда не проникнет в сердцевину. Полые проводники позволяют экономить на материалах и снижать массу проводов.

Цикл переменного тока

Здесь и кроется причина, почему промышленность пока не перешла на новый уровень. Ведь использование тока частотой 700 Гц ощутимо обезопасит сети для рядовых граждан. Подобный шаг потребует коренным образом пересмотреть конструкцию многофазных двигателей, значительно повысить их КПД (для снижения объёма передаваемой мощности). Что часто невозможно на нынешнем этапе развития техники.

Переменный ток образуется обычно в проводнике за счёт смены направления внешнего магнитного поля. Так происходит на электростанции. Массивный вал турбины совершает от силы пару оборотов в секунду, а высокая частота образуется за счёт коммутации обмотки статора. Так изменение промышленных стандартов выполняется относительно просто. Ходят слухи, что с повышением частоты растут потери в ферромагнитных материалах на вихревые токи. Причём зависимость квадратичная. В это охотно верится, мощность индукционных плит часто повышается путём роста частоты импульсов в питающем инверторе.

В литературе говорится, что Никола Тесла предложил напряжение переменного тока 220 В частотой 60 Гц, как оптимальное для работы собственных двухфазных двигателей (изобрёл асинхронные машины, доказал, что на частоте 60 Гц достигается максимальный экономический эффект от применения собственных наработок). Из-за ряда неувязок в согласовании и лоббирования частных интересов параметры иные в США и Европе.

Николу Тесла считают отцом переменного тока и асинхронных двигателей. Упомянутый род движения носителей заряда отличается от постоянного: «Переменным током называется течение носителей заряда, совершаемое попеременно в обоих направлениях вдоль проводника».

Определение допустимо отнести к флюидам. Переменный ток образуется то за счёт одного заряда, то за счёт другого. На практике это принято представлять как поток электронов, дважды за период меняющий направление. Частота процесса измеряется в Гц, график (плотности потока частиц) близок к синусоиде. В промышленных сетях присутствует три фазы (родоначальник – М. О. Доливо-Добровольский, первым обнаружил ошибки в теоретических ограничениях КПД двигателей многофазного тока). Представим как независимые синусоиды, сдвинутые равномерно друг относительно друга на 120 градусов. Пока один график переходит через нуль, второй уже переходит треть периода, а оставшийся – две трети.

Три фазы в промышленных агрегатах позволяют создать вращающееся магнитное поле (детище Николы Тесла), двигающее роторы электрических моторов. В этом случае значительно удаётся сэкономить на меди нулевого провода (нейтрали), большая часть тока уходит из установки по фазным проводам, где в это время цикла потенциал ниже. Схемотехника сетей 380 В значительно отличается от 220.

Явления, связанные с электрическим током

Магнитные поля

Уже замечено, что протекающий по проводнику электрический ток создаёт вокруг него магнитное поле. На этом принципе основано действие приборов, среди числа упомянутых простейшими считаются электрические замки. Создавая катушки из проволоки, возможно сложить эффект образовавшегося поля от каждого витка. Чем пользуются на практике, образуя малым током силу притяжения якоря замка в несколько центнеров при смехотворной номинальной мощности в десяток Вт. Так работает большинство систем типа Домофон.

Магнитные поля

Аналогичным образом эффект возникновения магнитного поля применяется для:

1. Погрузки и разгрузки чёрного металла в пунктах приёма и переработки.
2. Разнообразных реле.
3. Электрических двигателях всех модификаций.

Тепловой эффект

Ток при протекании по проводнику вызывает эффект нагревания. Явление описывается законом Джоуля-Ленца, где говорится, что термический эффект прямо пропорционален квадрату электрического тока и сопротивлению проводника. На этом базируется главное непонимание техники новичками. При пониженном напряжении большинство приборов для поддержания прежней мощности потребляют больший ток. Ярким примером станут лампочки накала, где на вольтаж 27 В прежняя интенсивность достигается исключительно десятикратным увеличением тока.

Это вызывает ударный перегрев питающего провода. По эффекту Джоуля-Ленца выходит, что мощность зависит от квадрата тока. И при увеличении последнего в 10 раз тепловой эффект повышается на два порядка (100 раз). Этим объясняется столь высокий разогрев места сварочной дуги, хотя провод питания остаётся холодным. Передаваемая мощность остаётся прежней, но напряжение на электроде сильно ниже входных 220 В. Возникает эффект повышения температуры.

Тепловой эффект применяется в нагревателях, где считается явлением побочным, но полезным. Что касается лампочек с нитями накала, здесь большая часть энергии пропадает впустую. Нить греется при протекании электрического тока, но малая энергия преобразуется в световую. Масса передаётся излучением в инфракрасном, невидимом спектре. Эта сложность решена в энергосберегающих лампочках, где ток образует дугу в газовой среде или испускает фотоны, проходя через p-n-переход особой конструкции.

В электрических обогревателях КПД пытаются повысить за счёт создания свойств направленности при помощи зеркал и прочих рефлекторов.

Передача информации

Замечено, что ток высокой частоты распространяется преимущественно по поверхности проводника, а не в толще. В результате металлический стержень активно излучает энергию в пространство. В обычных проводах для блокировки эффекта применяется экран, если его намеренно убрать, получается антенна. Это используется в передающих информацию через эфир устройствах. Никола Тесла планировал описанным методом транслировать на расстояние энергию. Но исследования остались засекречены ФБР, а во всеуслышание объявили, что последние работы учёного поставленную задачу решить не могут.

vashtehnik.ru

Сила тока - Физическая энциклопедия

СИЛА ТОКА электрического - величина (I), характеризующая упорядоченное движение электрич. зарядов и численно равная кол-ву заряда, протекающего через определ. поверхность в единицу времени:

В гауссовой системе единиц С. т. имеет размерность и измеряется в единицах СГС, к-рые иногда наз. с т а т а м п е р а м и. В СИ единица С. т. является основной и носит назв. ампер (1А3*109 СГС).

Часто в качестве синонима С. т. говорят просто о токе или об электрич. токе, напр. «ток в цепи» или «отношение напряжения к току» и т. п. Для уточнения распределения тока в пространстве вводят вектор плотности электрического тока j(r,t), и тогда С. т., или суммарный ток, протекающий через площадку DS, определяется как поток вектора j через эту площадку Следовательно, (где n - нормаль к; при этом l считается положительным, если в направлении n переносится положит. заряд). В т. н. линейных проводниках распределение j однородно по сечению и , где - нормальное сечение проводника. Плотность тока j(r,t)и плотность электрич. заряда составляют пространственную и временную компоненты единого 4-вектора плотности тока, 4-дивергенция к-рого равна нулю (т. е. этот 4-ток является чисто вихревым). В 3-мерном представлении это даёт ур-ние непрерывности выражающее закон сохранения электрич. заряда. Его интегральная форма

показывает, что ток, протекающий через замкнутую поверхность S, охватывающую объём V, равен изменению во времени суммарного заряда Q, сосредоточенного внутри V.

Измерения С. т. обычно осуществляются по его магн. действию. При этом различают истинно электрич. ток с плотностью (ток проводимости, конвекционный и т. п.) и ток смешения с плотностью (D - вектор электрич. индукции). Иногда величину называют полным током.

Лит.: Т а м м И. И., Основы теории электричества, 10 изд., М., 1989; Джексон Дж., Классическая электродинамика, пер. с англ., М., 1965.

      Предметный указатель      >>   

www.femto.com.ua

Электрический ток. Сила тока - Класс!ная физика

Электрический ток. Сила тока

«Физика - 10 класс»

Электрический ток — направленное движение заряженных частиц. Благодаря электрическому току освещаются квартиры, приводятся в движение станки, нагреваются конфорки на электроплитах, работает радиоприемник и т. д.

Рассмотрим наиболее простой случай направленного движения заряженных частиц — постоянный ток.

Какой электрический заряд называется элементарным? Чему равен элементарный электрический заряд? Чем различаются заряды в проводнике и диэлектрике?

При движении заряженных частиц в проводнике происходит перенос электрического заряда из одной точки в другую. Однако если заряженные частицы совершают беспорядочное тепловое движение, как, например, свободные электроны в металле, то переноса заряда не происходит (рис. 15.1, а). Поперечное сечение проводника в среднем пересекает одинаковое число электронов в двух противоположных направлениях. Электрический заряд переносится через поперечное сечение проводника лишь в том случае, если наряду с беспорядочным движением электроны участвуют в направленном движении (рис. 15.1, б). В этом случае говорят, что по проводнику идёт электрический ток.

Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Электрический ток имеет определённое направление.

За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.

Если перемещать нейтральное в целом тело, то, несмотря на упорядоченное движение огромного числа электронов и атомных ядер, электрический ток не возникнет. Полный заряд, переносимый через любое сечение, будет при этом равным нулю, так как заряды разных знаков перемещаются с одинаковой средней скоростью.

Направление тока совпадает с направлением вектора напряжённости электрического поля. Если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, то направление тока считают противоположным направлению движения частиц.

Выбор направления тока не очень удачен, так как в большинстве случаев ток представляет собой упорядоченное движение электронов — отрицательно заряженных частиц. Выбор направления тока был сделан в то время, когда о свободных электронах в металлах ещё ничего не знали.

Действие тока.

Движение частиц в проводнике мы непосредственно не видим. О наличии электрического тока приходится судить по тем действиям или явлениям, которые его сопровождают.

Во-первых, проводник, по которому идёт ток, нагревается.

Во-вторых, электрический ток может изменять химический состав проводника: например, выделять его химические составные части (медь из раствора медного купороса и т. д.).

В-третьих, ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела. Это действие тока называется магнитным.

Так, магнитная стрелка вблизи проводника с током поворачивается. Магнитное действие тока в отличие от химического и теплового является основным, так как проявляется у всех без исключения проводников. Химическое действие тока наблюдается лишь у растворов и расплавов электролитов, а нагревание отсутствует у сверхпроводников.

В лампочке накаливания вследствие прохождения электрического тока излучается видимый свет, а электродвигатель совершает механическую работу.

Сила тока.

Если в цепи идёт электрический ток, то это означает, что через поперечное сечение проводника всё время переносится электрический заряд.

Заряд, перенесённый в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока.

Если через поперечное сечение проводника за время Δt переносится заряд Δq, то среднее значение силы тока равно:

Средняя сила тока равна отношению заряда Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени Δt, к этому промежутку времени.

Если сила тока со временем не меняется, то ток называют постоянным.

Сила переменного тока в данный момент времени определяется также по формуле (15.1), но промежуток времени Δt в таком случае должен быть очень мал.

Сила тока, подобно заряду, — величина скалярная. Она может быть как положительной, так и отрицательной. Знак силы тока зависит от того, какое из направлений обхода контура принять за положительное. Сила тока I > 0, если направление тока совпадает с условно выбранным положительным направлением вдоль проводника. В противном случае I < 0.

Термин сила тока нельзя считать удачным, так как понятие сила, применяемое к току, не имеет никакого отношения к понятию сила в механике. Но термин сила тока был введён давно и утвердился в науке.

Связь силы тока со скоростью направленного движения частиц.

Пусть цилиндрический проводник (рис. 15.2) имеет поперечное сечение площадью S.

За положительное направление тока в проводнике примем направление слева направо. Заряд каждой частицы будем считать равным q0. В объёме проводника, ограниченном поперечными сечениями 1 и 2 с расстоянием Δl между ними, содержится nSΔl частиц, где n — концентрация частиц (носителей тока). Их общий заряд в выбранном объёме q = q0nSΔl. Если частицы движутся слева направо со средней скоростью υ, то за время все частицы, заключенные в рассматриваемом объёме, пройдут через поперечное сечение 2. Поэтому сила тока равна:

В СИ единицей силы тока является ампер (А).

Эта единица установлена на основе магнитного взаимодействия токов.

Измеряют силу тока амперметрами. Принцип устройства этих приборов основан на магнитном действии тока.

Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике.

Найдём скорость упорядоченного перемещения электронов в металлическом проводнике. Согласно формуле (15.2) где е — модуль заряда электрона.

Пусть, например, сила тока I = 1 А, а площадь поперечного сечения проводника S = 10-6 м2. Модуль заряда электрона е = 1,6 • 10-19 Кл. Число электронов в 1 м3 меди равно числу атомов в этом объёме, так как один из валентных электронов каждого атома меди является свободным. Это число есть n ≈ 8,5 • 1028 м-3 (это число можно определить, если решить задачу 6 из § 54). Следовательно,

Как видите, скорость упорядоченного перемещения электронов очень мала. Она во много раз меньше скорости теплового движения электронов в металле.

Условия, необходимые для существования электрического тока.

Для возникновения и существования постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.

Однако этого ещё недостаточно для возникновения тока.

Для создания и поддержания упорядоченного движения заряженных частиц необходима сила, действующая на них в определённом направлении.

Если эта сила перестанет действовать, то упорядоченное движение заряженных частиц прекратится из-за столкновений с ионами кристаллической решётки металлов или нейтральными молекулами электролитов и электроны будут двигаться беспорядочно.

На заряженные частицы, как мы знаем, действует электрическое поле с силой:

Обычно именно электрическое поле внутри проводника служит причиной, вызывающей и поддерживающей упорядоченное движение заряженных частиц. Только в статическом случае, когда заряды покоятся, электрическое поле внутри проводника равно нулю.

Если внутри проводника имеется электрическое поле, то между концами проводника в соответствии с формулой (14.21) существует разность потенциалов. Как показал эксперимент, когда разность потенциалов не меняется во времени, в проводнике устанавливается постоянный электрический ток. Вдоль проводника потенциал уменьшается от максимального значения на одном конце проводника до минимального на другом, так как положительный заряд под действием сил поля перемещается в сторону убывания потенциала.

Источник: «Физика - 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Законы постоянного тока - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика

Электрический ток. Сила тока --- Закон Ома для участка цепи. Сопротивление --- Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников --- Примеры решения задач по теме «Закон Ома. Последовательное и параллельное соединения проводников» --- Работа и мощность постоянного тока --- Электродвижущая сила --- Закон Ома для полной цепи --- Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»

class-fizika.ru

сила тока - это... Что такое сила тока?

СИЛА ТОКА — скалярная хар ка электрического тока; равна отношению заряда Dq, переносимого через сечение проводника за интервал времени Dt, к этому интервалу: i=Dq/Dt. Единица С. т. ампер. Для измерения С. т. используют амперметры. Физический… …   Физическая энциклопедия

СИЛА ТОКА — СИЛА ТОКА, равна электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в 1 с. В СИ измеряется в амперах. Максимально безопасная сила тока, проходящего через тело человека, >1 мА, сила тока, проходящего через бытовую осветительную …   Современная энциклопедия

СИЛА ТОКА — величина тока, количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени (в 1 сек.). С. т. является основной величиной, характеризующей электр. ток; измеряется в амперах. Технический железнодорожный словарь. М.:… …   Технический железнодорожный словарь

СИЛА ТОКА — равна электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в 1 с …   Большой Энциклопедический словарь

СИЛА ТОКА — (Conducting power) см. Ток электрический. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

сила тока — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN electric power The rate at which electric energy is converted to other forms of energy, equal to the product of the current and the voltage drop. (Source: MGH)… …   Справочник технического переводчика

Сила тока — У этого термина существуют и другие значения, см. Сила (значения). Сила тока , Размерность I Единицы измерения …   Википедия

сила тока — равна электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в 1 с. * * * СИЛА ТОКА СИЛА ТОКА, количественная характеристика электрического тока (см. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК). Силой тока называют физическую величину, равную количеству… …   Энциклопедический словарь

сила тока — [current intensity, current] скалярная характериска электрического тока i; равна отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника за время Δt, t = Δq/Δt. Единица силы тока ампер (А). Для измерения сила тока используют… …   Энциклопедический словарь по металлургии

сила тока — srovės stipris statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. current strength vok. Stromstärke, f rus. сила тока, f pranc. intensité de courant, f …   Automatikos terminų žodynas

technical_terminology.academic.ru

---

• 
  Схемы звезда и треугольник
• 
  Линия охраны
• 
  Инструкция по охране труда главного энергетика
• 
  Фильтр на схеме обозначение
• 
  Нормы освещенности в школе санпин
• 
  В электроустановках выше 1000 в
• 
  Для чего нужен дроссель в люминесцентных лампах
• 
  Как починить паяльник в домашних условиях
• 
  Муфта кабельная термоусаживаемая концевая
• 
  Сварочный аппарат как правильно подключить
• 
  Как работают светодиоды