Электрический ток

Публикации по материалам Д. Джанколи. "Физика в двух томах" 1984 г. Том 2.

Подсоединяя к клеммам батареи проводящий контур (например, провод), мы получаем электрическую цепь (рис. 26.4, а). По такой цепи заряд может перемещаться от одной клеммы батареи к другой; этот поток электрического заряда называется электрическим током. Сила электрического тока в проводнике - это результирующее количество заряда, проходящее через данное сечение проводника в единицу времени. Таким образом, среднее значение силы электрического тока равно

I = ΔQ/Δt (26.1)

где ΔQ - количество заряда, протекающее через поперечное сечение проводника за время Δt.
Сила электрического тока измеряется в кулонах в секунду; эта единица носит название ампер (А) в честь французского физика Андре Ампера (1775-1836); 1 А = 1 Кл/с.

Если сила тока не постоянна во времени, мгновенное значение можно определить как предел (26.1) при Δt, стремящимся к нулю:

I = dQ/dt. (26.2)

В этой главе нас будет интересовать главным образом постоянный ток.

Пример 26.1. Сила постоянного тока в проводе, подключенном к батарее, составляет 2,5 А. Спустя 4,0 мин ток прекращается, так как проводник размыкается. Какой заряд прошел по проводу?
Решение. Согласно (26.1), полный заряд, прошедший по проводу за 4,0 мин (240 с),
равен ΔQ = IΔt = (2,5Кл/с )(240с) = 600 Кл.

Уже говорилось, что проводники содержат много свободных электронов. Поэтому в проводнике, подключенном к клеммам батареи, как на рис. 26.4, в действительности перемещаются отрицательно заряженные электроны. В момент подключения проводника его свободные электроны притягиваются к положительной клемме батареи. В то же время электроны покидают отрицательную клемму батареи и поступают в проводник на другом конце. Появляется непрерывный поток электронов в проводнике, возникающий в тот момент, когда он подключается к обеим клеммам батареи. Но два века назад, когда только возникало соглашение о том, какие заряды считать положительными, а какие отрицательными, было сделано предположение, что по проводнику движутся положительные заряды. В действительности почти всегда движение положительного заряда в одном направлении оказывается в точности эквивалентным движению отрицательного заряда в противоположном направлении (рис. 26.5).

Сегодня мы по-прежнему придерживаемся этой исторической традиции, говоря о положительном направлении тока. Это соответствует также принятому определению электрического потенциала, основанному на использовании положительного пробного заряда.
Под направлением тока, протекающего в цепи, мы, таким образом, понимаем то направление, в котором двигались бы положительные заряды. Когда же нас интересует направление движения электронов, мы будем специально оговаривать, что речь идет о потоке электронов.
В жидкостях и газах способны перемещаться как отрицательные, так и положительные заряды (ионы).

Коротко о следующей публикации: Закон Ома. Электрическое сопротивление и резисторы.

Электрический ток в цепи создается разностью потенциалов. Разность потенциалов можно получить, например, с помощью электрической батареи. Немецкий физик Георг Симон Ом (1787-1854) экспериментально доказал, что сила электрического тока в металлическом проводнике прямо пропорциональна разности потенциалов на его концах.

Альтернативные статьи: Законы ома.

Замечания и предложения принимаются и приветствуются!