Направленное движение свободных зарядов в проводнике под действием сил электрического поля называется электрическим током

Носителями зарядов в любых проводниках являются свободные электроны и ионы. Протекание тока в веществе всегда сопровождается увеличением внутренней энергии вещества ( нагреванием).

Средняя скорость направленного движения носителей зарядов (при постоянной напряженности поля в проводнике) прямо пропорциональна напряженности :

Коэффициент пропорциональности " " называется подвижностью носителей заряда и выражает зависимость ско­рости направленного движения носителей зарядов от рода вещества проводника и внеш­них условий (в частности, от температуры). Средняя скорость направленного движения электронов в меди составляет порядка 1 мм/с.

За направление тока условно принимают направленное движение положительных зарядов.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока – скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом , прошедшим через поперечное соединение проводника за единицу времени.

Размерность силы тока =1А (Ампер)

 

 

Ток, сила и направление которого не изменяются со временем, называется постоянным.Сила постоянного тока:

Плотность тока — физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока. Модуль плотности тока:

Размерность плотности тока: [ ] =

 
 
Рисунок 19. К расчету силы тока

 

 


Если (Рисунок 19) — средняя скорость направленного движения зарядов в проводнике, - концентрация зарядов и каждый носитель имеет заряд , то за время через поперечное сечение проводника переносится заряд

Сила тока (скалярная величина): .

Учитывая, что скорость , а , где напряжение, приложенное к концам проводника длиной , получим:

Плотность тока - векторная величина:

 

 

Вектор плотности тока совпадает с направлением скорости направленного движения положительных зарядов.

Сила тока сквозь произвольную поверхность определяется как поток вектора через эту поверхность, то есть:

где , а единичный вектор нормали к площадке , составляющей с вектором угол .