Електричний струм

У електродинаміки - розділі вчення про електрику, в якому розглядаються явища і процеси обумовлені рухом електричних зарядів або макроскопічних заряджених тіл, - важливим поняттям є поняття електричного струму. Електричним струмом називається будь-впорядкована (спрямований) рух електричних зарядів.

Якщо в провіднику підтримувати зовнішнє електричне поле, то в ньому вільні електричні заряди почнуть переміщатися: позитивні - по полю, негативні - проти поля (рис.1), тобто в провіднику виникає електричний струм, званий струмом провідності.

Для виникнення і існування електричного струму необхідно:

1). Наявність вільних носіїв струму - заряджених частинок, здатних переміщатися впорядковано,

2). Наявність електричного поля, енергія якого якимось чином заповнити, витрачалася б на їх впорядкований рух. За напрямок струму умовно приймають напрямок руху позитивних зарядів.

Кількісною мірою електричного струму служить сила струму - скалярна фізична величина, яка визначається електричним зарядом, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу. Струм, сила і напрямок якого не змінюються з часом, називається постійним. Для постійного струму

де - електричний заряд, що проходить за час через поперечний переріз провідника. Одиниця сили струму - Ампер (А)

Фізична величина, яка визначається силою струму, що проходить через одиницю площі поперечного перерізу провідника перпендикулярного напрямку струму, називається щільністю струму:

Щільність струму - вектор, орієнтований у напрямку струму, тобто напрямок вектора збігається з напрямком впорядкованого руху позитивних зарядів. Одиниця щільності струму - А / м 2.

Висловимо силу і щільність струму через швидкість упорядкованого руху зарядів в провіднику. Якщо концентрація носіїв струму дорівнює і кожен носій має заряд (що не обов'язково для іонів), то за час через поперечний переріз переноситься заряд. Сила струму дорівнює

а щільність струму

Сила струму крізь довільну поверхню определянется як потік вектора, то

Схожі статті