Hva er elektrisk strøm? I en lærebok i fysikk det er en definisjon:
ELEKTRISITET- dette er den ordnede (styrte) bevegelsen av ladede partikler under påvirkning av et elektrisk felt. Partikler kan være: elektroner, protoner, ioner, hull.
I akademiske lærebøker definisjonen er beskrevet som følger:
ELEKTRISITET er endringshastigheten for elektrisk ladning over tid.
- Elektronladningen er negativ.
- protoner- partikler med positiv ladning;
- nøytroner- med nøytral ladning.
AKTUELT STYRKE er antall ladede partikler (elektroner, protoner, ioner, hull) som strømmer gjennom lederens tverrsnitt.
Alle fysiske stoffer, inkludert metaller, består av molekyler som består av atomer, som igjen består av kjerner og elektroner som roterer rundt dem. Under kjemiske reaksjoner går elektroner fra ett atom til et annet, derfor mangler atomene til ett stoff elektroner, og atomene til et annet stoff har et overskudd av dem. Dette betyr at stoffer har motsatt ladning. Hvis de kommer i kontakt, vil elektroner ha en tendens til å bevege seg fra et stoff til et annet. Det er denne bevegelsen av elektroner som er ELEKTRISITET. En strøm som vil flyte til ladningene til de to stoffene er like. Det avdøde elektronet erstattes av et annet. Hvor? Fra naboatomet, til det - fra naboen, så til det ekstreme, til det ekstreme - fra den negative polen til strømkilden (for eksempel et batteri). Fra den andre enden av lederen går elektroner til den positive polen til strømkilden. Når alle elektronene på den negative polen er borte, vil strømmen stoppe (batteriet er dødt).
Elektrisk strøm varmer opp lederen som den strømmer gjennom. Derfor:
1. Hvis et husholdnings elektriske nettverk er overbelastet, forkuller og smuldrer isolasjonen gradvis. Det er en mulighet for kortslutning, noe som er svært farlig.
2. Elektrisk strøm som flyter gjennom ledninger og husholdningsapparater møter motstand, så den "velger" veien med minst motstand.
3. Hvis det oppstår en kortslutning, øker strømmen kraftig. Dette genererer en stor mengde varme som kan smelte metallet.
4. En kortslutning kan også oppstå på grunn av fuktighet. Hvis det oppstår brann i tilfelle kortslutning, er det ved eksponering for fuktighet på elektriske apparater den personen som lider først.
5. Elektrisk støt er svært farlig og kan være dødelig. Når elektrisk strøm flyter gjennom menneskekroppen, avtar vevsmotstanden kraftig. Prosesser med vevsoppvarming, celleødeleggelse og død av nerveender forekommer i kroppen.
Slik beskytter du deg mot elektrisk støt
For å beskytte deg selv mot eksponering for elektrisk strøm, bruk midler for beskyttelse mot elektrisk støt: arbeid i gummihansker, bruk en gummimatte, utladningsstenger, jordingsanordninger for utstyr, arbeidsplasser. Automatiske brytere med termisk beskyttelse og strømbeskyttelse er også et godt middel for beskyttelse mot elektrisk støt som kan redde menneskeliv. Når jeg ikke er sikker på at det ikke er fare for elektrisk støt, når jeg utfører enkle operasjoner i elektriske paneler eller utstyrsenheter, jobber jeg vanligvis med den ene hånden og putter den andre hånden i lommen. Dette eliminerer muligheten for elektrisk støt langs hånd-til-hånd-banen i tilfelle utilsiktet kontakt med skjoldkroppen eller andre massive jordede gjenstander.
For å slokke en brann som oppstår på elektrisk utstyr, brukes kun pulver- eller karbondioksidslukningsapparater. Pulverslukkere er bedre, men etter å ha dekket utstyret med støv fra et brannslukningsapparat er det ikke alltid mulig å restaurere dette utstyret.
Definisjon 1
Strøm er en prosess der (under direkte påvirkning av et elektrisk felt) noen ladede partikler begynner å bevege seg.
Slike ladede partikler kan være forskjellige elementer (alt vil avhenge av situasjonen). Når det gjelder ledere, vil for eksempel elektroner fungere som slike partikler.
Konsept for strømstyrke
Styrken til den elektriske strømmen vil være en størrelse som karakteriserer bevegelsesrekkefølgen til elektriske ladninger, numerisk lik mengden av ladning $\delta q$, som i dette tilfellet strømmer gjennom en viss overflate $S$ (som representerer tverrsnittet av lederen) per tidsenhet:
$I=\frac(\delta q)(\delta t)$
For å bestemme strømstyrken $I$, er det nødvendig å dele den elektriske ladningen $\delta q$ som passerte gjennom tverrsnittet av lederen i løpet av tiden $\delta t$ på dette tidspunktet.
Strømstyrken vil avhenge av ladningen som bæres av alle partikler, hastigheten på deres bevegelse orientert i en bestemt retning og tverrsnittsarealet til lederen.
Tenk på en leder med tverrsnittsareal $S$. Vi betegner ladningen til alle partikler som $q_о$. Lederens volum, begrenset av to seksjoner, inneholder $nS\delta l$-partikler, der $n$ representerer deres konsentrasjon. Den totale kostnaden vil være som følger:
$q=(q_о)(nS\delta I)$
Under forutsetning av at partikler beveger seg med en gjennomsnittlig hastighet $v$, vil i løpet av tiden $\delta t=\frac(\delta I)(v)$ alle partikler i volumet som vurderes ha tid til å passere gjennom det andre krysset seksjon, som betyr at strømstyrken tilsvarer beregningene i henhold til denne formelen:
$I=(q_о)(nvS)$, hvor:
- $I$ - betegnelse på styrken til elektrisitet, målt i Ampere (A) eller Coulombs/sekund;
- $q$ - ladning som beveger seg langs lederen, måleenhet Coulombs (C);
I SI regnes enheten for strøm som grunnleggende, og den kalles ampere (A). Den valgte måleanordningen er et amperemeter, hvis driftsprinsipp er basert på den magnetiske virkningen av strøm.
Merknad 1
Når vi estimerer hastigheten på den ordnede bevegelsen av elektroner inne i en leder, utført i henhold til formelen for en kobberleder med et tverrsnittsareal på en kvadratmillimeter, får vi en ubetydelig verdi (0,1 mm/s).
Forskjellen mellom strøm og spenning
I fysikk skilles begreper som "strømstyrke" og "spenning". Det er noen forskjeller mellom dem, som er viktig å ta hensyn til for å forstå prinsippet om strømdrift.
"Strømstyrke" refererer til en viss mengde elektrisitet, "spenning", samtidig som det regnes som et mål på potensiell energi. Dessuten er disse konseptene ganske sterkt avhengige av hverandre. De viktigste faktorene som påvirker dem er:
- leder materiale;
- temperatur;
- ytre forhold.
Forskjeller kan også observeres i fremstillingsmetoden. Hvis det ved eksponering for elektriske ladninger skapes en spenning, vil det oppstå en strøm på grunn av spenningspåvirkning mellom kretsens punkter. Det er også en forskjell i sammenligning med et slikt konsept som "energiforbruk". Den vil bestå nettopp i makt. Så hvis spenning er nødvendig for å karakterisere potensiell energi, vil strøm allerede karakterisere kinetisk energi.
Metoder for å bestemme strømstyrke
Strømstyrken beregnes i praksis ved bruk av spesielle måleinstrumenter eller ved bruk av separate formler (avhengig av tilgjengeligheten av innledende data). Den grunnleggende formelen som strømstyrken beregnes etter er som følger:
Eksistensen av elektrisitet kan være konstant (for eksempel strømmen i et batteri), så vel som vekslende (strømmen i en stikkontakt). Belysningen av rom og driften av alle elektriske enheter skjer nettopp gjennom påvirkning av vekslende elektrisitet. Hovedforskjellen mellom vekselstrøm og likestrøm er dens sterkere tendens til å transformere.
Et tydelig eksempel på effekten av vekselstrøm kan også være effekten av å skru på lysrør. Så, i ferd med å slå på en slik lampe, begynner ladede partikler å bevege seg fremover og bakover, noe som forklarer virkningen av vekselstrøm. Denne typen elektrisitet regnes som den vanligste i hverdagen. I henhold til Ohms lov beregnes strømstyrken ved å bruke formelen (for en del av en elektrisk krets):
Strømstyrken viser seg dermed å være direkte proporsjonal med spenningen $U$, målt i volt, til en seksjon av kretsen og omvendt proporsjonal med $R$-motstanden til lederen til den spesifiserte seksjonen, uttrykt i ohm . Beregningen av kraften til elektrisitet i en komplett krets beregnes som følger:
$I=\frac(E)(R+r)$, hvor:
- $E$ - elektromotorisk kraft, EMF, Volt;
- $R$ - ekstern motstand, Ohm;
- $r$ - indre motstand, Ohm.
Hovedmetodene for å bestemme strømstyrke gjennom instrumentsystemer i praksis er følgende:
- Magnetoelektrisk målemetode. Fordelene er høy følsomhet og nøyaktighet av avlesninger med lavt strømforbruk. Denne metoden gjelder utelukkende ved bestemmelse av størrelsen på likestrøm.
- Den elektromagnetiske metoden består i å finne styrken til strømmer av vekslende og direkte typer gjennom prosessen med transformasjon fra et elektromagnetisk felt til et signal fra en magnetisk modulær sensor.
- Den indirekte metoden er rettet mot å bestemme spenningen ved en viss motstand ved hjelp av et voltmeter.
Notat 2
For å finne strømstyrken brukes i praksis ofte en spesiell enhet, et amperemeter. En slik enhet er koblet til brudd i den elektriske kretsen på det nødvendige punktet for å måle styrken til den elektriske ladningen som har passert gjennom tverrsnittet av ledningen over en periode.
Når du bestemmer størrelsen på styrken til liten elektrisitet, brukes milliameter, mikroameter og også galvanometre, som også er koblet til et bestemt sted i kretsen der det er nødvendig å finne strømstyrken. Tilkoblingen kan gjøres på to måter:
- konsistent;
- parallell.
Å bestemme mengden strøm som forbrukes anses ikke å være like ofte brukt som å måle spenning eller motstand. Samtidig, uten å beregne den fysiske verdien av strømmen, blir det umulig å beregne strømforbruket.
16. Elektrisk strøm. Nåværende styrke. Nåværende tetthet
Elektrisk strøm er den rettede bevegelsen av elektrisk ladede partikler under påvirkning av et elektrisk felt.
Strømstyrke (I) er en skalar mengde lik forholdet mellom ladningen (q) som passerer gjennom tverrsnittet av lederen og tidsperioden (t) som strømmen gikk.
I=q/t, hvor I er strøm, q er ladning, t er tid.
SI-enhet for strøm: [I]=1A (ampere)
17. Aktuelle kilder. Kilde ems
En strømkilde er en enhet der en eller annen type energi omdannes til elektrisk energi.
EMF er energikarakteristikken til kilden. Dette er en fysisk størrelse lik forholdet mellom arbeidet utført av ytre krefter når en elektrisk ladning beveges langs en lukket krets til denne ladningen:
Målt i volt (V).
EMF-kilden er et to-terminalt nettverk, hvis spenning ved terminalene ikke er avhengig av strømmen som strømmer gjennom kilden og er lik dens EMF. Kilde-emf kan settes enten konstant, eller som en funksjon av tid, eller som en funksjon av en ekstern kontrollpåvirkning.
18. Ohms lov : styrken til strømmen som flyter gjennom en homogen seksjon av en leder er direkte proporsjonal med spenningsfallet over lederen:
-Ohms lov i integralform R – elektrisk motstand til lederen
Resiprok av motstand kalles konduktivitet. Resistivitetens resiproke kalles konduktivitet: Gjensidigheten til Ohm kalles Siemens [Sm].
- Ohms lov i differensiell form.
19. Generalisert Ohms lov
Generaliserte Ohms lov bestemmer forholdet mellom de grunnleggende elektriske størrelsene i en del av en likestrømskrets som inneholder en motstand og en ideell kilde til emk (fig. 1.2):
Formelen er gyldig for de positive retningene for spenningsfallet i kretsseksjonen angitt i fig. 1.2 ( Uab), en ideell EMF-kilde ( E) og positiv strømretning ( Jeg).
Joule-Lenz lov
Uttrykk for Joule-Lenz-loven
Integrert form for loven
Hvis vi antar at strømstyrken og motstanden til lederen ikke endres over tid, kan Joule-Lenz-loven skrives i en forenklet form:
Ved å bruke Ohms lov og algebraiske transformasjoner får vi de ekvivalente formlene nedenfor:
Ekvivalente uttrykk for varme i henhold til Ohms lov
Verbal definisjon av Joule-Lenz-loven
Hvis vi antar at strømstyrken og motstanden til lederen ikke endres over tid, kan Joule-Lenz-loven skrives i en forenklet form:
20. Et magnetfelt - et kraftfelt som virker på elektriske ladninger i bevegelse og på kropper med et magnetisk moment, uavhengig av bevegelsestilstanden; magnetisk komponent i det elektromagnetiske feltet
Et magnetfelt kan skapes av en strøm av ladede partikler og/eller magnetiske momenter av elektroner (og magnetiske momenter av andre partikler, som vanligvis manifesterer seg i mye mindre grad) (permanente magneter).
I tillegg oppstår det som følge av en endring i det elektriske feltet over tid.
Hovedstyrkekarakteristikken til magnetfeltet er magnetisk induksjonsvektor (magnetisk feltinduksjonsvektor). Fra et matematisk synspunkt er det et vektorfelt som definerer og spesifiserer det fysiske konseptet til et magnetfelt. Ofte, for korthets skyld, kalles den magnetiske induksjonsvektoren ganske enkelt et magnetfelt (selv om dette sannsynligvis ikke er den mest strenge bruken av begrepet).
En annen grunnleggende egenskap ved magnetfeltet (alternativ til magnetisk induksjon og nært knyttet til det, nesten lik det i fysisk verdi) er vektorpotensial .
Sammen, magnetisk ogelektriskfelt danneselektromagnetisk felt, manifestasjoner som er spesieltlysog alle andreelektromagnetiske bølger.
Et magnetisk felt skapes (genereres)strøm av ladede partiklereller endres over tidelektrisk felt, eller eiemagnetiske øyeblikkpartikler (sistnevnte, av hensyn til ensartethet i bildet, kan formelt reduseres til elektriske strømmer)
Grafisk representasjon av magnetiske felt
Magnetiske induksjonslinjer brukes til å representere magnetiske felt grafisk. En magnetisk induksjonslinje er en linje ved hvert punkt der den magnetiske induksjonsvektoren er rettet tangentielt til den.
| " |
Elektrisk strøm er den rettede bevegelsen av elektriske ladninger. Størrelsen på strømmen bestemmes av mengden elektrisitet som passerer gjennom tverrsnittet av lederen per tidsenhet.
Vi kan ennå ikke fullt ut karakterisere den elektriske strømmen ved mengden elektrisitet som passerer gjennom lederen. Faktisk kan en mengde elektrisitet lik en coulomb passere gjennom en leder på en time, og samme mengde elektrisitet kan passere gjennom den på ett sekund.
Intensiteten til den elektriske strømmen i det andre tilfellet vil være betydelig større enn i det første, siden samme mengde elektrisitet passerer på mye kortere tid. For å karakterisere intensiteten til en elektrisk strøm, refereres vanligvis til mengden elektrisitet som passerer gjennom en leder per tidsenhet (sekund). Mengden elektrisitet som går gjennom en leder i løpet av ett sekund kalles strømstyrke. Enheten for strøm i systemet er ampere (A).
Strømstyrke er mengden elektrisitet som passerer gjennom tverrsnittet til en leder i løpet av ett sekund.
Den nåværende styrken er angitt med den engelske bokstaven I.
Ampere er en enhet av elektrisk strøm (en av ), betegnet med A. 1 A er lik styrken til en uforanderlig strøm, som når den passerer gjennom to parallelle rette ledere av uendelig lengde og ubetydelig lite sirkulært tverrsnittsareal, plassert i en avstand på 1 m fra hverandre i et vakuum, ville forårsake en interaksjonskraft lik 2 10 –7 N per meter lengde på en seksjon av en leder som er 1 m lang.
Strømstyrken i en leder er lik én ampere hvis én coulomb med elektrisitet passerer gjennom tverrsnittet hvert sekund.
Ampere er styrken til elektrisk strøm der en mengde elektrisitet lik en coulomb passerer gjennom tverrsnittet av lederen hvert sekund: 1 ampere = 1 coulomb/1 sekund.
Hjelpeenheter brukes ofte: 1 milliampere (mA) = 1/1000 ampere = 10 -3 ampere, 1 mikroampere (mA) = 1/1000000 ampere = 10 -6 ampere.
Hvis mengden elektrisitet som passerer gjennom tverrsnittet til lederen over en viss tidsperiode er kjent, kan strømstyrken bli funnet ved å bruke formelen: I=q/t
Hvis en elektrisk strøm går i en lukket krets som ikke har noen forgreninger, passerer den samme mengden elektrisitet gjennom et hvilket som helst tverrsnitt (hvor som helst i kretsen) per sekund, uavhengig av tykkelsen på lederne. Dette forklares med at ladninger ikke kan samle seg noe sted i lederen. Derfor, Strømstyrken er den samme hvor som helst i den elektriske kretsen.
I komplekse elektriske kretser med forskjellige grener forblir denne regelen (konstant strøm på alle punkter i en lukket krets) selvfølgelig gyldig, men den gjelder bare for individuelle deler av den generelle kretsen, som kan betraktes som enkel.
Nåværende måling
En enhet kalt et amperemeter brukes til å måle strøm. For å måle svært små strømmer brukes milliammeter og mikroampere, eller galvanometre. I fig. 1. viser en konvensjonell grafisk representasjon av et amperemeter og milliammeter på elektriske kretser.
Ris. 1. Symboler for amperemeter og milliammeter
Ris. 2. Amperemeter
For å måle strømmen må du koble et amperemeter til den åpne kretsen (se fig. 3). Den målte strømmen går fra kilden gjennom amperemeteret og mottakeren. Amperemeternålen viser strømmen i kretsen. Hvor nøyaktig man skal slå på amperemeteret, det vil si før forbrukeren (telling) eller etter det, er helt likegyldig, siden strømstyrken i en enkel lukket krets (uten grener) vil være den samme på alle punkter i kretsen.
Ris. 3. Slå på amperemeteret
Noen ganger tror man feilaktig at et amperemeter koblet før forbrukeren vil vise en større strømstyrke enn et koblet etter forbrukeren. I dette tilfellet anses det at "en del av strømmen" brukes i forbrukeren for å aktivere den. Dette er selvfølgelig usant, og her er grunnen.
Elektrisk strøm i en metallleder er en elektromagnetisk prosess ledsaget av den ordnede bevegelsen av elektroner langs lederen. Imidlertid overføres energi ikke av elektroner, men av det elektromagnetiske feltet som omgir lederen.
Nøyaktig det samme antall elektroner passerer gjennom et hvilket som helst tverrsnitt av ledere i en enkel elektrisk krets. Uansett antall elektroner som kommer fra den ene polen til den elektriske energikilden, vil det samme antallet av dem passere gjennom forbrukeren og selvfølgelig gå til den andre polen til kilden, fordi elektroner, som materielle partikler, ikke kan forbrukes under deres bevegelse.
Ris. 4. Måling av strøm med et multimeter
I teknologien er det veldig høye strømmer (tusenvis av ampere) og veldig små (milliondeler av en ampere). For eksempel er strømstyrken til en elektrisk komfyr omtrent 4 - 5 ampere, glødelamper - fra 0,3 til 4 ampere (og mer). Strømmen som går gjennom fotocellene er bare noen få mikroampere. I hovedledningene til transformatorstasjonene som leverer strøm til trikkenettet, når strømmen tusenvis av ampere.
« Fysikk - 10. klasse"
Elektrisitet- rettet bevegelse av ladede partikler. Takket være elektrisk strøm blir leiligheter opplyst, verktøymaskiner settes i gang, brennere på elektriske komfyrer varmes opp, radioen fungerer osv.
La oss vurdere det enkleste tilfellet med rettet bevegelse av ladede partikler - likestrøm.
Hvilken elektrisk ladning kalles elementær?
Hva er den elementære elektriske ladningen?
Hva er forskjellen mellom ladninger i en leder og et dielektrikum?
Når ladede partikler beveger seg i en leder, overføres elektrisk ladning fra ett punkt til et annet. Men hvis ladede partikler gjennomgår tilfeldig termisk bevegelse, slik som frie elektroner i et metall, så skjer ikke ladningsoverføring (fig. 15.1, a). Tverrsnittet til en leder krysser i gjennomsnitt det samme antall elektroner i to motsatte retninger. Elektrisk ladning overføres gjennom tverrsnittet til en leder bare hvis elektroner, sammen med tilfeldig bevegelse, deltar i rettet bevegelse (fig. 15.1, b). I dette tilfellet sier de at konduktøren går elektrisitet.
Elektrisk strøm er den ordnede (rettet) bevegelsen av ladede partikler.
Elektrisk strøm har en viss retning.
Strømretningen regnes for å være bevegelsesretningen til positivt ladede partikler.
Hvis du beveger en generelt nøytral kropp, vil det ikke oppstå noen elektrisk strøm til tross for den ordnede bevegelsen av et stort antall elektroner og atomkjerner. Den totale ladningen som overføres gjennom et hvilket som helst tverrsnitt vil være lik null, siden ladninger med forskjellige tegn beveger seg med samme gjennomsnittshastighet.
Strømretningen faller sammen med retningen til vektoren for elektrisk feltstyrke. Hvis strømmen dannes av bevegelsen av negativt ladede partikler, anses strømmens retning motsatt av partiklenes bevegelsesretning.
Valget av strømretning er ikke veldig vellykket, siden strømmen i de fleste tilfeller representerer den ordnede bevegelsen av elektroner - negativt ladede partikler. Valget av strømretning ble tatt i en tid da man ikke visste noe om frie elektroner i metaller.
Handling av strøm.
Vi ser ikke direkte bevegelsen til partikler i en leder. Tilstedeværelsen av elektrisk strøm må bedømmes av handlingene eller fenomenene som følger med den.
For det første varmes lederen som strømmen går gjennom.
For det andre kan elektrisk strøm endre den kjemiske sammensetningen av lederen: for eksempel frigjøre dens kjemiske komponenter (kobber fra en løsning av kobbersulfat, etc.).
For det tredje utøver strømmen en kraft på nabostrømmer og magnetiserte legemer. Denne strømmens handling kalles magnetisk.
Dermed roterer en magnetisk nål nær en strømførende leder. Den magnetiske effekten av strøm, i motsetning til kjemisk og termisk, er den viktigste, siden den manifesterer seg i alle ledere uten unntak. Den kjemiske effekten av strøm observeres bare i løsninger og smelter av elektrolytter, og oppvarming er fraværende i superledere.
I en glødelampe, på grunn av passasje av elektrisk strøm, sendes det ut synlig lys, og den elektriske motoren utfører mekanisk arbeid.
Nåværende styrke.
Hvis det går en elektrisk strøm i en krets, betyr dette at en elektrisk ladning hele tiden overføres gjennom lederens tverrsnitt.
Ladningen som overføres per tidsenhet fungerer som den viktigste kvantitative egenskapen til strømmen, kalt strømstyrke.
Hvis en ladning Δq overføres gjennom tverrsnittet til en leder i løpet av en tid Δt, er gjennomsnittsverdien av strømmen lik
Den gjennomsnittlige strømstyrken er lik forholdet mellom ladningen Δq som passerer gjennom tverrsnittet av lederen i løpet av tidsintervallet Δt til denne tidsperioden.
Hvis strømstyrken ikke endres over tid, kalles strømmen fast.
Vekselstrømstyrken på et gitt tidspunkt bestemmes også av formel (15.1), men tidsperioden Δt bør i dette tilfellet være svært liten.
Strømstyrke, som ladning, er en skalar størrelse. Hun kan være sånn positivt, så negativ. Strømtegnet avhenger av hvilken av retningene rundt kretsen som tas som positiv. Strømstyrke I > 0 hvis strømmens retning faller sammen med den betinget valgte positive retningen langs lederen. Ellers jeg< 0.
Forholdet mellom strømstyrke og hastigheten på retningsbevegelse av partikler.
La en sylindrisk leder (fig. 15.2) ha et tverrsnitt med arealet S.
For den positive strømretningen i en leder tar vi retningen fra venstre til høyre. Ladningen til hver partikkel vil bli ansett som lik q 0. Lederens volum, begrenset av tverrsnitt 1 og 2 med en avstand Δl mellom dem, inneholder nSΔl-partikler, hvor n er konsentrasjonen av partikler (strømbærere). Deres totale ladning i det valgte volumet er q = q 0 nSΔl. Hvis partikler beveger seg fra venstre til høyre med en gjennomsnittlig hastighet υ, vil i løpet av tiden alle partikler som er inneholdt i volumet som vurderes, passere gjennom tverrsnitt 2. Derfor er strømstyrken lik:
SI-enheten for strøm er ampere (A).
Denne enheten er etablert på grunnlag av den magnetiske interaksjonen av strømmer.
Mål strømstyrken amperemeter. Designprinsippet til disse enhetene er basert på den magnetiske virkningen av strøm.
Hastigheten for ordnet bevegelse av elektroner i en leder.
La oss finne hastigheten på ordnet bevegelse av elektroner i en metallleder. I henhold til formel (15.2) hvor e er modulen til elektronladningen.
La for eksempel strømstyrken I = 1 A, og tverrsnittsarealet til lederen S = 10 -6 m 2. Elektronladningsmodul e = 1,6 10 -19 C. Antall elektroner i 1 m 3 kobber er lik antall atomer i dette volumet, siden ett av valenselektronene til hvert kobberatom er fritt. Dette tallet er n ≈ 8,5 10 28 m -3 (dette tallet kan bestemmes ved å løse oppgave 6 fra § 54). Derfor,
Som du kan se, er hastigheten på ordnet bevegelse av elektroner veldig lav. Det er mange ganger mindre enn hastigheten på termisk bevegelse av elektroner i metallet.
Forhold som er nødvendige for eksistensen av elektrisk strøm.
For fremveksten og eksistensen av en konstant elektrisk strøm i et stoff, er det nødvendig å ha gratis ladede partikler.
Dette er imidlertid fortsatt ikke nok for at en strøm skal oppstå.
For å skape og opprettholde den ordnede bevegelsen av ladede partikler, kreves det en kraft som virker på dem i en bestemt retning.
Hvis denne kraften slutter å virke, vil den ordnede bevegelsen av ladede partikler opphøre på grunn av kollisjoner med ioner i krystallgitteret av metaller eller nøytrale molekyler av elektrolytter, og elektroner vil bevege seg tilfeldig.
Ladede partikler, som vi vet, påvirkes av et elektrisk felt med kraften:
Vanligvis er det det elektriske feltet inne i lederen som forårsaker og opprettholder den ordnede bevegelsen av ladede partikler.
Bare i det statiske tilfellet, når ladningene er i ro, er det elektriske feltet inne i lederen null.
Hvis det er et elektrisk felt inne i lederen, er det en potensialforskjell mellom endene av lederen i samsvar med formel (14.21). Som eksperimentet viste, når potensialforskjellen ikke endres over tid, a likestrøm. Langs lederen synker potensialet fra maksimalverdien i den ene enden av lederen til minimum i den andre, siden den positive ladningen, under påvirkning av feltkrefter, beveger seg i retning av avtagende potensial.