что это, определение, работа в различных средах, единица измерения, формула

Электрический ток — что это такое простыми словами

Электрический ток используется во множестве современных технологий. Чтобы понять, что это такое, можно представить ток воды, бегущий по трубам с определенной скоростью. В этом случае роль воды исполняет электрический заряд, под скоростью понимается его сила, а функцию трубы выполняет проводник — среда, вещество или материал, способные проводить электрический ток.

Примечание

Самым простым проявлением электрического тока являются:

• способность янтаря притягивать мелкие предметы после натирания шелком;
• искрящаяся под воздействием расчески кошачья шерсть.

Определение, откуда берется, основные источники

Определение

Электрический ток — это упорядоченное передвижение частиц, являющихся носителями электрического заряда.

В металлах и полупроводниках такими частицами выступают электроны, в газах — электроны и ионы, в электролитах — анионы и катионы.

Источники электрического тока бывают:

1. Механическими. Это генераторы, которые при помощи падающей воды, газового или парового потока преобразуют механическую энергию в электрическую.
2. Тепловыми. В этом случае ток возникает из-за разности температур двух контактирующих термопар — чем больше разность, тем сильнее ток.
3. Световыми. Здесь речь идет о превращении энергии света в электричество при помощи солнечных батарей.
4. Химическими, основанными на особенностях взаимодействия разных элементов.

Во всех случаях для существования постоянного тока необходимо наличие свободных зарядов, электрического поля, обеспечивающего их движение, замкнутой электрической цепи. В каждом источнике происходит работа по разделению отрицательно и положительно заряженных частиц, скапливающихся на его полюсах.

Виды тока, классификация

В физике различают следующие виды тока:

• постоянный — не меняющий величину, направление во времени;
• переменный — меняющий свои параметры;
• периодический — повторяющий свои мгновенные значения через определенные временные промежутки в одинаковой последовательности;
• синусоидальный — изменяющий свою величину по синусоидальному закону;
• высокой частоты;
• пульсирующий.

Если речь идет о движении макроскопических заряженных тел (к примеру, дождевых капель), то ток принято называть конвекционным. Если же имеется в виду движение заряженных частиц внутри макроскопических тел, то говорят о токе проводимости.

Примечание

У электриков существуют такие понятия, как однофазный, двухфазный и трехфазный ток, а также двухфазная сеть или трехфазная система электроснабжения. Фазой называют провод, находящийся под напряжением переменного тока относительно заземленного или общего провода. От количества фаз зависит название.

Параметры и характеристики электрического тока

Электрическому току свойственны такие характеристики, как сила, плотность, мощность, частота.

Определение

Сила — это физическая величина, отображающая отношение прошедшего за некоторое время количества заряда к величине этого временного промежутка.

Определение

Плотность — это физическая величина. Отображает отношение силы тока, проходящего через перпендикулярно расположенное сечение, к площади этого сечения.

Определение

Мощность — характеристика, показывающая, какая работа была выполнена током за конкретный промежуток времени.

Определение

Частота — это свойство переменного тока, скорость, с которой он меняет свое направление.

Также существует понятие напряжения. Обозначение применяется для определения работы, совершаемой единичным положительным зарядом в момент перемещения вдоль цепи.

Важный параметр — сопротивление. Оно отображает способность проводника препятствовать прохождению через него заряженных частиц.

Примечание

Исторически сложилось представление о том, что направление тока всегда совпадает с направлением передвижения положительных зарядов. Если носителями в проводнике являются только отрицательные заряды, как, к примеру, происходит в металле, то за направление тока принимают направление, противоположное движению отрицательных зарядов.

Поведение электрического тока в различных средах

Ток может проходить через разные вещества: металлы, сплавы, газы. Условием для его возникновения является присутствие заряженных частиц, которые могут быть ионами или электронами.

В металлах

Строение металлов напоминает кристаллическую решетку. В ее «узлах» находятся положительные ионы, в пространстве между ними — свободные электроны. Электрическое поле, созданное в металле, заставляет упорядоченно двигаться свободные электроны. Поэтому принято говорить о том, что ток в металлах являет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Примечание

Траекторию движения электронов нельзя назвать прямолинейной. Она сложна, зависит от их взаимодействия с другими частицами.

В электролитах

Определение

Электролиты — это растворы щелочей, кислот или солей, способные проводить электрический ток.

В процессе растворения в воде молекулы этих веществ разделяются на отрицательные и положительные ионы.  Явление распада нейтральных молекул на отрицательные и положительные ионы называется электролитической диссоциацией.

При отсутствии электрического поля все ионы передвигаются хаотично. При его наличии положительные будут тяготеть к отрицательному полюсу источника тока. Отрицательные — к положительному. Поэтому физики говорят о том, что ток в электролитах представляет собой движение разнозаряженных ионов в противоположных направлениях.

В газах

В обычных условиях газ не способен проводить электричество. Он является диэлектриком или изолятором. Но при изменении условий окружающей среды — под воздействием радиоактивного излучения или при нагреве — газ может стать проводником. 

Определение

Ток, возникающий в газах в результате ионизации, называют газовым разрядом.

Газовый разряд может быть:

• несамостоятельным — существующим только при условии воздействия внешних сил;
• самостоятельным — продолжающим существование даже после нейтрализации внешних воздействий.

Самостоятельные разряды делятся на:

• тлеющие, формирующие свечение;
• тихие, не образующие света и звука;
• искровой, генерирующий большое количество электричества за краткий временной промежуток;
• дуговой, подразумевающий колебания силы тока от 10 до 100 А;
• коронный.

Коронный разряд возникает при резком изменении напряженности поля.

Измерения силы электрического тока, формулы

В международной системе единицей измерения силы тока является ампер, который обозначается буквой А. Для определения точного значения применяют специальный прибор амперметр. Его подключают к разрыву цепи на том участке, где необходимо произвести замер.

Формула нахождения силы тока выглядит так:

Источник: graficart.ru

Уравнения для определения остальных физических величин:

Источник: oooevna.ru

Единицами измерения напряжения являются вольты (В). Сопротивление измеряется в омах (Ом), работа — в Джоулях (Дж), мощность — в Ваттах (Вт).

Что такое электрический ток? | homeofknowledge.ru

Электрическим током называют направленное (упорядоченное) движение электрических зарядов — пишут в учебнике по физике Пёрышкин А.В. и Краукликс В.В.

Казалось бы, всё просто и понятно, но если постараться осмыслить это определение, то возникнут дополнительные вопросы (как выглядит электрический заряд? куда он направлен? кто направляет? и как бы углядеть этот процесс в целом?), на которые мы сразу внятных ответов не найдём. Более того, в процессе поиска в тех же самых классических учебниках, мы встретим множество оговорок, которые прямо влияют на изменение процесса протекания электрического тока. Ток бывает переменный и постоянный, в металлах и вакууме, в электролите и газе и т.д. Чем дальше мы будем углубляться в этом вопросе, тем больше мы будем “уходить” от первоначально поставленного вопроса (что такое электрический ток?), поэтому давайте не спешить с “погружением” в теоретическую физику электричества и постараемся, не спеша, обрести понимание электрического тока, отталкиваясь от того, что нам уже известно.

А известно нам то, что если засунуть пальцы в розетку, то нас тряханёт так, что запомним на всю жизнь (в случае если выживем). Почему же так происходит? Прежде чем дать ответ на этот вопрос, нужно вспомнить анатомию, и из чего мы состоим (кратко: мы состоим из органов => тканей => молекул => атомов, где постоянно двигаются (вращаются) электроны, которые и “скрепляют” наши атомы вместе, что б наше физ. тело не развалилось). Далее нужно вспомнить, из чего состоят провода, по которым “направленно движется” электрический ток. А состоят они обычно из алюминия или меди, которые в свою очередь тоже состоят из атомов и электронов, которые также удерживают (скрепляют) металл, чтобы он не развалился. По сути, в этом плане, человеческое тело не отличается от металла, там и там мельчайшей неделимой структурой является электрон. Именно электрон является носителем электрического заряда, о котором говорится в первоначальном определении электрического тока, и одновременно, связующим звеном между атомами. Как именно электрон это делает, можно почитать в статье, как соединены атомы.

Итак, электроны. Как же их привести в “направленное движение”?. Ведь, по сути, они и так двигаются, но только по своим орбитам, а нам нужно, чтоб они двигались вдоль проводника. Нужна какая-то сила или причина, чтобы это произошло. И такая сила есть! Она так и называется – электродвижущая сила (ЭДС). ЭДС – это сторонний источник (к примеру батарейка или генератор) который подсоединяется к нашему проводнику и создаёт там напряжение, которое заставляет электроны “срываться” со своих орбит, и перескакивать на орбиты других атомов. И так по цепочке вплоть до конечного получателя.  Получается, что и в каждом проводе (к примеру от утюга или смартфона) уже есть эл. ток, и в человеческом теле тоже есть эл. ток, но только он не приведён в движение (там и там электроны). И если на человека подать напряжение (пальцы в розетку), то в теле начнётся процесс перемещения электронов с тех мест, где они должны быть, на те места, где они быть не должны. Человека начинает трясти, и если этот процесс не остановить, человеческое тело погибнет. Осталось только разобраться, как именно напряжение заставляет электроны направленно двигаться, пропихивая их вдоль проводника.

Напряжение и разность потенциалов.

По сути, напряжение – это явление, которым косвенно научился пользоваться человек, до конца не понимая его природу. Человек уловил, что каждая материя стремится к устойчивости (гармонии). И если эту гармонию разрушить, то на восстановлении этой гармонии можно “прокатиться” или “нагреть руки” (т.е. использовать с пользой для себя). В напряжении, гармонией будет является кол-во электронов в определённой области. И если в какой-либо области, электронов станет много, то они при первой же возможности  “побегут” туда, где их мало. Такую искусственную ситуацию создаёт обычная батарейка:

Батарейка “специально” создаёт избыток электронов в одной своей части, и их дефицит в другой. И электроны вынуждено “бегут” по проводнику, что нам и нужно. И чем выше будет создан этот искусственный дисбаланс (разность потенциалов), тем мощнее побегут электроны. Такова суть напряжения.

Обратите внимание, что на картинке электроны бегут от минуса к плюсу, хотя в классической физике принято считать наоборот =)

Не будем углубляться, что такое Анод и Катод, а вот что такое “плюс” и “минус” надо разобраться т.к. к нашему первоначальному определения эл. тока иногда добавляют соответствующую фразу: Эл. ток – это направленное (упорядоченное) движение электрических зарядов от плюса к минусу.

Плюс и минус это полюса. А что такое полюс? Полюса бывают же и у нашей Земли, и у магнита, а в батарейке что это? А это просто концы батарейки (клеммы) для условного обозначения. Вот так, казалось бы, просто? Да, просто, если опустить следующий вопрос: Почему электроны бегут от минуса к плюсу, а в некоторых случаях наоборот?. Увы, но классическая физика внятного ответа на этот вопрос дать не может. Ближе к концу, мы попробуем разобраться в этом вопросе самостоятельно…

Постоянный и переменный ток.

Итак, всё, о чём писалось выше, касалось только постоянного тока. Т.е. движение электронов было однонаправленным и не на миг не прерывалось. Переменный же ток имеет всю ту же природу, но только меняет своё направление 50 раз за 1 секунду.

Т.е. электроны бегут то вперёд, то обратно, то вперёд, то обратно. И так 50 раз за 1 секунду, если мы говорим о бытовой розетке. Как же розетке удаётся так ими руководить? А дело в том, что источник (спрятанный за розеткой) меняет полюса местами 50 раз в секунду, соответственно и электроны меняют своё направление 50 раз в секунду. Вот и вся принципиальная разница между постоянным и переменным током.

Ну и что же тогда получается… когда все электроны истратятся, электрический ток кончится как исчерпаемый ресурс? Или они безконечные? Нет, электроны никуда не тратятся и не испаряются. Нужно помнить, что, как и в постоянном, так и в переменном токе эл. цепь всегда замкнута. И у розетки, и у батарейки есть “вход” и “выход”. В случае постоянного тока, электроны бегают по кругу, многократно проходя через свой “родной” первоначальный атом, стремясь устранить дисбаланс, который мы постоянно искусственно создаём. А в случае переменного тока, электроны не успевают далеко убежать и возвращаются на свои “родненькие” атомы т.к. источник меняет полюса местами.

Электроны никто не съедает. Это не бензин, который перерабатывается и превращается в выхлопной газ. Тогда как мы получаем энергию от электричества если мы ничего не тратим?! А нужно вспомнить первоначальное определение эл. тока, что эл. ток – это движение электрических зарядов, а не электронов. А электрон – это носитель заряда. Ну и какой же количественный заряд имеет 1 электрон? 1 электрон имеет отрицательный заряд равный – 1.6 x 10^-19 Кл. (Кл – Кулон). Стоп, как что-то, что имеет определённую энергию, которая тратится на какую-либо полезную работу может иметь отрицательный заряд?! А вот так и может, т.к. это условность, которую ввели физики/теоретики, чтоб хоть как-то обозначить отношения ядра атома и электронов, которые мотаются вокруг него. Помните неведомый закон природы, что все стремится к гармонии (равновесию)? Так физики тут обозначили это равновесие указав, что протоны ядра атома имеют положительный заряд, а электроны, мотающиеся вокруг этого ядра, имеют отрицательный заряд. Баланс? Баланс. Но всё равно, как-то запутанно. Сложно в голове представить, что такое электрон (т.к. он проявляет себя не только как материя, но и как волна), а тут ещё он отрицательно заряженный…

Чувствуете, что чем дальше мы пытаемся вникнуть в суть природы явления эл. тока, тем больше мы сталкиваемся с новыми явлениями, вещами и терминологией, которые всё только усложняют и превращают в бессмыслицу? Это явный показатель того, что внятного и точно понимания природы эл. тока у современного научного мира нет.  Человек методом проб и ошибок нашёл способ поставить это явление себе на службу, но как внятно это объяснить…загвоздочка…

Поэтому я предлагаю взглянуть на этот вопрос с другой позиции, более современной, внятной и я б даже сказал революционной.

Принципиально новый взгляд.

Как нынешняя физика требует большого труда, чтоб разобраться что такое эл. ток, так и принципиально новый взгляд потребует отбросить “шоры”, навешанные современной наукой, чтобы суметь “увидеть” протекающие процессы, на которые мы ранее не обращали внимание.

И в первую очередь, внимание стоит обратить на то, что в некоторых вопросах научный мир всё же вынужденно и открыто сдаётся, т.к. он не может предположить, в чём причина того или иного явления. Например, в вопросе “почему галактики двигаются и вращаются?” научный мир обозначил эту неведомую силу как “тёмная материя”, т.е. неизвестно что (тёмная материя) двигает галактики, что составляет 90% материи большого космоса.  Но что именно представляет из себя тёмная материя, современный научный мир не знает даже приблизительно.

Как водится, начнём издалека.

Всё наше пространство неоднородно. Т.е. свойства и качества пространства меняются в зависимости от того, где мы находимся в этом пространстве. Глупо отрицать это. Простой пример с открытием глаз под водой подтверждает это.  Те предметы, которые мы увидим под водой, буду отличиться от того, если бы мы их увидели в воздушной среде. Более того, анализ радиоволн от отдалённых галактик, сделанный  доктором Джорджем Нодландом и доктором Джоном Ралстоном, подтвердили это в научном мире. Так вот, внутри этих неоднородностей пространства, могут формироваться звёзды и планеты.

Принципиально новый подход говорит, что вся наша Вселенная состоит из 7-ми первичных материй, которые взаимодействуя между собой образуют всё физ. вещество нашей Вселенной. Последовательно сливаясь между собой, каждая новая гибридная материя образует новое вещество внутри предыдущего гибридного вещества:

Так, внутри неоднородности, образовалась наша планета Земля. Это понимание очень важно для последующего понимания, что такое электрон и что такое эл.ток.

Можно сказать, что процессы протекающие на уровне галактик, звёзд и планет – это процессы макропространства, а процессы протекающие на уровне атома – это процессы микропространства.

Теперь представим ситуацию на уровне микропространства, что у нас слилось 6 первичный материй, а 7-ая не может, т.к. ей не хватает совсем чуть-чуть деформации самого микропростнаства. Но само пространство (микро и макро) никогда не находится в статическом положении. Всегда есть (хоть и небольшие) колебания. И как только это колебание достигает нашей деформации, оно кратковременно накладывается на нашу деформацию. На короткое время возникают условия, при которых все семь первичных материй в состоянии слиться и образовать гибридную форму. Начинается процесс синтеза, появляется материальное облако, которое начинает уплотняться, но процесс уплотнения не успевает завершиться. Именно это материальное облако и называют электроном!  Получается, что электрон – это крайне неустойчивая материя, которая постоянно балансирует на грани синтеза и распада.

Тогда как же он двигается вокруг атома? А он вообще не двигается в физически плотной среде, и в первую очередь потому, что электрон не является в полном смысле физически плотной материей, а есть, ни что иное, как крайне неустойчивое граничное состояние этой материи. Электрон просто материализуется и распадается в разных участках орбиты атома, следуя “воле” волнам, которые несут так недостающую деформацию для слияния 7-ми первичных материй.

Раз электроны не двигаются вокруг ядра атома, значит они и не бегают вдоль проводника, как мы это указывали в первоначальном определении. Тут нужно вспомнить, что проводник (металл) имеет кристаллическую структуру (атомы жестко и упорядоченно “сцеплены”), и если в проводнике создать горизонтальный перепад мерности (неоднородность), то все материи, формирующие электроны в физ. мире буду  “сноситься” в одну сторону, а вторая сторона потребует действий, чтоб как-то компенсировать недостаток материй. Именно процесс восстановления баланса нехватки первичных материй и электронов и будет называться электрическим током.

Тут требуется пояснить, что каждая материя имеет свой собственный уровень мерности т.е. свои свойства и качества, которые она может проявить только в определённых условиях (пространстве). И если она туда не попадёт, то никак себя и не проявит. Материя стремится занять положение, где свойства и качества самой материи, будут тожественны свойствам и качествам пространства. Именно этим объясняется стремление материи к устойчивости, о котором говорилось выше.

Горизонтальный перепад мерности создаёт условия, при которых, положительные ионы должны двигаться против перепада, в то время, как отрицательные ионы—вдоль этого перепада мерности. Положительные ионы вынуждены двигаться «против течения», в то время как отрицательные «по течению». В результате этого скорость движения, а следовательно энергия положительных ионов уменьшается, а отрицательных ионов — увеличивается. Ускоренные подобным образом отрицательные ионы, при столкновении с кристаллической решёткой, теряют избыточные электроны, становясь нейтральными атомами. Кристаллическая решётка, при этом, приобретает дополнительные электроны. И, если теперь, соединить между собой эти две пластины с разными уровнями собственной мерности посредством провода из совместимого с ними материала, то в последнем (проводе) возникнет, так называемый, постоянный электрический ток — направленное движение электронов от плюса к минусу, где плюс—пластина, имеющая больший уровень собственной мерности, а минус — пластина имеющая меньший уровень собственной мерности. И если продолжить данный анализ, то перепад потенциалов между пластинами есть ни что иное, как перепад уровней собственной мерности кристаллических решёток этих пластин.

Сложно “въехать” в понятие эл.тока. А уж принципиально новый взгляд освоить и того сложнее. Чем больше изучаешь новую позицию, тем больше накапливается вопросов. Поэтому, если ваше любопытство ещё не остыло, отправляю вас к источнику столь замечательного и полезного труда “Неоднородная Вселенная” Н.В. Левашова, который распространяется в интернете абсолютно безплатно. Сам автор гораздо более детальнее и яснее изложит свою позицию.

Электрический ток — веб-формулы

Электрический ток определяется как:

I = В / R

Соответствующие единицы:
ампер (А) = вольт (В) / ом (Ом)

Эта формула получена из закона Ома. Где у нас:
В: напряжение
Я: текущий
R: сопротивление

Если известны электрическая мощность и полное сопротивление, то ток можно определить по следующей формуле:

I = √( P / R )

Соответствующие единицы:
Ампер (А) = √(Ватт (Вт) / Ом (Ом))

Где P — электрическая мощность.


Электрический ток
Скорость протекания заряда через поперечное сечение некоторого участка металлической проволоки (или электролита) называется током через этот участок.

Если скорость потока заряда непостоянна, то ток в любой момент определяется дифференциальным пределом: I = dQ/dt.

Если по цепи за время t протекает заряд Q, то
  I = Q/t.

Единица силы тока в системе СИ называется ампер (А) (кулон/секунда).
1 ампер = 6,25 × 10 ⁸ электронов/сек

В металлических проводниках ток обусловлен движением электронов, тогда как в электролитах и ​​ионизированных газах и электроны, и положительные ионы движутся в противоположном направлении. Направление тока принимается за направление, в котором движутся положительные заряды.

Хотя при проводимости ток возникает только из-за электронов, ранее предполагалось, что ток возникает из-за положительных зарядов, протекающих от плюса батареи к минусу. Поэтому направление тока принимается противоположным потоку электронов.

Если ток постоянный: Δq = I.Δt

функция времени:

Заряд = площадь под графиком = ½ × t _{0 9 0090 × I 0}

Определение тока в электрической цепи
Для простой цепи или одного провода имеем:

Для сложной цепи с более чем одним проводом мы можем определить ток с помощью двух законов Кирхгофа

Первый закон: Этот закон основан на принципе сохранения заряда. и утверждает, что в электрической цепи (или сети проводов) алгебраическая сумма токов, встречающихся в точке, равна нулю.

Стрелка, отмеченная на схеме, представляет направление обычного тока, то есть направление потока положительного заряда, тогда как направление потока электронов указывает направление электронного тока, противоположное направлению обычного тока.
I ₁ + I ₄ + I ₅ = I ₃ + I ₂ + I ₆ 900 15

Второй закон: Алгебраическая сумма произведения тока а сопротивление в любом замкнутом контуре цепи равно алгебраической сумме электродвижущих сил, действующих в этом контуре.
Математически.

Электродвижущие силы – ЭДС (𝜖) источника определяется как работа, выполняемая на единицу заряда при переносе положительного заряда через очаг ЭДС от конца с низким потенциалом к ​​концу с высоким потенциалом. Таким образом,
𝜖 = w/Q

Когда ток не течет, ЭДС источника точно равна разности потенциалов между его концами. Единица эдс такая же, как и у потенциала, т.е. вольт.

Средний поток электронов в проводнике, не подключенном к батарее, равен нулю, т.е. количество свободных электронов, пересекающих любое сечение проводника слева направо, равно количеству электронов, пересекающих сечение проводника справа налево. Таким образом ток по проводнику не течет, пока он не подключен к аккумулятору.

Скорость дрейфа свободных электронов в металлическом проводнике  

В отсутствие электрического поля свободные электроны в металле хаотично движутся во всех направлениях и, следовательно, их средняя скорость равна нулю. Когда приложено электрическое поле, они ускоряются в направлении, противоположном направлению поля, и поэтому имеют чистый дрейф в этом направлении. Однако из-за частых столкновений с атомами их средняя скорость очень мала. Эта средняя скорость, с которой электроны движутся в проводнике под действием разности потенциалов, называется скорость дрейфа.

Если E — приложенное поле, e — заряд электрона, m — масса электрона и τ — интервал времени между последовательными столкновениями (время релаксации), то ускорение

Поскольку средняя скорость сразу после столкновения равна нулю, а непосредственно перед следующим столкновением это τ, дрейфовая скорость должна быть:

0013 n равно количеству свободных электронов в единице объема, то можно показать, что:

4 Плотность тока (Дж)
(i)
(ii) СИ Единица Дж = Am ^-2 .
(iii) Плотность тока является векторной величиной, ее направление совпадает с направлением потока положительного заряда в данной точке внутри проводника.
(iv) Размеры плотности тока = [M ⁰ L ^-2 T ^o A ¹ ]

Носители тока: Заряженные частицы, поток которых в определенном направлении составляет электрический ток, являются носителями тока. . Носители тока могут иметь положительный или отрицательный заряд. Ток переносится электронами в проводниках, ионами в электролитах и ​​электронами и дырками в полупроводниках.

Пример 1: Частица с зарядом q кулонов движется по круговой орбите. Если радиус орбиты R и частота орбитального движения частиц f, то найти силу тока на орбите.

Решение: Через любой участок орбиты заряд проходит f раз за одну секунду. Следовательно, через это сечение общий заряд, проходящий за одну секунду, равен fq. По определению i = fq.

Пример 2: Ток в проводе изменяется со временем по уравнению I = 4 + 2t, где I в амперах, t в секундах. Вычислите количество заряда, прошедшего через поперечное сечение провода за время от t = 2 с до t = 6 с.  

Решение: Пусть dq будет изменением, прошедшим за небольшой интервал времени dt.
Тогда dq = I dt = (4+2t)dt

Следовательно, общий заряд, пройденный за интервал t = 2 с и t = 6, равен
q = ∫ ⁶ ₂ (4 + 2t) dt = 48 кулонов

Пример 3: Дан токоведущий провод неоднородного сечения. Что из нижеперечисленного является постоянным на всем протяжении провода?
(a) Только текущий
(b) Течение и дрейф Скорость
(c) Только скорость дрейфа
(d) Течение, скорость дрейфа

Решение :(a)

9001 3 Пример 4: Когда разность потенциалов на заданном медная проволока увеличена, скорость дрейфа
носители заряда:
(а) Уменьшается
(б) Увеличивается
(в) Остается прежним
(г) Уменьшается до нуля
Решение :(б)

youtube.com/v/lKc8Ta9Tx0M&hl=en_US&fs=1&color1=0x006699&color2=0x54abd6″ allowfullscreen=»true» allowscriptaccess=»always»>

Электрический ток — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рисунок 1. Крупные высоковольтные линии электропередач являются важнейшим компонентом энергосистемы. Они переносят электрический ток с небольшими потерями энергии. ^[1]

Электрический ток , также известный как сила тока — количество электрического заряда, протекающего в проводнике в секунду. Это то, что переносит электроэнергию от электростанций через систему передачи и распределительную сеть для промышленного и бытового использования электроэнергии. Иначе его называют электричеством. Сила тока определяется количеством заряда, протекающего в секунду, и измеряется в амперах, сокращенно А или ампер. Когда электрический заряд течет в одном направлении, это называется постоянным током, а когда электрический заряд колеблется взад и вперед, меняя направления, это называется переменным током.

Величину постоянного тока можно рассчитать по следующей формуле:

[math]I=\frac{\Delta Q}{\Delta t}[/math]

[math]I[/math] = ток в амперах,

[math]\Delta Q[/math] = заряд в кулонах, протекающий мимо данного места и

[math]\Delta t[/math] = прошедшее время в секундах.

Однако кулоны заряда нельзя измерить напрямую, поэтому обычно для измерения тока используется устройство, известное как мультиметр. Переменный ток использует аналогичное уравнение для определения величины тока, но математика становится немного сложнее, поскольку направление движущегося заряда быстро меняется.

По соглашению, термин ток (также называемый обычным током) определяется зарядами, перемещающимися от положительного вывода к отрицательному. Также существует термин поток электронов, который используется для определения зарядов, движущихся от отрицательного вывода к положительному. Обратите внимание, что это противоположности. Обычный ток более популярен, хотя можно использовать любой термин, если это делается последовательно, чтобы избежать путаницы. Чтобы посмотреть популярный веб-комикс о том, как определяются положительные и отрицательные заряды, посетите XKCD.

Всякий раз, когда ток проходит через компонент или цепь, часть энергии теряется в виде тепла. Некоторые специальные приложения, такие как тостеры, используют это тепло. Часто это тепло является неэффективностью системы, например, в электрической передаче. Избыточное тепло может быть настоящей неприятностью в некоторых приложениях, таких как настольные компьютеры, которые склонны к перегреву и нуждаются в вентиляторах, обеспечивающих циркуляцию воздуха для охлаждения.

Выключатели используются для почти мгновенного выключения (или включения) тока. Как только заряду становится некуда деваться (помните, ток движется только тогда, когда есть полная цепь), ток прекращается. Если начинает течь слишком большой ток, специальный тип переключателя действует как аварийная мера безопасности для автоматического отключения тока. Эти аварийные меры безопасности включают предохранители и автоматические выключатели.

Ток и магнитные поля

Электрический ток порождает магнитные поля, как это было открыто Гансом Эрстедом в 1819 году. Вскоре после этого эта идея получила развитие в работах Андре-Мари Ампера, ^[2] Жан-Батист Био и Феликс Савар сформировать первые законы электромагнетизма. ^[3] Распространенным применением этого явления являются электродвигатели, использующие токи и их магнитные поля для преобразования электрической энергии в механическую.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

• Постоянный ток
• Переменный ток
• Электрическая сеть
• Электрогенератор
• Или исследуйте случайную страницу!

Чтобы узнать о физике электрического тока, см.