8.1 Сила струму. Електрорушійна сила (е.р.с.). Напруга. Густина струму

Електричним струмом називається всякий направлений рух зарядів. За напрямок струму прийнятий напрямок руху позитивних зарядів. Для його існування необхідні дві умови:

– наявність рухомих зарядів;

– наявність сили, яка приводить ці заряди в направлений рух.

Наприклад, заряджене тіло переміщуємо у просторі мускульною силою руки. Це струм? Так. є заряд і є сила, яка його переміщує.

Найчастіше силою, яка переміщує заряд, виступає сила електричного поля. Робота цього поля витрачається на переміщення зарядів, і тому його енергія зменшується. Для того щоб струм протікав тривалий час, потрібно поповнювати енергію поля. Це відбувається в джерелах струму, або джерелах електрорушійної сили (е.р.с.). В них відбувається перетворення в електричну енергію різних видів енергії: механічної, оптичної, теплової, хімічної і т. ін., окрім електричної. Ці сили називаються сторонніми. Дійсно, в джерелах е.р.с. позитивні заряди рухаються  проти електричного поля (від – до +) (рис.8.1). Такий їх рух не може здійснюватись силами електричного поля.

Робота по переміщенню заряду по дільниці кола, в якій є е.р.с., виконується силами електричного поля і сторонніми силами

Тут е.р.с.   – це робота, яку виконують сторонні сили по переміщенню одиничного позитивного заряду в середині джерела. Величина

 (8.1)

називається напругою. Це робота, яку виконують сили електричного поля і сторонні сили по переміщенню одиничного позитивного заряду із точки 1 в точку 2.

Силою струму I називається швидкість направленого переносу заряду

(8.2)

Вимірюється струм у системі СІ в амперах (А). Це основна одиниця в цій системі і буде визначена по взаємодії провідників із струмом у розділі “електромагнетизм”.

Для характеристики розподілу струму по поперечному перетину провідника введена густина струму j – це струм, який протікає через одиницю поперечного перерізу

(8.3)

Не дивлячись, що струм величина скалярна, густина струму – це вектор, напрямок якого збігається з напрямком руху позитивних зарядів, тобто

(8.4)

Струм, через густину струму знаходять шляхом інтегрування по площі перерізу провідника

(8.5)

 

You must be logged in to post a comment.

Фізика