Постоянный электрический ток (определение)

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц под действием сил электрического поля или сторонних сил. За направление тока выбрано направление движения положительно заряженных частиц. Электрический ток называют постоянным, если сила тока и его направление не меняются с течением времени.

Условия существования постоянного электрического тока

Для существования постоянного электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц и наличие источника тока, в котором осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в энергию электрического поля.

Источник тока – устройство, в котором осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в энергию электрического поля. В источнике тока на заряженные частицы в замкнутой цепи действуют сторонние силы. Причины возникновения сторонних сил в различных источниках тока различны. Например в аккумуляторах и гальванических элементах сторонние силы возникают благодаря протеканию химических реакций, в генераторах электростанций они возникают при движении проводника в магнитном поле, в фотоэлементах – при действиях света на электроны в металлах и полупроводниках.

Электродвижущей силой источника тока называют отношение работы сторонних сил к величине положительного заряда, переносимого от отрицательного полюса источника тока к положительному:

\(\varepsilon = \frac {A_{ст}}q\).

Основные понятия

Сила тока – скалярная физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через проводник, ко времени, за которое этот заряд прошел:

\(I=\frac qt\),

где I – сила тока, q – величина заряда (количество электричества), t – время прохождения заряда.

Плотность тока – векторная физическая величина, равная отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника:

\(j = \frac IS\),

где j – плотность тока, S – площадь сечения проводника.

Направление вектора плотности тока совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.

Напряжение – скалярная физическая величина, равная отношению полной работе кулоновских и сторонних сил при перемещении положительного заряда на участке к значению этого заряда:

\(U=\frac Aq\),

где A – полная работа сторонних и кулоновских сил, q – электрический заряд.

Электрическое сопротивление – физическая величина, характеризующая электрические свойства участка цепи:

\(R = \frac{\rho l}S\),

где ρ – удельное сопротивление проводника, l – длина участка проводника, S – площадь поперечного сечения проводника.

Проводимостью называется величина, обратная сопротивлению:

\(G=\frac 1R\),

где G – проводимость.