Электрический ток, ЭДС и напряжение

В замкнутой электрической цепи происходит непрерывное движение электрических зарядов, называемое электрическим током. Электрический ток в металлах и полупроводниковых приборах обусловлен упорядоченным движением свободным электронов. В электролитах (водные растворы солей, кислот и щелочей) электрический ток обусловлен упорядоченным движением положительных и отрицательных ионов под действием электрического поля.

Для количественной оценки силы тока служит величина, называемая силой тока. Принято считать направлением тока направление движения положительных зарядов, т.е. направление, обратное направлению движения электронов в проводнике.

Электрический ток, величина и направление которого остаются неизменным, называется постоянным током:

, (1.1)

где I - сила тока в амперах (A);

Q - суммарное количество положительных электрических зарядов, проходящих через поперечное сечение проводника в кулонах (Кл);

t - время в секундах (с).

Для количественной оценки преобразования в источнике какой-либо энергии в электрическую энергию, служит величина, называемая электродвижущей силой (ЭДС).

ЭДС численно равна работе электрического поля по перемещению суммарного количества положительных зарядов либо внутри источника при разомкнутой цепи, либо вдоль участка проводника при замкнутой цепи:

, (1.2)

где E - ЭДС в вольтах (В);

- работа электрического поля в джоулях (Дж);

Q - суммарное количество положительных зарядов в кулонах (Кл).

Источник ЭДС E (рис.1.2), при замыкании контакта SA, совершает работу, проводя суммарное количество положительных зарядов по внешнему участку цепи, которую называют напряжением U. На внутреннем участке цепи совершается работа, которая называется внутренним напряжением . ЭДС источника равна сумме напряжений на внешнем и внутреннем участках цепи:

. (1.3)

ЭДС измеряют между зажимами источника при разомкнутой цепи.