ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Основные понятия

Упорядоченное движение заряженных частиц называется электрическим током. Его принято характеризовать силой тока - скалярной величиной, равной заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени. Если за время dt проходит заряд dq, то сила тока I по определению равна:

(1)

Единица силы тока - ампер.

Электрический ток можно также характеризовать с помощью вектора плотности тока j. Плотность тока численно равна величине заряда, проходящего в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению движения носителей. Если за время dt перенесен через площадку ds заряд dq, то плотность тока равна

(2)

За направление j принимается направление вектора скорости движения положительных носителей.

Для получения тока в каком-либо проводнике на его концах необходимо создать и поддерживать разность потенциалов. Поскольку под действием электростатического поля заряды перемещаются так, чтобы разность потенциалов уменьшалось, необходимы устройства, в которых на заряды действовали бы силы, отличные от сил электростатического поля. Такие силы получили название сторонних сил. Всякие устройства, в которых возникают сторонние силы, называются источниками тока (например, гальванические элементы и т. п.). Сторонние силы могут быть обусловлены химическими процессами, диффузией носителей заряда в неоднородной среде, электрическими (не потенциальными) полями.

Электрической цепью называется совокупность источников тока, соединительных проводов, приборов или других устройств (активных и реактивных сопротивлений).

Сторонние силы можно охарактеризовать работой, которую они совершают над перемещающимися по цепи зарядами. Величина, равная работе сторонних сил, отнесенной к единице положительного заряда, называется электродвижущей силой (э. д. с.) e, действующей в цепи или на её участке. Следовательно, если работа сторонних сил над зарядомq равна A, то по определению:

(3)

Размерность э.д.с. совпадает с размерностью потенциала.