Электрический ток и его разновидности

ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ ПРОВОДИМОТИ МЕТАЛЛОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК И ЕГО РАЗНОВИДНОСТИ

Электрическим током называют направленное движение носителей зарядов. При таком определении электрического тока возможны три случая.

1. Электрические заряды перемещаются вместе с макроскопическими телами – носителями зарядов. Такой ток называют конвекционным током. (См. рис.1. 1)

2. Микроскопические носители зарядов – элементарные носители зарядов – электроны, протоны, ионы движутся внутри неподвижной макроскопической среды под действием электрического поля. Такой ток носит название тока проводимости. А среду называют проводящей средой или проводником, в котором создано и поддерживается электрическое поле напряжённостью «Е». (См. рис. 1.2)

3. Микроскопические носители зарядов движутся в вакууме от одного заряженного макроскопического тела к другому заряженному телу, между которыми поддерживается электрическое поле напряжённостью «Е». Такой ток называют потоком электронов, протонов, или ионов. (См. рис. 1.3)

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОКА ПРОВОДИМОСТИ

В общем случае при прохождении тока в проводящей среде – проводнике перемещаются носители обоих зарядов. В связи с этим понятие о направлении электрического тока является до некоторой степени условным.

Исторически получилось так, что за направление электрического тока условились считать направление движения положительных зарядов (q⁺).

Величина, которая показывает какое количество электрических зарядов, измеряемое в кулонах [Кл], переносится носителями через всё поперечное сечение проводящей среды за единицу времени – секунду [с] называется силой тока. Сила тока определяется выражением (1) и измеряется в амперах [A].

i = dQ/dt = (dq⁺ + dq^-)/dt (1)

Если за равные промежутки времени (dt = const) через поперечное сечение проводника переносится одинаковое количество электричества (DQ = const), то ток называют постоянным и обозначают буквой “I”и определяют выражением (2)

I = DQ/Dt (2)

Величина, которая показывает какое количество электричества, переносится через единицу площади поперечного сечения проводника за единицу времени, называется плотностью тока проводимости и определяется выражением (3) и измеряется в A/м² или в Кл/(с×м²)

J = I/S= (dq⁺ +dq^-)/(S×dt) (3)

Если в проводящей среде в единице объёма находится n⁺ носителей положительного заряда (q⁺) и n^- носителей отрицательного заряда (q^-), которые под действием электрического поля (Е) приобретают соответствующие скорости направленного движения (U⁺) и (U^-), то величина плотности тока проводимости будет определяться выражением (4)

J = q⁺×n⁺×U⁺ + q^-×n^-×U^- (4)

Поскольку в правой части выражения (4) скорости направленного движения являются векторными величинами, то сама величина плотности тока проводимости должна быть векторной величиной.

Дата добавления: 2015-11-14