Краткие теоретические сведения. Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц

Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. В металлических проводниках такими частицами являются свободные электроны.

Скалярной характеристикой электрического тока служит сила тока I. Если за время dt через поперечное сечение проводника переносится заряд dq, то сила тока определяется по формуле, А:

. (28)

Электрический ток может быть распределен по сечению проводника неравномерно, поэтому существует векторная характеристика тока, называемая плотностью тока Модуль вектора равен отношению силы тока dI, проходящего через расположенную в данной точке проводника и перпендикулярную к направлению движения зарядов площадку , к величине этой площадки:

. (29)

За направление вектора принимают направление вектора скорости упорядоченного движения положительных зарядов (направление, противоположное упорядоченному движению электронов в металлическом проводнике).

Георг Ом экспериментально установил закон, согласно которому сила тока, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна падению напряжения на проводнике:

, (30)

где R – активное электрическое сопротивление проводника, измеряемое в омах (Ом).

Сопротивление R проводника зависит от его формы и размеров, а также от свойств материала, из которого сделан проводник. Для однородного цилиндрического проводника

, (31)

где ℓ - длина проводника;

S – площадь его поперечного сечения;

r - коэффициент, зависящий от свойств материала и называемый удельным электрическим сопротивлением вещества.

При последовательном соединении проводников необходимо учитывать следующие соотношения для сопротивления проводников R, силы тока I в них и падения напряжения U на них:

;