Основные характеристики. 
Законы постоянного тока

1. Сила тока — I, единица измерения — 1 А (Ампер).

Силой тока называется величина, равная заряду, протекающему через поперечное сечение проводника за единицу времени.

I = q/t (1).

Формула (1) справедлива для постоянного тока, при котором сила тока и его направление не изменяются со временем. Если сила тока и его направление изменяются со временем, то такой ток называется переменным.

Для переменного тока:

I = lim? q/?t, (*).

?t > 0.

т.е. I = q', где q' - производная от заряда по времени.

2. Плотность тока — j, единица измерения — 1 А/м2.

Плотностью тока называется величина, равная силе тока, протекающего через единичное поперечное сечение проводника:

j = I/S. (2).

• 3. Электродвижущая сила источника тока — э.д.с. (?), единица измерения — 1 В (Вольт). Э.д.с.- физическая величина, равная работе, совершаемой сторонними силами при перемещении по электрической цепи единичного положительного заряда:
  • ? = Аст./q
• 4. Сопротивление проводника — R, единица измерения — 1 Ом.

Под действием электрического поля в вакууме свободные заряды двигались бы ускоренно. В веществе они движутся в среднем равномерно, т.к. часть энергии отдают частицам вещества при столкновениях.

Теория утверждает, что энергия упорядоченного движения зарядов рассеивается на искажениях кристаллической решетки. Исходя из природы электрического сопротивления, следует, что.

R = *l/S, (4).

где.

l — длина проводника,.

S — площадь поперечного сечения,.

— коэффициент пропорциональности, названный удельным сопротивлением материала.

Эта формула хорошо подтверждается на опыте.

Взаимодействие частиц проводника с движущимися в токе зарядами зависит от хаотического движения частиц, т. е. от температуры проводника.

Электрический ток вызывает нагревание проводника. Вокруг проводника с током существует магнитное поле. Электрический ток способен оказывать химическое действие.

Пример:

За время Дt через поперечное сечение проводника S проходят заряженные частицы, содержащиеся в объеме где — их средняя скорость направленного движения.

Если заряд каждой частицы равен q 0, а их концентрация n, то общий заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t равен Отсюда сила тока.

Известно, что.

= 0(1 + t), (5).

R = R0(1 +t). (6).

Коэффициент называется температурным коэффициентом сопротив-ления:

= (R — R0)/R0*t.

Зависимость (t) для металлов линейная:

В 1911 году открыто явление сверхпроводимости, заключающееся в том, что при температуре, близкой к абсолютному нулю, сопротивление некоторых металлов падает скачком до нуля.

У некоторых веществ (например, у электролитов и полупроводников) удельное сопротивление с ростом температуры уменьшается, что объясняется ростом концентрации свободных зарядов.

Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью :

= 1/. (7).

5. Напряжение — U, единица измерения — 1 В.

Напряжение — физическая величина, равная работе, совершаемой сторонними и электрическими силами при перемещении единичного положительного заряда.

U = (Aст.+ Аэл.)/q. (8).