§1.Характеристики електричного струму.

Електричним струмом називається перенос електричного заряду крізь деяку уявну поверхню S, наприклад, поперечний переріз провідника.

(5.1)

Сила струму – це величина заряду, що переноситься крізь поверхню S за одиницю часу.

1Кл – заряд, який переноситься через поперечний переріз провідника за 1с при силі струму в 1А.

(5.2)

, ,

де u – швидкість руху позитивних носіїв.

Модуль вектора чисельно дорівнює силі струму dI через елементарну площину, розташовану в даній точці перпендикулярно до напрямку руху носіїв.

В провідному середовищі виділимо площину S

(5.3)

(5.4)

Лінії струму проводять таким чином, щоб вектор був спрямований по нормалі в кожній точці до поверхні S.

(5.4)

Сила струму крізь довільну поверхню S – це потік вектора густини струму через цю поверхню. Сила струму скалярна і алгебраїчна величина.

§2.Закон збереження електричного заряду. Рівняння неперервності.

З аряд електрично ізольованої системи залишається сталим.

Р озглянемо замкнену поверхню S в деякому провідному середовищі де тече струм.

- об’ємна густина.

(5.6)

(5.7)

(5.7) – рівняння неперервності.

(5.6) і (5.7) виражають закон збереження електричного заряду і є його математичним виразом.

якщо

-зменшиться.

Тобто джерелами та стоками вектора є швидкість зміни об’ємної густини електричного заряду в даній точці.

, , , ,

- такий струм не є стаціонарним. Для стаціонарного струму I не є функцією часу.

Згідно (5.7) одержимо

(5.8)

(5.8) – умова стаціонарності електричного струму.

Це означає, що у випадку стаціонарного струму поле вектора не має ні джерел ні стоків, лінії стаціонарного струму ніде не починаються і ніде не закінчуються, тобто лінії неперервні.

§3.Закон Ома для однорідного провідника.

Ом експериментально встановив, що

(5.9)

Сила струму, що протікає однорідним провідником, прямо пропорційна різниці напруги на кінцях провідника, коефіціент пропорційності , де R – опір провідника.

[R]=1Ом

1Ом – це опір, при якому тече струм 1А при напрузі 1В.

Для однорідного циліндричного провідника

,

де  - питомий опір, l – довжина провідника, S – поперечний переріз.

[]=

Найкращі провідники мідь і алюміній(Cu,Al)

,

де  - температурний коефіцент.

Закон Ома в локальній (диференціальній) формі.

, (5.10)

де  - питома провідність.

[]=См/м

См=1/Ом (Сіменс)

Електричне поле провідника зі струмом.

При наявності струму в провідному середовищі є макроскопічні заряди. Якщо струм стаціонарний, то розподіл зарядів в просторі з часом залишається.

Поле таких струмів буде потенціальним

при

Електростатичне поле

Навколо провідника зі струмом існує магнітне поле.