Физика (Электричество)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF4_7_Elektrichesky_tok_v_metallakh_mini

4.7.2. Сила и плотность токатока

Плотность электрического тока – это векторная величина, определяющая количество электрических зарядов, проходящее в единицу времени в определённом направлении через единицу площади проводника:

j = ρv

где ρ – объёмная плотность зарядов; v – скорость движения зарядов.

Плотность тока

(Current density)

Направление вектора j совпадает с направлением вектора E. Модуль плотности тока можно выразить следующим образом:

j = nq v

где n – число носителей зарядов в единице объёма; q – величина заряда носителя; ‹v› – средняя скорость их упорядоченного перемещения.

Подвижность носителей зарядов

(Carrier mobility)

Подвижность носителей зарядов µq численно равна средней скорости v их упорядоченного движения, которую они приобретают в поле напряжённостью в 1 В·см–1 :

μq ≡ μ = v

тогда:

E

j = nqμE = σE

где E – напряжённость электрического поля внутри проводника; σ = nqµ – удельная проводимость.

Размерность подвижности в системе СИ – м2·В–1 ·с–1 (квадратный метр на вольт-секунду).

Сила электрического тока

(Strength of electric current)

Сила электрического тока – количество электричества, протекающего за единицу времени через всю поверхность:

I = ∫ jdS

S

Электрический ток

(Electric current)

Электрический ток

(Electric current)

Определение единицы силы тока в системе СИ

Ампер – единица силы электрического тока в СИ, равная силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум прямолинейным параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2·10–7 Н.

Французский учёный Андре-Мари Ампéр (Ampere) (22.01.1775–10.06.1836)

Ammeter and Voltmeter (Амперметр и вольтметр)

Ток через лампочку и напряжение на ней