2. 2. Протекание тока

Электрический ток представляет собой медленный дрейф электронов из области отрицательного заряда в об­ласть положительного заряда. Для измерения силы тока используется ампер (А). Эта единица названа в честь фран­цузского физика Андре Мари Ампера (1775-1836). Ампер представляет силу тока в проводнике, когда заряд в один кулон перемещается через заданную точку за одну секун­ду. Соотношение между ампером и кулоном за секунду выражается формулой:

где I — сила тока в амперах, Q — величина электрическо­го заряда в кулонах, t — время в секундах.

ПРИМЕР. Чему равна сила тока в амперах, если через точку в электрической цепи прошло 9 кулон заряда за 3 секунды?

Дано: Решение:

t

I = ?

Q = 9Кл

t = 3 с

I = 3 А

Решение:

ПРИМЕР. По цепи течет ток 5 ампер. Сколько време­ни займет прохождение 1 кулона заряда через данную точ­ку цепи?

Дано:

t

I = 5 А

Q = 1 К

t

t = ?

0. 2 секунды = t Отрицательно заряженные электроны, как правило, являются носителями заряда в электрической цепи. Сле­довательно, электрический ток — это поток отрицательных зарядов. Принято считать, что направление тока противо­положно направлению потока электронов. Позднее было ус­тановлено, что при перемещении электрона от одного ато­ма к другому создаются положительные заряды, называе­мые дырками, которые перемещаются в противоположном направлении (рис. 2-2, 2-3). Электроны и ток при этом ос­таются такими же.

Если электроны добавляются на одном конце проводни­ка и берутся для этого с другого конца, то по проводнику течет ток. По мере своего медленного перемещения по про­воднику свободные электроны сталкиваются с атомами, ос­вобождая при этом другие электроны. Эти новые свободные электроны перемещаются по направлению к положительно заряженному концу проводника и сталкиваются с другими атомами. Дрейф электронов от отрицательно заряженного конца проводника к положительному происходит вслед­ствие отталкивания зарядов. Кроме того, положительно

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ

Рис. 2-2. Когда электроны перемещаются от одного атома к друго­му, они вызывают появление противоположно движущихся поло­жительных зарядов, называемых дырками.

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ

поток электронов ——

-«— поток дырок

направление тока—»-

Рис. 2-3. Направление движения электронов проти­воположно направлению движения дырок.

заряженный конец проводника с дефицитом электронов при­тягивает электроны как противоположные по знаку заряды.

Дрейф электронов происходит медленно (примерно три миллиметра в секунду), но отдельные электроны, сталки­ваясь с атомами, освобождают электроны, движущиеся по­чти со скоростью света (2,99х10⁸ метров). Представим себе длинную трубу, заполненную шариками для пинг-понга (рис. 2-4). При добавлении шарика к одному концу трубы,

Шарики от л -

^г полая труба•