Главная | Обратная связь

Розділ 2. ЕЛЕКТРИЧНІ КОЛА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

Електричний струм

Як вже зазначалося, всі тіла в природі поділяються на провідники, напівпровідники і непровідники, або діелект­рики. Такий поділ обумовлений кількістю вільних зарядів у них—електронів та іонів.

Провідники, в яких пере­міщення зарядів відбувається за рахунок електронів, нази­ваються провідниками першого роду, а електро­провідність —електрон­ною. Провідники, в яких пе­реміщення зарядів відбувається завдяки руху іонів, нази­ваються провідниками другого роду, а електропро­відність —іонною.

Провідниками є в основному метали, вони мають вільні електрони, які в звичайному стані рухаються хаотично. Якщо підключити до кінців провідника джерела елек­тричної енергії, то в ньому утвориться електричне по­ле Е, яке переміщатиме електрони від негативного заряду до позитивного (рис. 2.1). Надмірність електронів негативного полюса обумовлює «штовхання» вільних електронів провід­ника, які «поштовх» однойменного заряду передають далі по провіднику і таким чином заряд рухатиметься із швид­кістю близько 300 тис. км за секунду. Самі ж електрони переміщуються набагато повільніше.

У провідниках другого роду іони переміщуються до про­тилежно заряджених полюсів джерела.

Явище напрямленого руху вільних носіїв електричних зарядів у провіднику називають електричним струмом провідності або просто електричним струмом і позначають буквою I. Одиницею електричного струму є ампер (А). Струм, який з часом не змінює своєї величини і напряму, називається постійним (рис.).

Величина струму виражає інтенсивність проходження заряду через провідник за одиницю часу: I=Q/t

де Q — величина заряду, Кл; t — час, с; I — електричний струм, А.

Величина струму дорівнює одному амперу, якщо за одну секунду через поперечний переріз провідника пере­міщується заряд в один кулон: А == Кл/с. Дольними частинами ампера є міліампер (мА) і мікроампер (мкА): А = 10^3 мА = 10^6 мкА; мА = 10^(-3) А; мкА = 10^(-6) А.

Поряд з терміном «величина струму» вживають терміни «сила струму» і «струм». Електричний струм «проходить» або «тече» тільки по замкненому електричному колу.

Електричним колом називають сукупність різних при­строїв, джерел енергії (струму) та провідників, що їх з'єднують,утворюючи шлях проходження електричного струму (рис.). .. Для постійного струму необхідне постійне електричне поле, яке підтримується джерелом постійної електричної енергії.

Електричні кола поділяють на нерозгалужені та розгалужені. У нерозгалуженому колі струм у будь-якій точці кола є той самий. У розгалужених колах на різних ділянках проходить різний струм. Роз­галуження буває досить складним і різноманітним (в телевізорах, в електронних обчислювальних машинах та ін.).

Вимірюють струм приладом, який називається ампер­метром.

Електричною схемою називають графічне зображення електричного кола, на якому умовно подано його елементи та їх з'єднання.

Вважають, що в зовнішній частині кола струм має на­прям від позитивного затискача джерела струму (+), до негативного затискача (-). Цей напрям протилежний на­пряму руху електронів. У внутрішній частині кола (в джерелі електричної енергії) струм має напрям від негатив­ного затискача до позитивного (див. рис. ).

Крім величини і напряму, струм характеризується гус­тиною.

Величину струму, що проходить через одиницю площі поперечного перерізу провідника електричного кола, нази­вають густиною струму і позначають буквою j:j=I/S

де j — густина струму, А/мм^2; I — електричний струм; S — площа поперечного перерізу провідника, мм^2.

Електричний струм, проходячи по електричному колу, може викликати такі дії: теплову, магнітну, електроди­намічну, біологічну, хімічну. Тому електричний струм ши­роко застосовують у багатьох галузях науки, техніки та народного господарства.