Сила тока
Сила тока | |
---|---|
, | |
Размерность | I |
Единицы измерения | |
СИ | А |
Примечания | |
скалярная величина |
Средняя си́ла то́ка — физическая величина , равная отношению заряда , прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени , к величине этого промежутка времени[1]:
- Если сила тока со временем не меняется, то ток называется постоянным.
- Сила тока в данный момент времени определяется так же по этой формуле, но промежуток времени должен быть очень малым.[2]
- Обычно обозначается символом , от фр. intensité du courant.
Сила тока в Международной системе единиц (СИ) измеряется в амперах (обозначение: А), ампер является одной из семи основных единиц СИ.
По закону Ома сила тока для участка цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению к участку цепи и обратно пропорциональна сопротивлению проводника этого участка цепи:
По закону Ома для полной цепи
Носителями заряда, движение которых приводит к возникновению тока, являются заряженные частицы, в роли которых обычно выступают электроны, ионы или дырки. Сила тока зависит от заряда этих частиц, их концентрации , средней скорости упорядоченного движения частиц , а также площади и формы поверхности, через которую течёт ток.
Если и постоянны по объёму проводника, а интересующая поверхность плоская, то выражение для силы тока можно представить в виде
где — угол между скоростью частиц и вектором нормали к поверхности.
В более общем случае, когда сформулированные выше ограничения не выполняются, аналогичное выражение можно записать только для силы тока , протекающего через малый элемент поверхности площадью :
Тогда выражение для силы тока, протекающего через всю поверхность, записывается в виде интеграла по поверхности
В металлах заряд переносят электроны, соответственно в этом случае выражение для силы тока имеет вид
где — элементарный электрический заряд.
Вектор называют плотностью электрического тока. Как следует из сказанного выше, его величина равна силе тока, протекающей через малый элемент поверхности единичной площади, расположенный перпендикулярно скорости , а направление совпадает с направлением упорядоченного движения заряженных частиц[3].
Для измерения силы тока используют специальный прибор — амперметр (для приборов, предназначенных для измерения малых токов, также используются названия миллиамперметр, микроамперметр, гальванометр). Его включают в разрыв цепи[4] в том месте, где нужно измерить силу тока. Основные методы измерения силы тока: магнитоэлектрический, электромагнитный и косвенный (путём измерения вольтметром напряжения на известном сопротивлении).
В случае переменного тока различают мгновенную силу тока, амплитудную (пиковую) силу тока и эффективную силу тока (равную силе постоянного тока, который выделяет такую же мощность).
Примечания[править | править код]
- ↑ Сила тока электрического // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — Т. 4: Пойнтинга — Робертсона — Стримеры. — С. 496. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.
- ↑ Мякишев Г. Я.,. Физика. 10 класс : учеб. для общеобразовательны. учреждений: базовый и просил. уровня. — 19-е изд.. — М.: Просвещение, 2010. — С. 290. — 366 с. — ISBN 978-5-09-022776-6.
- ↑ Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Физматлит, 2004. — Т. III. Электричество. — С. 173—174. — 656 с. — ISBN 5-9221-0227-3.
- ↑ Силу переменного тока можно измерять без разрыва цепи с помощью измерительного прибора под названием токоизмерительные клещи. Современные приборы такого типа могут измерять и силу постоянного тока.
Литература[править | править код]
- Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Физматлит, 2004. — Т. III. Электричество. — С. 173—174. — 656 с. — ISBN 5-9221-0227-3.
Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |