Поняття електричного струму електричний струм поняття визначення

Електрика стало постійним і незамінним супутником людства. Незважаючи на те що в оточенні будь-якого обивателя постійно знаходяться різні пристрої, саме поняття електричного струму залишається чимось загадковим і недоступним по суті. І це не дивно. Електричний струм невидимий, не володіє запахом, а всі спроби помацати його руками, як правило, призводять до неприємних відчуттів і загрожують серйозними травмами, а в окремих випадках навіть несумісними з життям.

Якщо задати більшості людей питання: «Так що ж таке електрика?» То в кращому випадку відповіддю буде: «Впорядковане рух електронів». І в принципі це правильно. Однак електричний струм має низку параметрів, які мають кількісні та якісні визначення, з чим і спробуємо розібратися.

Загальні поняття про електричний струм

Так що ж являє собою електричний струм? Абсолютно вірно — це впорядковане переміщення (рух) заряджених частинок, в якості яких виступають електрони, що характерно для металів, або іони, що властиво для електролітів.

Розглянемо сутність електричного струму на прикладі металів. У сольових розчинах (електролітах) механізм утворення електрики буде аналогічний і немає сенсу описувати його додатково. Кристалічна решітка металів складається з атомів, навколо ядер яких обертаються електрони. Але вони не мають ступінь свободи. Для того щоб електрон став вільним носієм заряду необхідні певні процеси. Наприклад, хімічна реакція. Оскільки самі по собі заряди не можуть переміщатися, необхідною умовою для існування струму є наявність електричного струму, яке виникає, коли катод і анод буде замкнутий провідником.

Перший є негативним полюсом джерела, а другий відповідно позитивним. В результаті утворюється електричний ланцюг, в яку можуть бути включені різні елементи впливають якісні характеристики електроструму.

Якісні та кількісні характеристики електричного струму

Основними поняттями, які характеризують електричний струм є його сила, напруга і опір. Це найбільш поширені параметри, про які можна почути. Має місце і ряд інших характеристик. Наприклад, потужність струму, його щільність і т.д. Але про них за своєю специфікою, не часто можна почути в побуті.

Що таке сила струму? Все просто, це кількість носіїв заряду яке перетнуло перетин проводить елемента за одиницю часу. Сила струму має позначення з системи СІ — «I», а одиницею виміру встановлений ампер. Формула для сили струму, з визначення, буде такою:

I = ΔQ / Δt, де ΔQ — кількість заряду, а Δt — проміжок часу за який воно перетинає перетин провідника.

Наступним поняттям, яке характеризує електричний струм є напруга. Воно за своєю суттю є роботою електричного поля по переміщенню заряду від одного електрода до іншого. Оскільки потенціали контактів джерела електричного струму різні, то напруга можна вважати різницею цих потенціалів. Таким чином, напруга є відношенням роботи до заряду. Формула виглядає наступним чином: U = Axq. Одиницею вимірювання різниці потенціалів в системі Сі прийнятий вольт. З роботою безпосередньо пов’язане поняття потужності електричного струму, яка є похідною від неї. Через напругу і силу, потужність (Р) можна виразити таким чином — Р = UxI.

Взаємозв’язок напруги і сили струму була визначена дослідним шляхом Г. Омом. Правда для цього довелося ввести таке поняття як опір провідника. Ця величина не ставитися до кількісних характеристик електричного струму, але дозволяє визначити необхідні параметри. Згідно із законом Ома взаємозв’язок сили струму, напруги та опору видно з виразу I = U / R.

Поняття постійного і змінного струму

Переміщення носіїв заряду, яке за своїм напрямом незмінно називається постійним електричним струмом. Необхідно пояснити, що при неможливості зміни свого напрямку, даний вид струму може міняти свої кількісні характеристики. Наприклад, в залежності від електричної схеми підключення провідників (елементів) може змінюватися сила, напруга на ділянці і т.д. Постійний струм характерний, наприклад, для гальванічних елементів.

А ось змінний струм, протягом конкретного проміжку часу, змінює свій напрямок в певній закономірності. Регулярність або періодичність зміни називається частотою і вимірюється в герцах (Гц). Поширеність електричного струму змінного типу в першу чергу обумовлена ​​низькими втратами при передачі на великі відстані.

Ссылка на основную публикацию