Явление электрического тока

Известно несколько видов явления электрического тока, различающихся в зависимости от типа вещества, в котором оно возникает при соответствующих условиях.

Электропроводность – это способность вещества проводить электрический ток.

Все вещества делятся на три класса: проводники, полупроводники и диэлектрики. Проводники бывают первого и второго рода: в проводниках первого рода (металлы) ток создается электронами и проводимость называется электронной, в проводниках второго рода (растворы солей, кислот, щелочей) ток создается ионами.

Явление направленного движения свободных носителей электрического заряда в веществе или в вакууме называется током проводимости.

Интенсивность электрического тока оценивается физической величиной, называемой силой электрического тока. Величина тока проводимости определяется электрическим зарядом всех частиц, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени:

;

В практических расчетах используют понятие плотности электрического тока (численно определяется отношением силы тока к площади поперечного сечения проводника):

;

Опытами установлено, что интенсивность электрического тока пропорциональна напряженности электрического поля и зависит от свойств проводящего вещества. Зависимость тока от свойств вещества называют проводимостью, а величину ей обратную – сопротивлением.

;

G – проводимость;

R= 1\G – сопротивление;

Сопротивление зависит от температуры: ;

α– температурный коэффициент сопротивления.

Полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками, их молекулы связаны ковалентными связями. Эти связи могут быть разрушены при определенных условиях: добавляем либо примесь из электронов или примесь из положительных ионов и тогда возникает возможность получения электронной или дырочной проводимости. Чтобы обеспечить ток в полупроводнике необходимо приложить разность потенциалов.

Электропроводность диэлектриков практически равна нулю в силу весьма сильных связей между электронами и ядром. Если диэлектрик поместить во внешнее электрическое поле произойдет поляризация атомов за счет смещения положительных зарядов в одну сторону, отрицательных – в другую. При очень сильном внешнем электрическом поле атомы могут быть разорваны, возникает ток пробоя.

Помимо тока проводимости существует еще и ток смещения. Ток смещения обусловлен изменением вектора напряженности электрического поля с течением времени.

Электрический ток может протекать только в замкнутой системе.

Тема 1.2 Простые и сложные электрические цепи

Электрическая цепь представляет собой совокупность устройств и объектов, которая обеспечивает протекание электрического тока от источника к потребителю.

Элементом электрической цепи является отдельный объект или устройство. Основными элементами электрической цепиявляются: источник электрической энергии, потребители, устройства для передачи электрической энергии. Висточниках электрической энергиипроисходит преобразование различных видов неэлектрической энергии в электрическую энергию. Впотребителяхэлектрическая энергия преобразуется в тепло, свет и другие неэлектрические виды энергий. Устройствами для передачи электрической энергии от источников к потребителям являются линии электропередачи. Все основные элементы электрических цепей обладают электрическим сопротивлением и влияют на величину тока в электрической цепи.

Кроме основных элементов электрические цепи содержат вспомогательные элементы: предохранители, рубильники, переключатели, измерительные приборы и другое.

Электрическая цепь называется простой, если она состоит из одного замкнутого контура. Электрическая цепь называетсясложной(разветвленной), если она состоит из нескольких замкнутых контуров.