Электрический ток. Природа электрического тока в различных средах. Сила и плотность тока. Уравнение неразрывности.

Электрическим током называетсяупорядоченное перемещение электрических зарядов. За направление электрического тока условно принимают направление упорядоченного движения положительных зарядов.

Различают два вида электрических токов – токи проводимости и конвекционные токи. Током проводимости называют упорядоченное движение в веществе или вакууме свободных заряженных частиц - электронов проводимости (в металлах), положительных и отрицательных ионов (в электролитах), электронов и положительных ионов (в газах), электронов проводимости и дырок (в полупроводниках), пучков электронов (в вакууме). Этот ток обусловлен тем, что в проводнике под действием приложенного электрического поля напряженностью происходит перемещение свободных электрических зарядов. Конвекционным электрическим током называют ток, обусловленный перемещением в пространстве заряженного макроскопического тела

Количественными характеристиками электрического тока служат скалярная величина сила тока, численно равная заряду, протекающему за единицу времени сквозь выбранную поверхность

I = dq/dt, (1.1)

и векторная - плотность тока , численно равная силе тока, проходящего через единицу площади поверхности, перпендикулярной направлению тока

. (1.2)

Направление вектора совпадает с направлениемдвижения положительных зарядов.

При равномерном распределении плотности тока по поверхности S

I = j^.S. (1.3)

Если скорость упорядоченного движения носителей заряда , их концентрация n₀, заряд каждого носителя q, то

= qn₀ . (1.4)

Единица силы тока - Ампер (А), плотности тока - А/м².

Электрический ток, сила и направление которого не изменяются с течением времени, называется постоянным . Для постоянного тока (рис 1.1)

(1.5)

Электрический ток, изменяющийся с течением времени, называется переменным. В электротехнике и электроэнергетике в основном используется синусоидальный электрический ток (рис 1.2).

Рис 1.1. Рис 1.2.