§7. Постійний електричний струм та його характеристики.
7.1 Електричний струм. Постійний струм. Сила і густина струму
Умови постійного струму:
1. Наявність провідника, в якому є вільні електрони.
2. Джерело живлення (електрорушійна сила, різниця потенціалів на кінцях провідника).
Якщо через задану уявну поверхню в провіднику переноситься сумарний заряд, не рівний нулю, то кажуть, що через цю поверхню тече електричний струм. Він може текти в твердих тілах, рідинах (електролітах) і в газах.
Для того, щоб існував струм, потрібно, щоб в даному середовищі були заряджені частинки, які можуть переміщуватися в межах всього тіла. Ці заряди називаються носіями струму. Носіями струму можуть бути електрони, іони, макроскопічні частинки, які мають надлишковий заряд. Струм в тілі виникає за умови, що всередині цього тіла існує електричне поле.
Носії заряду приймають участь в молекулярному тепловому русі і рухаються з швидкістю V за відсутності поля. При включенні електричного поля на даний хаотичний рух носіїв заряду накладається впорядкований рух швидкістю U. Таким чином, носії починають рухатися зі швидкістю
.
Так як швидкість теплового руху стає рівною нулю, то залишається лише впорядкований рух. Таким чином, електричний струм можна визначити як впорядкований рух електричних зарядів. Кількісною характеристикою електричного струму є величина заряду, що переноситься через поверхню, яка розглядається на одиницю часу. Ця величина називається силою струму.
. (7.1)
Електричний струм може бути обумовлений позитивними і негативними зарядами. Перенесення негативного заряду в одному напрямі еквівалентне перенесенню такого самого позитивного заряду в протилежному напрямі.
.
Електричний струм може бути розподілений по поверхні, по якій він тече нерівномірно. Більш детально струм характеризується за допомогою вектора густини струму, який чисельно дорівнює силі струму dI, який протікає через розташовану в даній точці, перпендикулярну напряму руху носіїв поверхню dS┴
. (7.2)
За напрямок вектора густини струму приймається напрям вектора швидкості впорядкованого руху позитивних зарядів. Знаючи вектор j у кожній точці простору, можна знайти силу струму через будь-яку поверхню.
. (7.3)
Нехай в деякій одиниці об’єму є концентрація n+ позитивних зарядів і n- негативних зарядів. Алгебраїчна сума зарядів дорівнює сумі позитивних е+ і негативних е- зарядів. Якщо під дією електричного поля вони набудуть деяких середніх швидкостей U+ I U-, то за одиницю часу через одиничну площу пройде n+U+ позитивних і n-U- негативних зарядів, які перенесуть n+U+е+ і n-U-е- позитивних і негативних зарядів відповідно.
Таким чином, вираз для густини струму можемо записати у вигляді:
. (7.4)
Або у векторній формі:
, (7.5)
. (7.6)
Останнє рівняння записане з рівняння (7.5) з урахуванням того, що 
. Струм, який не змінюється в часі, називається постійним і для такого струму справедливо:
. (7. 7)
Тоді 1 Кл – це такий заряд, який за 1 с проходить через переріз провідника при силі струму 1 А.
