Что такое электрический ток простыми словами
Перейти к содержимому

Что такое электрический ток простыми словами

  • автор:

Что такое ток простыми словами

Что такое ток простыми словами

Можно долго объяснять, что такое электрический ток. Использовать формулы, копировать определения из учебников по физике. Но в этой статье я хочу рассказать, что такое ток простыми словами.

Что такое электрический ток

Давайте представим такую картину:

Две бутылки, соединённые между собой трубой, и кран. Одна бутылка наполнена водой и в трубе летают рыбки.

Труба — это проводник (например, медный провод). Если поглядеть на медный провод под микроскопом, то мы увидим атомы, в состав которых входят электроны. А роль электронов будут выполнять наши рыбки, которые летают в трубе (т.е. хаотично движутся). И рыбки никуда целенаправленно не передвигаются, они летают как им угодно.

А теперь давайте откроем кран и посмотрим, что будет. В результате вода из одной бутылки будет перетекать в другую (принцип сообщающихся сосудов) и будет уносить наших рыбок, а это уже целенаправленное движение.

Что представляет собой ток

Перейдём к определению, что такое электрический ток!

Электрический ток — это направленное движение электрически заряженных частиц (в нашем случае это-рыбки) под воздействием электрического поля (в нашем случае это вода).

Что такое сила тока

Вернёмся к нашим рыбкам!

Чем больше рыбок за одну секунду будет проносить вода в трубе, тем больше будет сила!

В результате нашего опыта получаем определение:

Сила тока — это количество электричества (в нашем случае рыбки), проходящее через поперечное сечение проводника (в нашем случае труба) за одну секунду!

Закон Ома

Из этой статьи вы поняли, что является электрическим током. Но как же нам вычислить силу тока.

Вы видите формулу, по которой вычисляется ток для участка цепи.

Чтобы вычислить силу тока, необходимо напряжение разделить на сопротивление.

Дорогие читатели, подписывайтесь на обновления блога и в следующих статьях я расскажу, что такое напряжение и сопротивление!

Электротехника для чайников

Начнем пожалуй с понятия электричества. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля. В качестве частиц могут выступать свободные электроны металла, если ток течет по металлическому проводу, или ионы, если ток течет в газе или жидкости.

Есть ещё ток в полупроводниках, но это отдельная тема для разговора. Как пример можно привести высоковольтный трансформатор из микроволновки – сначала электроны бегут по проводам, затем ионы движутся между проводами, соответственно сначала ток идет через металл, а потом через воздух. Вещество называются проводником или полупроводником, если в нём есть частицы, способные переносить электрический заряд. Если таких частиц нет, то такое вещество называется диэлектриком, оно не проводит электричество. Заряженные частицы несут на себе электрический заряд, который измеряется обозначается q в кулонах.

Единица измерения силы тока называется Ампер и обозначается буковой I, ток величиной в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда величиной 1 Кулон за 1 секунду, то есть грубо говоря сила тока измеряется в кулонах секунду. И по сути сила тока это количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника. Чем больше заряженных частиц бежит по проводу, тем соответственно больше ток.

Чтобы заставить заряженные частицы перемещаться от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Напряжение измеряется в вольтах и обозначается буквой V или U. Чтобы получить напряжение величиной 1 Вольт нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж. Согласен, немного непонятно.

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под действием силы тяжести вытекает через трубу. Пусть вода – это электрический заряд, высота водяного столба – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток. Точнее не скорость потока, а количество вытекающей за секунду воды. Вы понимаете, что чем выше уровень воды, тем больше будет давление внизу А чем выше давление внизу, тем больше воды вытечет через трубу, потому что скорость будет выше.. Аналогично чем выше напряжение, тем больший ток будет течь в цепи.

Зависимость между всеми тремя рассмотренными величинами в цепи постоянного тока определяет закон ома, который выражается вот такой формулой, и звучит как сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению. Чем больше сопротивление, тем меньше ток, и наоборот.

Добавлю ещё пару слов про сопротивление. Его можно измерить, а можно посчитать. Допустим у нас есть проводник, имеющий известную длину и площадь поперечного сечения. Квадратный, круглый, неважно. Разные вещества имеют разное удельное сопротивление, и для нашего воображаемого проводника существует вот такая формула, определяющая зависимость между длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление веществ можно найти в интернете в виде таблиц.

Можно опять же провести аналогию с водой: вода течёт по трубе, пусть труба имеет удельную шершавость. Логично предположить, что чем длиннее и уже труба, тем меньше воды будет по ней протекать за единицу времени. Видите, как всё просто? Формулу даже запоминать не нужно, достаточно представить себе трубу с водой.

Что касается измерения сопротивления, то нужен прибор, омметр. В наше время более популярны универсальные приборы – мультиметры, они измеряют и сопротивление, и ток, и напряжение, и ещё кучу всего. Давайте проведём эксперимент. Я возьму отрезок нихромовой проволоки известной длины и площади сечения, найду удельное сопротивление на сайте где я её купил и посчитаю сопротивление. Теперь этот же кусочек измерю при помощи прибора. Для такого маленького сопротивления мне придется вычесть сопротивление щупов моего прибора, которое равно 0.8 Ом. Вот так вот!

Шкала мультиметра разбита по размерам измеряемых величин, это сделано для более высокой точности измерения. Если я хочу измерить резистор с номиналом 100 кОм, я ставлю рукоятку на большее ближайшее сопротивление. В моём случае это 200 килоом. Если хочу измерить 1 килоом, то ставлю на 2 ком. Это справедливо для измерения остальных величин. То есть на шкале отложены пределы измерения, в который нужно попасть.

Давайте продолжим развлекаться с мультиметром и попробуем измерить остальные изученные величины. Возьму несколько разных источников постоянного тока. Пусть это будет блок питания на 12 вольт, юсб порт и трансформатор, который в своей молодости сделал мой дед. Напряжение на этих источниках мы можем измерить прямо сейчас, подключив вольтметр параллельно, то есть непосредственно к плюсу и к минусу источников. С напряжением всё понятно, его можно взять и измерить. А вот чтобы измерить силу тока, нужно создать электрическую цепь, по которой будет протекать ток. В электрической цепи обязательно должен быть потребитель, или нагрузка. Давайте подключим потребитель к каждому источнику. Кусочек светодиодной ленты, моторчик и резистор на (160 ом).

Давайте измерим ток, протекающий в цепях. Для этого переключаю мультиметр в режим измерения силы тока и переключаю щуп во вход для тока. Амперметр подключается в цепь последовательно измеряемому объекту. Вот схема, её тоже следует помнить и не путать с подключением вольтметра. Кстати существует такая штуковина как токовые клещи. Они позволяют измерять силу тока в цепи без подключения непосредственно к цепи. То есть не нужно отсоединять провода, просто накидываешь их на провод и они измеряют. Ну ладно, вернёмся к нашему обычному амперметру.

Итак, я измерил все токи. Теперь мы знаем, какой ток потребляется в каждой цепи. Здесь у нас светятся светодиоды, здесь крутится моторчик а здесь…. Так стоять, а че делает резистор? Он не поёт нам песни, не освещает комнату и не вращает никакой механизм. Так на что он тратит целых 90 миллиампер? Так не пойдёт, давайте разбираться. Слышь ты! Ау, он горячий! Так вот куда расходуется энергия! А можно ли как-то посчитать, что здесь за энергия? Оказывается – можно. Закон, описывающий тепловое действие электрического тока был открыт в 19 веке двумя учеными, Джеймсом Джоулем и Эмилием Ленцем. Закон назвали закон Джоуля-Ленца. Он выражается вот такой формулой, и численно показывает, сколько джоулей энергии выделяется в проводнике, в котором течёт ток, за единицу времени. Из этого закона можно найти мощность, которая выделяется на этом проводнике, мощность обозначается английской буквой Р и измеряется в ваттах.

Таким образом у меня на столе электрическая мощность идёт на освещение, на совершение механической работы и на нагрев окружающего воздуха. Кстати именно на этом принципе работают различные нагреватели, электрочайники, фены, паяльники и прочее. Там везде стоит тоненькая спираль, которая нагревается под действием тока.

Этот момент стоит учитывать при подведении проводов к нагрузке, то есть прокладка проводки к розеткам по квартире тоже входит в это понятие. Если вы возьмете для подведения к розетке слишком тонкий провод и подключите в эту розетку компьютер, чайник и микроволновку, то провод может нагреться вплоть до возникновения пожара. Поэтому есть вот такая табличка, которая связывает площадь поперечного сечения проводов с максимальной мощностью, которая по этим проводам будет идти. Если вздумаете тянуть провода – не забудьте об этом.

Также в рамках этого выпуска хотелось бы напомнить особенности параллельного и последовательного соединения потребителей тока. При последовательном соединении сила тока одинакова на всех потребителях, напряжение разделилось на части, а общее сопротивление потребителей представляет собой сумму всех сопротивлений. При параллельном соединении напряжение на всех потребителях одинаково, сила тока разделилась, а общее сопротивление вычисляется вот по такой формуле.

Из этого вытекает один очень интересный момент, который можно использовать для измерения силы тока. Допустим нужно измерить силу тока в цепи около 2 ампер. Амперметр с этой задачей не справляется, поэтому можно использовать закон ома в чистом виде. Знаем, что сила тока одинакова при последовательном соединении. Возьмём резистор с очень маленьким сопротивлением и вставим его последовательно нагрузке. Измерим на нём напряжение. Теперь, пользуясь законом ома, найдём силу тока. Как видите, она совпадает с расчётом ленты. Здесь главное помнить, что этот добавочный резистор должен быть как можно меньшего сопротивления, чтобы оказывать минимальное влияние на измерения.

Есть ещё один очень важный момент, о котором нужно знать. Все источники имеют максимальный отдаваемый ток, если этот ток превысить – источник может нагреться, выйти из строя, а в худшем случае ещё и загореться. Самый благоприятный исход это когда источник имеет защиту от перегрузки по току, в таком случае он просто отключит ток. Как мы помним из закона ома, чем меньше сопротивление, тем выше ток. То есть если взять в качестве нагрузки кусок провода, то есть замкнуть источник самого на себя, то сила тока в цепи подскочит до огромных значений, это называется короткое замыкание. Если вы помните начало выпуска, то можете провести аналогию с водой. Если подставить нулевое сопротивление в закон ома то мы получим бесконечно большой ток. На практике такое конечно не происходит, потому что источник имеет внутреннее сопротивление, которое подключено последовательно. Этот закон называется закон ома для полной цепи. Таким образом ток короткого замыкания зависит от величины внутреннего сопротивления источника.

Сейчас давайте вернёмся к максимальному току, который может выдать источник. Как я уже говорил, силу тока в цепи определяет нагрузка. Многие писали мне вк и задавали примерно вот такой вопрос, я его слегка утрирую: Саня, у меня есть блок питания на 12 вольт и 50 ампер. Если я подключу к нему маленький кусочек светодиодной ленты, она не сгорит? Нет, конечно же она не сгорит. 50 ампер – это максимальный ток, который способен выдать источник. Если ты подключишь к нему кусочек ленты, она возьмёт свои ну допустим 100 миллиампер, и все. Ток в цепи будет равен 100 миллиампер, и никто никуда не будет гореть. Другое дело, если возьмёшь километр светодиодной ленты и подключишь его к этому блоку питания, то ток там будет выше допустимого, и блок питания скорее всего перегреется и выйдет из строя. Запомните, именно потребитель определяет величину тока в цепи. Этот блок может выдать максимум 2 ампера, и когда я закорачиваю его на болтик, с болтиком ничего не происходит. А вот блоку питания это не нравится, он работает в экстремальных условиях. А вот если взять источник, способный выдать десятки ампер, такая ситуация не понравится уже болтику.

Давайте для примера произведём расчёт блока питания, который потребуется для питания известного отрезка светодиодной ленты. Итак, закупили мы у китайцев катушку светодиодной ленты и хотим запитать три метра этой самой ленты. Для начала идём на страницу товара и пытаемся найти, сколько ватт потребляет один метр ленты. Эту информацию я найти не смог, поэтому есть вот такая табличка. Смотрим, что у нас за лента. Диоды 5050, 60 штук на метр. И видим, что мощность составляет 14 ватт на метр. Я хочу 3 метра, значит мощность будет 42 ватта. Блок питания желательно брать с запасом на 30% по мощности, чтобы он не работал в критическом режиме. В итоге получаем 55 ватт. Ближайший подходящий блок питания будет на 60 ватт. Из формулы мощности выражаем силу тока и находим её, зная, что светодиоды работают при напряжении 12 вольт. Выходит, нам нужен блок с током 5 ампер. Заходим, например, на али, находим, покупаем.

Очень важно знать потребляемый ток при изготовлении всяких USB самоделок. Максимальный ток, который можно взять от USB, составляет 500 миллиампер, и его лучше не превышать.

И напоследок коротенько о технике безопасности. Здесь вы можете видеть, до каких значений электричество считается неопасным для жизни человека.

Что такое электрический ток простыми словами

Если в какой-либо среде есть свободные носители заряда (например, электроны в металле), то они не находятся в покое, а хаотически движутся. Но можно заставить электроны двигаться упорядоченно в заданном направлении. Такое направленное движение заряженных частиц называется электрическим током.

Электрическая цепь.

Как возникает электрический ток

Если взять два проводника, и один из них зарядить отрицательно (добавить ему электронов), а другой зарядить положительно (отобрав у него часть электронов), возникнет электрическое поле. Если соединить оба электрода проводником, поле заставит двигаться электроны в направлении, противоположном направлению вектора напряженности электрического поля, в соответствии с направлением вектора электрической силы. Отрицательно заряженные частицы будут двигаться от электрода, где они в избытке, к электроду, где они в недостатке.

Направление движение электронов.

Для возникновения движения электронов не обязательно сообщать второму электроду положительный заряд. Главное, чтобы отрицательный заряд первого был выше. Можно даже зарядить оба проводника отрицательно, но один проводник должен иметь заряд больше другого. В этом случае говорят о разности потенциалов, которая вызывает электрический ток.

По аналогии с водой – если соединить два сосуда, заполненные водой до разных уровней, возникнет поток воды. Его напор будет зависеть от разницы уровней.

Интересно, что хаотическое движение электронов под действием электрического поля в целом сохраняется, но общий вектор движения массы носителей заряда приобретает направленный характер. Если «хаотическая» составляющая движения имеет скорость несколько десятков или даже сотен километров в секунду, то направленная составляющая – несколько миллиметров в минуту. Но воздействие (когда электроны по длине проводника приходят в движение) распространяется со скоростью света, поэтому говорят, что электрический ток движется со скоростью 3*10 8 м/сек.

Читайте также: Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция

В рамках приведенного выше эксперимента ток в проводнике будет существовать недолго – до тех пор, пока в отрицательно заряженном проводнике не закончатся избыточные электроны, и их количество на обоих полюсах не уравновесится. Это время невелико – ничтожные доли секунды.

Перейти обратно к изначально отрицательно заряженному электроду и создать избыточный заряд носителям не даёт то же самое электрическое поле, которое двигало электроны от минуса к плюсу. Поэтому должна быть сторонняя сила, действующая против силы электрического поля и превосходящая его. По аналогии с водой, должен быть насос, закачивающий воду обратно на верхний уровень для создания непрерывного потока воды.

Обратный переток электронов.

Направление тока

За направление тока принято направление от плюса к минусу, то есть, направление движения положительно заряженных частиц – противоположно движению электронов. Связано это с тем, что само явление электрического тока было открыто намного раньше, чем было получено объяснение его природы, и считалось, что ток идёт именно в эту сторону. К тому времени накопилось большое количество статей и другой литературы на эту тему, появились понятия, определения и законы. Чтобы не пересматривать огромное количество уже опубликованного материала, просто приняли направление тока против потока электронов.

Если ток течёт все время в одном направлении (даже изменяясь по силе), он называется постоянным током. Если его направление меняется, то речь идет о переменном токе. В практическом применении направление меняется по какому-либо закону, например, по синусоидальному. Если направление протекания тока остаётся неизменным, но он периодически спадает до нуля и возрастает до максимального значения, то речь идёт об импульсном токе (различной формы).

Различные формы тока.

Необходимые условия поддержания электрического тока в цепи

Выше выведены три условия существования электрического тока в замкнутой цепи. Их надо рассмотреть подробнее.

Свободные носители зарядов

Первое необходимое условие существования электрического тока – наличие свободных носителей зарядов. Заряды не существуют отдельно от их носителей, поэтому надо рассматривать частицы, которые могут переносить заряд.

В металлах и других веществах с подобным типом проводимости (графит и т.п.) таковыми служат свободные электроны. Они слабо взаимодействуют с ядром, и могут покидать атом и относительно беспрепятственно перемещаться внутри проводника.

Также свободные электроны служат носителями заряда в полупроводниках, но в некоторых случаях говорят о «дырочной» проводимости этого класса твёрдых веществ (в противовес «электронной»). Это понятие нужно только для описания физических процессов, фактически ток в полупроводниках представляет собой всё то же движение электронов. Материалы, в которых электроны не могут покидать атом, являются диэлектриками. В них ток не возникает.

В жидкостях заряд переносят положительные и отрицательные ионы. Здесь подразумеваются жидкости – электролиты. Например, вода, в которой растворена соль. Сама по себе вода электрически довольно нейтральна, но при попадании в неё твердые и жидкие вещества растворяются и диссоциируют (распадаются) с образованием положительных и отрицательных ионов. А в расплавленных металлах (например, в ртути) носителями зарядов являются те же электроны.

Газы, в основном, являются диэлектриками. Свободных электронов в них нет – газы состоят из нейтральных атомов и молекул. Но если газ ионизирован, говорят о четвёртом агрегатном состоянии вещества – плазме. В ней тоже может течь электрический ток, он возникает при направленном движении электронов и ионов.

Также ток может течь и в вакууме (на этом принципе основано действие, например, электронных ламп). Для этого понадобятся электроны или ионы.

Электрическое поле

Несмотря на наличие носителей свободных зарядов, большинство сред электрически нейтральны. Это объясняется тем, что отрицательные (электроны) и положительные (протоны) частицы расположены равномерно, и их поля компенсируют друг друга. Чтобы возникло поле, заряды должны сосредоточиться в какой-то области. Если электроны скопились в области одного (отрицательного) электрода, то на противоположном (положительном) будет их недостаток, и возникнет поле, создающее силу, действующую на носители зарядов и заставляющее их двигаться.

Сторонняя сила для переноса зарядов

И третье условие – должна существовать сила, переносящая заряды в направлении, противоположном направлению электростатического поля, в противном случае заряды внутри замкнутой системы быстро уравновесятся. Эта сторонняя сила называется электродвижущей силой. Её происхождение может быть различным.

Электрохимическая природа

В этом случае ЭДС возникает в результате протекания электрохимических реакций. Реакции могут быть необратимыми. Примером служит гальванический элемент – всем известная батарейка. После исчерпания реагентов ЭДС снижается до нуля, и батарейка «садится».

В других случаях реакции могут быть обратимыми. Так, в аккумуляторе ЭДС также возникает в результате электрохимических реакций. Но по их завершении процесс можно возобновить – под действием внешнего электрического тока реакции пройдут в обратном порядке, и аккумулятор вновь будет готов отдавать ток.

Фотоэлектрическая природа

В этом случае ЭДС вызывается воздействием видимого, ультрафиолетового или инфракрасного излучения на процессы в полупроводниковых структурах. Такие силы возникают в фотоэлементах («солнечных батареях»). Под действием света во внешней цепи возникает электрический ток.

Термоэлектрическая природа

Если взять два разнородных проводника, спаять их и место соединения нагревать, то в цепи возникнет ЭДС за счёт разницы температур между горячим спаем (места соединения проводников) и холодным спаем – противоположными концами проводников. Таким способом можно не только вырабатывать ток, но и измерять температуру посредством измерения возникающей ЭДС.

Пьезоэлектрическая природа

Возникает при сдавливании или деформации некоторых твердых веществ. На этом принципе работает электрическая зажигалка.

Электромагнитная природа

Самый распространенный способ промышленного получения электричества – с помощью генератора постоянного или переменного тока. В машине постоянного тока якорь в виде рамки вращается в магнитном поле, пересекая его силовые линии. При этом возникает ЭДС, зависящая от скорости вращения ротора и магнитного потока. На практике применяется якорь из большого количества витков, образующих множество последовательно соединенных рамок. Возникающие в них ЭДС складываются.

В генераторе переменного тока применяется тот же принцип, но внутри неподвижной рамки вращается магнит (электрический или постоянный). В результате тех же процессов в статоре возникает ЭДС, имеющая синусоидальную форму. В промышленном масштабе почти всегда применяется выработка переменного тока – его проще преобразовывать для транспортировки и практического применения.

Интересное свойство генератора – обратимость. Оно состоит в том, что, если на выводы генератора подать напряжение от стороннего источника, его ротор начнёт вращаться. Это означает, что в зависимости от схемы подключения, электрическая машина может быть либо генератором, либо электромотором.

Это лишь основные понятия такого явления, как электрический ток. На самом деле, процессы, происходящие при направленном движении электронов намного сложнее. Для их понимания потребуется более глубокое изучение электродинамики.

Похожие статьи:

Магнитное поле: источники, свойства, характеристики и применение

Сила Лоренца и правило левой руки. Движение заряженных частиц в магнитном поле

Что такое потенциал и разность потенциалов между двумя точками

Закон Кулона, определение и формула — электрические точечные заряды и их взаимодействие

История открытия электричества

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Что такое электрический ток — простыми словами

Посмотрите наши проекты за 2007-2018 г

Современную цивилизацию сегодня невозможно представить без электричества. Благодаря бесперебойной подаче электрического тока функционируют промышленные предприятия, освещаются улицы городов, обеспечивается горячая вода и тепло в домах. В то же время, даже при условии постоянного использования этого ресурса, для многих остается неясным, что представляет собой электрический ток, откуда он берется и как протекает, на каких физических законах основывается.

Основные определения электрического тока

Повсеместно используются два основных определения электротока:

  • Согласно классическому определению, электрический ток является направленным, строго упорядоченным движением заряженных частиц.
  • Согласно академической формулировке, электрическим током определяется скорость изменения заряда по мере течения определенного периода времени.

з указанных определений академическое применяется наиболее часто, так как в классическом определении отсутствует описание природы этого явления.

Электроэнергия. Что представляет собой электрическое сопротивление

Под электрической энергией подразумевается энергия, которая высвобождается во время движения потоков заряженных частиц. Источником электроэнергии может являться генератор или аккумуляторные батареи, а в качестве потребителей рассматриваются оборудование и приборы, подключенные к сети. Электричество применяется в быту для обеспечения питания электротехники и измеряется в кВт/ч (киловатт-час).

Сферы использования электрического тока

С момента своего раскрытия электричество активно завоевывало разные области человеческой деятельности, способствуя всестороннему промышленному и технологическому развитию современной цивилизации. Сегодня электрический ток является первостепенным энергетическим ресурсом во всех отраслях:

  • Промышленность и производство,
  • Сельское, коммунальное хозяйство,
  • Транспорт, информационные технологии,
  • В быту и на административных объектах.

Без электричества человек лишается возможности использования уже ставших обыденностью бытовых приборов, видео и аудиотехники, отопительного оборудования, охранных систем и компьютерной техники.

При каких условиях возможно получение электрического тока

Электрический ток образуется, если соблюдены следующие условия:

  • Есть источник энергии — турбина генератора, солнечная или аккумуляторная батарея;
  • Наличие в проводнике достаточного количества свободных частиц с зарядом;
  • Если источником питания создано электрическое поле, выполняющее функцию упорядочивания в цепи и проводниках движение зарядов;
  • Если сформирована замкнутая цепь с концами, подключенными к полюсам используемого источника электропитания.

Именно наличие всех вышеперечисленных условий является гарантией длительного протекания электрического тока в установленной цепи и стабильного питания подключенных к ней потребителей (бытовых или промышленных электроприборов).

Как проявляется электрический ток в зависимости от разных сред?

Электрическим током в различных веществах является совокупность движущихся частиц:

  • в металле — электроны;
  • в газах — ионы + электроны;
  • в вакуумном пространстве — электроны;
  • в полупроводниках — дырки, обеспечивающие электронно-дырочную проводимость;
  • в электрических плитах — ионы.

Ток может проявляться следующим образом:

  • происходит нагрев проводников (не относится к сверхпроводникам);
  • в проводниках изменяется химический состав и структура молекул;
  • возникает магнитное поле (относится ко всем видам проводников).

Классификация тока

При движении заряженных частиц внутри макроскопического тела энергия называется электрическим током проводимости. Если же наблюдается движение макроскопических заряженных тел (к примеру — дождевые капли, имеющие заряд), ток будет конвекционным.

Основная классификация электрического тока предусматривает использование формулировки постоянного и переменного тока. Также рассмотрим и другие виды:

  • Постоянный ток — его направление и величина остаются неизменными во времени. Такой ток бывает пульсирующим, однонаправленным или выпрямленным переменным.
  • Переменный ток — изменяется во времени, под этим обозначением подразумевается любой вид непостоянного тока.
  • Периодический ток — его мгновенные значения, как правило, повторяются в неизменной последовательности через разные временные промежутки.
  • Синусоидальный ток — является периодическим электротоком, выполняющим синусоидальную функцию времени. Это означает, что происходит изменение электростатического потенциала каждого конца в проводнике по отношению к потенциалу другого конца — с отрицательного на положительный и наоборот. Это способствует возникновению тока, который непрерывно изменяет свое направление и амплитудное значение. Квазистационарный ток — это переменный вид тока, который изменяется довольно медленно. Его мгновенные значения достаточно точно выполняют соответствуют законам постоянных токов (Ома, правилам Кирхгофа, и др.). Как и в постоянном токе, в квазистационарном имеется одинаковая сила тока на абсолютно всех сечениях электроцепи.
  • Высокочастотный ток — относится к переменному току, частота которого превышает несколько десятков герц. Если волна излучения имеет длину, близкую к размерам элементов, входящих в электрическую цепь, могут быть нарушены условия квазистационарности. Следовательно, для проектировки таких цепе необходим особый подход.
  • Пульсирующий ток — представляется периодическим электротоком, в котором за определенный период среднее значение равно нулю.
  • Однонаправленный ток — является током, постоянно сохраняющим свое первоначальное направление.

Характеристики

Классификация тока

Свойства электрического тока характеризуются следующими величинами:

Сила и плотность тока.

Силой тока характеризуется интенсивность, с которой движутся электрические заряды в проводнике, а также количество проходящих частиц через плоскости поперечных сечений проводников. Единица измерения — ампер A.

Плотность электрического тока является векторной величиной, где направление вектора соответствует направлению, в котором двигаются положительные заряды. Единица измерения — A/м2.

Величины используются для формулирования знаменитого закона Ома, где на определенном участке электрической цепи для выражения разницы потенциалов (или напряжения) используется соотношение: U=I*R (U-напряжение, I-сила тока, R-сопротивление).

Мощность

Работа электрических сил направлена против реактивного и активного сопротивлений. При пассивном сопротивлении происходит преобразование электроэнергии в тепловую. Электрическая мощность — это действие электричества в установленный промежуток времени. Единица измерения: ватт (Вт).

Частота

Эта характеристика указывает на изменение количества периодов (колебаний) за определенные единицы времени. Единица измерения — герц Гц. Один герц равняется одному колебанию в секунду. Промышленному току свойственна стандартная частота в 50 Гц.

Ток смещения

Это условное название, так как в нем заряд не переносится. В то же время, токи проводимости и смещения определяют зависимость от них магнитного поля. Явным примером является конструкция конденсатором: даже если между обкладками конденсационного устройства при зарядке/разрядке заряды никак не перемещаются, наблюдается протекание тока смещения через конденсатор, тем самым обеспечивая замыкание электрической цепи.

Лицензированная электролаборатория компании ТМ Электро проведёт качественные испытания Ваших электросетей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *