Електричний струм: визначення

Електричний струм – являє собою не компенсоване впорядковане переміщення електрично заряджених частинок під дією електромагнітного поля. Подібними частинками можуть бути: в провідниках – електрони, в електролітах і газах – іони (аніони і катіони), в різних напівпровідниках – дірки і електрони (електронно-діркова електрична провідність).

Електричний струм повсюдно застосовується в енергетиці для безпосередньої передачі енергії на деякі відстані. Умовно прийнято, що наявне напрямок електричного струму повністю збігається з напрямком пересування позитивних електричних зарядів в тому чи іншому провіднику. При цьому якщо носіями електричного струму (єдиними) є негативно заряджені частинки (електрони в металі), то, в даному випадку, напрямок струму буде протилежно руху електронів.

Дійсна швидкість руху частинок (спрямованого) в електричних провідниках прямо залежить від різновиду матеріалу даного провідника, його маси і заряду електричної частки, температури середовища, підключеного напруги (різниці потенціалів) і становить реальну величину, меншу швидкості світла. Швидкість протікання електричного струму в ідеалі прирівнюється до швидкості світла, тобто реальної швидкості руху фронту електромагнітної хвилі.

Існує постійний і змінний електричний струм:

1) Постійний електричний струм являє собою впорядкований потік електрично заряджених частинок, величина і напрямок якого практично не змінюється з часом.
2) Змінний електричний струм являє собою впорядкований потік електрично заряджених частинок, величина і напрямок яких змінюється з плином часу. Серед змінних електричних струмів головним є струм, значення якого змінюється за синусоїдальним законом. В даному випадку електричний потенціал кожного кінця робочого провідника змінюється щодо потенціалу протилежного кінця електричного провідника по черзі з негативного на позитивний і навпаки, проходячи при цьому через всі наявні проміжні електричні потенціали.

В результаті з’являється електричний струм, який постійно змінює свій напрямок в одиницю часу: в одному напрямку він збільшується, в результаті досягаючи свого максимуму (амплітудне значення), потім починається процес спаду, на якийсь момент часу стає рівним нулю, а після цього знову починає зростати, але вже в протилежному напрямку і також приходить до максимального свого значення, далі знову спадає, потім назад повторює весь свій цикл знову.

Той проміжок часу, за який здійснюється один повний такий цикл (тепер включає в себе зміну електричного струму в обидві сторони), носить назву періодом змінного струму. Число періодів, які відбуваються за одиницю часу, називається частотою. Частота міряється в герцах, одному Герцу відповідає один період за одну секунду.

Силою електричного струму прийнято називати фізичну величину, яка дорівнює наявному відношенню числа електричних зарядів, яке пройшло за певний час через поперечний переріз струмопровідного провідника, до значення даного проміжку часу. Сила електричного струму в системі СІ вимірюється в Амперах. За знаменитому закону «Ома» сила електричного струму «I» прямо пропорційна підключеному напрузі «U» і обернено пропорційна електричному опору струмопровідного провідника «R»: I = U / R

Щільністю електричного струму прийнято називати вектор, модуль якого дорівнює відношенню сили електричного струму, який протікає крізь певну площу, перпендикулярну до чинного напрямку електричного струму, до величини даної площі, а безпосереднє напрямок вектора повністю збігається з наявному напрямком пересуванням позитивного електричного заряду в цьому струмі. Щільність електричного струму в системі СІ вимірюється в амперах на квадратний метр.

Посилання на основну публікацію