3.5.1. Постоянный электрический ток

Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов.

В проводнике под действием приложенного электрического поля Е свободные электрические заряды перемещаются: положительные — по полю, отрицательные — против поля, т.

Если же упорядоченное движение электрических зарядов осуществляется перемещением в пространстве заряженного макроскопического тела, то возникает конвекционный ток. 3а направление тока условно принимают направление движения положительных зарядов.

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I — скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

I = dq/dt (Кл/с=А).

Если за любые равные промежутки времени через любое поперечное сечение переносится одинаковый заряд в единицу времени, то такой ток называют постоянным (стационарным):

I = q/t,

где q — электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника.

Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:

j = dI/dS (А/м²).

Если концентрация носителей тока равна n и каждый носитель имеет элементарный заряд е (что не обязательно для ионов) их скорость , то за время dt через поперечное сечение S проводника переносится заряд

dq=ne Sdt.

Сила тока I = dq/dt = ne S, и j = ne .

Направление вектора j совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов j =k j – вектор плотности тока.

Сила тока сквозь произвольную поверхность S определяется как поток вектора j:

I = jdS.