Сила струму

Шаблон:Фізична величина Шаблон:Електродинаміка Си́ла електри́чного стру́му (сила струму або просто струм) — кількісна характеристика електричного струму в провіднику, скалярна величина $I=\frac{\mathrm{\Delta }q}{\mathrm{\Delta }t}$, яка відповідає кількості заряду ($\mathrm{\Delta }q$), що проходить крізь переріз провідника за час $\mathrm{\Delta }t$, розділеному на цей проміжок часу. За одиницю сили струму беруть таку силу струму, за якої відрізки паралельних провідників довжиною 1 м, що розташовані на відстані 1 м один від одного, взаємодіють із силою 2·10⁻⁷ Н. Силою струму називають ще величину, що визначає швидкість перенесення заряду частинками, які створюють струм, крізь поперечний переріз провідника. Струм — це упорядкований рух заряджених частинок. У системі SI сила струму вимірюється в амперах (позначення А). Відповідно, густина струму вимірюється в A/м².

Якщо за кожен проміжок часу $\mathrm{\Delta }t$ заряд $\mathrm{\Delta }q$ однаковий і напрямок струму незмінний, то такий струм називають постійним.

У разі, коли ці величини залежать від часу та напрямку, силу струму описують так:

$I=\underset{\mathrm{\Delta }t\to 0}{\lim }\frac{\mathrm{\Delta }q}{\mathrm{\Delta }t}=\frac{dq}{dt}=q^{\prime }$,

такий струм називають змінним.

Для класичної системи заряджених частинок із зарядом $e$ безмежно малий заряд dQ, що переноситься за час dt через елементарну площадку dS, перпендикулярну до напрямку середньої швидкості v частинок визначається як:

$dQ=envdSdt$,

де $e$ — заряд частинок, $v$ — швидкість руху частинок, а $n$ — їхня кількість в одиниці об'єму.

Сила струму dI крізь площадку $dS$ визначається співвідношенням

$dI=envdS$,

звідки для густини струму

$\overline{𝐣}=en\overline{𝐯}$ — густина електричного струму, де риска над символами є середнім показником.

Визначення сили струму широко застосовується в задачах електротехніки та схемотехніки. Величина сили струму, входить у закон Ома для ділянки електричного кола. Попри наявність слова "сила" в найменуванні фізичної величини, сила струму не є силою ні за змістом, ні за розмірністю.

Рівень струму

Рівні «природного» струму на Землі коливаються від пікоампер крізь натрієвий канал в біології, до понад ста кілоампер у блискавках. Прикладами з повсякденного життя, є наприклад, зарядний струм батареї мобільного телефону (близько 2 А для 5 вольт), електрочайник (10 А), водонагрівач (7 А), комп'ютер (3 А) і струм на піксель (приблизно 1 мкА). При одному мікроампері, крізь поперечний переріз провідника за секунду, протікає близько шести трильйонів елементарних електричних зарядів.

Див. також

• Скалярна величина
• Густина струму
• Список фізичних величин

Джерела

• І. М. Кучерук, І. Т. Горбачук, П. П. Луцик Загальний курс фізики: Навчальний посібник у 3-х т. Т.2. Електрика і магнетизм, Київ: Техніка, 2006.
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. т III. Электричество, Москва: Наука, 1977.

Посилання

• Шаблон:Youtube
• Шаблон:Youtube