Электр тоғы. Тоқ күші. Тоқ тығыздығы. Электр өрісінің кернеулігі

Зарядталған макроскопиялық денелерді немесе электрлік зарядтардың қозғалысы туралы құбылыстар мен процестерді, сонымен қатар электр тогы сияқты негізгі ұғымды қарастыратын бөлім - электр динамикасы деп аталады. Егер өткізгіште электр өрісін туғызатын болсақ, онда зарядтар реттелген қозғалыста болады. Оның оң зарядтары өріске (яғни, кернеулік бағытына) бағыттас та, теріс зарядтар оған қарама - қарсы қозғалады. Сөйтіп, электр тогы деп электрлік зарядтардың бағытталған қозғалысын айтамыз.

Электр тогы оң заряд тасушыларының да, теріс заряд тасушыларының да қозғалысы әсерінен туындауы мүмкін. Теріс зарядтың бір бағыттағы қозғалысы, шама жағынан сондай қарама-қарсы бағыттағы оң зарядтың қозғалысына бара -бар. Ток бағытына оң тасушылардың орын ауыстыру бағыты алынады. Ток әдетте потенциалдар айырымы теңескенге дейін болды.

Өріс әсерінен өткізгіштерде пайда болатын токты өткізгіштегі ток деп атайды. Ал зарядтарды өзі тұрған ортамен қоса көшіретін болса, онда бұл кезде пайда болған токты конвекциялық ток деп атайды.

Электр тогы ток күші деп аталатын шамамен сипатталады. Ток күші -уақыт бірлігі ішінде берілген өткізгіштің көлденең қимасынан өтетін зарядтар шамасы:

= dq / dt (3.1)

Бұл өрнек токтың лездік мәнін сипаттайды. Егер токтың күші мен бағыты уақыт өтуіне сейкес өзгермейтін болса, онда мұндай ток тұрақты ток деп аталады:

=q /t (3.2)

мұндағы q -өткізгіштің көлденең қимасы арқылы t уақыт ішінде өтетін электр заряды. Ток күшінің өлшеміне - 1 ампер (А) алынады. Электр тогы өзі өткен бет бойынша біркелкі таралмауы да мүмкін. Электр тогы сан жағынан ток тығыздығы деген шамамен сипатталады. Сонымен ток тығыздығы деп өткізгіштің бірлік көлденең қимасынан өтетін ток күшін айтамыз:

j = / S (3.3)

Егер де ток өткізгіштің көлденең қимасынан біркелкі өтпесе, онда ток тығыздығы:

j =d / dS

Ток тығыздығы - векторлық шама. Оның бағыты ток бағытына, яғни бірыңғай бағытталған оң зарядтар қозғалысына бағыттас болады. Ток тығыздығының өлшеміне А/м алынады.

Енді ток күшін және оның тығыздығын өткізгіштегі зарядтардың реттелген қозғалысының жылдамдығы арқылы өрнектейік. Егер өткізгіштегі заряд тасушылар саны n және оның әрқайсысының заряды e болса, онда бірлік dt уақыт ішінде S көлденең қима арқылы өтетін зарядтар шамасы dq= n e S dt

= dq / dt = n e S

Ал өткізгіштегі ток тығыздығы

j = / S = n e (3.4)

Егер ток кез келген тұйық контур арқылы өтсе, онда оны векторлық ағын ретінде қарастырамыз, сонда

=

.Электр тогының сипаттамасына өткізгіштің қимасы арқылы өтетін Δq зарядының осы зарядты көшірудегі Δt уақыт аралығына қатынасы жатады.

I= Δq/Δt

Ι = Бұл шама ток күшідеп аталатын болды.Егер Δq/Δt қатынасы уақыттқа байланысты ешқандай өзгермесе онда ток күшін бұл жағдайда Ι = q/t

(1А) тұрақты немесе стационар токдеп атайды.СИ өлшем бірліктерінде ток күші бірлігіне Ампер (А) алынады.Бұл бірлік 1881 жылы француз ғалымы Ампердің құрметіне берілген. Ампердің анықталуы токтың

электромагниттік əсерімен байланысты жəне кейін қарастырылады.1А тұрақты ток кезіндегі өткізгіштің көлденең қимасы арқыл 1сек ішінде 1К заряд өтеді.СГС системасында ток бірлігіне 1сгс q зарядты 1сек ішіндегі ток алынады.

1a= = = СГС

Электр тогының негізгі сандық сипаттамасы – ток күші. Ол өткізгіштің көлденең қимасының ауданынан бірлік уақытта тасымалданатын электр зарядымен анықталады. Өткізгіштегі зарядталған бөлшектердің жылдамдығы өте аз – 0,1 мм/с шамасында.

Электр өрісінің кернеулігі – электр өрісінің зарядталған бөлшектер мен денелерге күштік әсерін сипаттайтын векторлық шама (Е). Ол электр өрісінің белгілі бір нүктесіне қойылған нүктелік зарядқа әсер ететін өріс күшінің (F0) сол зарядтың шамасына (q0) қатынасына тең: E0=F0/q0. Бұл жерде зерттелетін өріске әкелінген зарядтың шамасы (q0) сол өрістің жасайтын зарядтардың шамасы мен олардың кеңістікте тарала орналасуын өзгертпейтіндей, мейлінше аз деп қарастырылады. Электр өрісінің кернеулігінің бірліктердің халықаралық жүйесіндегі өлшеу бірлігі: в/м.

Электр өрісінің кернеулігі - өрістің көрсетілген нүктесінде орналасқан материалды нүктеге әсер ететін электр өріс күшінің осы заряд мөлшеріне