Сила струму

Сила електричного струму
Умовно прийнято вважати за напрям струму напрям руху позитивних зарядів
Символи:	${\displaystyle I}$
Одиниці вимірювання
SI	А (основна одиниця SI)
СГСЕ	1 Бі = 10 А
СГСМ	1 статА = 3,33564·10^-10 А

Си́ла електри́чного стру́му (сила струму або просто струм) — кількісна характеристика електричного струму в провіднику, скалярна величина ${\displaystyle I\,=\,{\frac {\Delta q}{\Delta t}}}$, яка відповідає кількості заряду (${\displaystyle \Delta q}$), що проходить крізь переріз провідника за час ${\displaystyle \Delta t}$, розділеному на цей проміжок часу[1]. 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 ${\displaystyle \Delta t}$ заряд ${\displaystyle \Delta q}$ однаковий і напрямок струму незмінний, то такий струм називають постійним.

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

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

такий струм називають змінним.

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

${\displaystyle dQ\,=\,envdSdt}$,

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

Сила струму dI крізь площадку ${\displaystyle dS}$ визначається співвідношенням

${\displaystyle dI\,=\,envdS}$,

звідки для густини струму

${\displaystyle {\overline {\mathbf {j} }}\,=\,en{\overline {\mathbf {v} }}}$ — 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.

[2]

Див. також

• Скалярна величина
• Густина струму
• Список фізичних величин

Примітки

1. Сила струму // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
2. Stiny, Leonhard (2015). Aktive elektronische Bauelemente: Aufbau, Struktur, Wirkungsweise, Eigenschaften und praktischer Einsatz diskreter und integrierter Halbleiter-Bauteile (вид. 2., überarb. u. erw Aufl. 2015). Wiesbaden: Springer Fachmedien Wiesbaden. ISBN 978-3-658-09153-8.

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

• Електричний струм. Умови існування електричного струму. Провідники, діелектрики та напівпровідники на YouTube
• Сила струму (8 клас) на YouTube