To tylko jedna z 14 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Prąd elektryczny stały
W poprzednim dziale (elektrostatyka) mówiliśmy o ładunkach umieszczonych na
przewodnikach, ale na takich, które są odizolowane od otoczenia. W temacie o prądzie
elektrycznym zajmiemy się przewodnikiem, na końcach którego występuje różnica
potencjałów. Mówimy wówczas, że na końce przewodnika przyłożone jest napięcie.
Prądem elektrycznym nazywamy uporządkowany ruch cząsteczek naładowanych.
Prąd może płynąć w przewodnikach (metale), w półprzewodnikach, a także w cieczach
(elektrolitach) i gazach. My zajmować się będziemy prądem w przewodnikach.
Wiemy, że w metalach jedynymi naładowanymi cząsteczkami, które mogą się poruszać są
elektrony. Ale elektrony poruszają się zawsze, ale to nie oznacza, że zawsze w
przewodnikach płynie prąd. Czym zatem różni się ruch elektronów w przewodniku, w którym
płynie prąd do przewodnika, w którym prąd nie płynie?
Jeżeli przez przewodnik nie płynie prąd, to kierunek ruchu elektronów jest dowolny i
przypadkowy. Ale sumaryczny ruch wszystkich elektronów jest zerowy. Oznacza to, że
statystycznie tyle samo elektronów porusza się w prawo, co w lewo. Jeżeli jednak na końce
przewodnika przyłożone jest napięcie, to więcej elektronów poruszać będzie się w stronę
dodatniego potencjału, niż w stronę potencjału ujemnego.
Oczywiście nie wszystkie elektrony się poruszają. Część z nich, te najbliżej jąder atomowych,
są na trwale związane z atomem. Ale atomy, które znajdują się daleko od jąder są raczej słabo
z nimi związane. To właśnie ich uporządkowany ruch nazywamy prądem elektrycznym.
Elektrony poruszają się zawsze w stronę potencjału dodatniego. Jednak kiedy nauka o tych
zjawiskach jeszcze raczkowała i nie wiedziano, że prąd elektryczny wywołany jest
przepływem elektronów właśnie w tym kierunku przyjęto, że prąd płynie z potencjału
dodatniego do ujemnego. I tak już zostało. Mimo iż elektrony płyną w przeciwnym kierunku,
to oznacza się, że prąd płynie od "plusa" do "minusa".
Natężenie prądu elektrycznego
By mówić o prądzie elektrycznym w sposób naukowy musimy umieć go jakoś obiektywnie
scharakteryzować:
Wielkością charakteryzującą prąd jest natężenie prądu, zdefiniowane jako stosunek ładunku
q, jaki przejdzie przez dowolny przekrój przewodnika w ciągu czasu t, do tego czasu:
Jednostką natężenia prądu jest jeden Amper (1A) i jest ona jednostką podstawową układu SI.
Prawo Ohma
Przykładając napięcie na końce przewodnika, spowodujemy w nim przepływ prądu.
Doświadczenia pokazały, że natężenie tego prądu jest wprost proporcjonalne do przyłożonego
napięcia.
1
Gdzie G jest współczynnikiem proporcjonalności i nazywa się go przewodnością, a mierzy się
go w simensach (S). Okazuje się, że przewodność zależy od rodzaju przewodnika. Częściej
podane prawo przedstawione jest w innej postaci:
Wielkość R nazywamy oporem omowym przewodnika, a jednostką oporu jest Om (1Ω)
Zależność oporu od przewodnika
Gdy na końcach przewodnika nie jest przyłożone napięcie, a na tym przewodniku znajduje się
ładunek, to powierzchnia tego
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)