Величина тока зависит от скорости потока заряда.
Заряд, протекающий по материалу, переносится электронами, которые окружают атомы, составляющие проволоку. Как только создается разность потенциалов, электроны обычно дрейфуют в одном направлении (вы можете думать об этом как о скатывании по склону).
Ситуация складывается таким образом, что некоторые атомы или молекулы имеют некоторые электроны, лишь минимально связанные с ядрами, и такие более или менее свободные электроны легко переходят от одного атома к другому в соответствии с указанными законами диффузии. Такая диффузия, тем не менее, имела бы особенность, заключающуюся в том, что электроны при наличии возможности путешествовать вдоль тела (проводника), состоящего из их поддерживающих атомов, не покинет тело. Описанная ситуация типична для электрически заряженных проводников (в основном металлических). Атомы в этой ситуации представляют отрицательно заряженные ионы, в то время как атомы, внешние оболочки которых полностью или частично свободны, квалифицируются как положительно заряженные ионы.
Другими словами: если представить себе структуру, состоящую из тесно соединенных отрицательных ионов, ее можно идентифицировать как проводник электрического тока, потому что каждый избыток электронов в одной из ее областей будет немедленно распределен и равномерно распределен по всему ее объему. Кроме того, каждый перенос электронов на проводнике или внутри него никоим образом не повлияет на целостность связи между электронами и проводником в целом. Так течет ток по проводнику. Но природа молнии также электрическая, но там ток “течет” по воздуху из-за огромной силы тока и напряжения.
Зависимость величины силы тока
Величина тока зависит от разности потенциалов, тем выше их средняя скорость и тем больше заряда будет проходить через точку за секунду или больший ток.
Увеличение числа электронов будет означать, что больший поток проходит через точку в секунду, и, таким образом, больше заряда проходит через точку за секунду и течет больше тока. Напряжение – это физическая величина показывающая разность потенциалов.
Закон Ома гласит, что ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален величине сопротивления.
где R – сопротивление, U – напряжение, а I – ток.
Следовательно, ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален величине сопротивления. Чем больше напряжение – тем больше ток.
где ρ – удельное сопротивление материала, A – площадь поперечного сечения провода, а L – длина провода в метрах.
Сильно зависит величина тока от материала по которому течет. Существуют проводники, изоляторы и полупроводники.
Проводники
Проводники – материалы с 1–3 электронами во внешнем кольце атома являются хорошими проводниками. Электроны удерживаются свободно, поэтому есть место для большего количества. ЭДС (электродвижущая сила) вызовет поток свободных электронов. В основном это металлы.
Изоляторы
Изоляторы – материалы с 5-8 электронами во внешнем кольце атома. У изоляторов в отличие от проводников, электроны удерживаются плотно. Чтобы вообще вызвать любой поток электронов, необходима высокая ЭДС. Например, резина и стекло.
Полупроводники
Полупроводники – материалы с ровно 4 электронами во внешнем кольце атома. Они либо хорошие, либо плохие проводники, например углерод.
Сопротивление
Величина тока зависит от сопротивления. Сопротивление определяется как препятствие для прохождения электрического тока. Противодействует ли какой-либо объект прохождению через него электрического тока. Сопротивление увеличивается с температурой.
Сопротивление проводника прямо пропорционально длине провода, например, чем длиннее провод, тем больше сопротивление, а чем короче, тем меньше сопротивление.
Если L представляет собой длину однородного провода, тогда R пропорциональна L.
Влияние температуры на сопротивление
Сопротивление изолятора / полупроводника уменьшается с увеличением температуры.
Сопротивление металлического проводника увеличивается с повышением температуры, например, меди.
Факторы, влияющие на сопротивление провода:
- Температура
- Материал
- Длина
- Толщина (площадь поперечного сечения)
- Физическое состояние
| Общая информация по самым распространенным проводникам | Медный провод | Алюминиевый провод |
| Атомный номер | 29 | 13 |
| Символ | Cu | Al |
| Удельное сопротивление | 1,67×10⁻⁸
ρ при 20℃, Ом-м |
2,65×10⁻⁸
ρ при 20℃, Ом-м |
| Валентность | 4 | 3 |
| Общие ионы | Cu+, Cu2+ | Al3+ |
