Ток – это скорость потока заряда

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.

Закон Ома: R = U/ I,

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.

R = ρ L / A,

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.

Величина тока зависит

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+