I = Q/t
где I — сила тока в амперах, Q — величина электрического заряда в кулонах, t — время в секундах.
>ПРИМЕР.Чему равна сила тока в амперах, если через точку в электрической цепи прошло 9 кулон заряда за 3 секунды?
>Дано:
> Q = 9 Кл; t = 3 с
> I =?
>Решение:
> I = Q/t = 9/3 = 3; I = 3 А
>ПРИМЕР. По цепи течет ток 5 ампер. Сколько времени займет прохождение 1 кулона заряда через данную точку цепи?
>Дано:
>I = 5 А; Q = 1 K;
>t =?
>Решение:
>I = Q/t; 5 = 1/t; 1/5 = t; 0,2 секунды = t
Отрицательно заряженные электроны, как правило, являются носителями заряда в электрической цепи. Следовательно, электрический ток — это поток отрицательных зарядов. Принято считать, что направление тока противоположно направлению потока электронов. Позднее было установлено, что при перемещении электрона от одного атома к другому создаются положительные заряды, называемые дырками, которые перемещаются в противоположном направлении (рис. 2–2, 2–3). Электроны и ток при этом остаются такими же.
Рис. 2–2.Когда электроны перемещаются от одного атома к другому, они вызывают появление противоположно движущихся положительных зарядов, называемых дырками.
Рис. 2–3.Направление движения электронов противоположно направлению движения дырок.
Если электроны добавляются на одном конце проводника и берутся для этого с другого конца, то по проводнику течет ток. По мере своего медленного перемещения по проводнику свободные электроны сталкиваются с атомами, освобождая при этом другие электроны. Эти новые свободные электроны перемещаются по направлению к положительно заряженному концу проводника и сталкиваются с другими атомами. Дрейф электронов от отрицательно заряженного конца проводника к положительному происходит вследствие отталкивания зарядов. Кроме того, положительно заряженный конец проводника с дефицитом электронов притягивает электроны как противоположные по знаку заряды.
Дрейф электронов происходит медленно (примерно три миллиметра в секунду), но отдельные электроны, сталкиваясь с атомами, освобождают электроны, движущиеся почти со скоростью света (2,99х10>8 метров). Представим себе длинную трубу, заполненную шариками для пинг-понга (рис. 2–4).
Рис. 2–4.Электроны в проводнике взаимодействуют подобно шарикам от пинг-понга в трубе.
При добавлении шарика к одному концу трубы, из другого конца трубы шарик выталкивается. Хотя отдельные шарики тратят некоторое время на перемещение по трубе, частота их столкновений может быть очень высокой.
Устройство, которое удаляет электроны с одного конца проводника (положительного) и добавляет их к другому концу проводника (отрицательному), называется источником тока. Он может рассматриваться как своеобразный насос (рис. 2–5).
Рис. 2–5.Источник напряжения может рассматриваться как насос, снабжающий нагрузку электронами и поддерживающий избыток электронов.
2–2. Вопросы
1. Дайте определение электрического тока.
2. В каких единицах измеряется сила тока?
3. Каково соотношение между силой тока, зарядом и временем?
4. Какова сила тока, если через данную точку цепи за 5 секунд проходит 15 кулон заряда?