Плотность тока равна заряду прошедшему через

Плотность тока равна заряду прошедшему через

Направленное движение электрических зарядов называется электрическим током. Носителями зарядов в зависимости от типа проводника могут быть электроны и ионы. В металлических проводниках – это свободные электроны, или электроны проводимости, в гальванических ваннах, т. е. в растворах электролитов, – положительные и отрицательные ионы. Тела или вещества, в которых можно создать электрический ток, называют проводниками электрического тока. Проводниками являются все металлы, водные растворы солей или кислот, ионизованные газы.

При движении свободных заряженных частиц происходит перенос заряда. Количественной характеристикой – силой $$ I$$ тока – принято считать скорость переноса заряда через любое поперечное сечение проводника, т. е. количество заряда, перемещённого через «контрольную поверхность», на которой осуществляется подсчёт пересёкшего её заряда, в единицу времени:

где `q` – заряд, прошедший через произвольное фиксированное поперечное сечение проводника за время от `0` до `t`. Если сила тока не изменяется со временем, ток называют постоянным. Единица измерения силы тока в системе СИ называется ампером (А) (в честь А.М. Ампера – французского учёного XIX века) и вводится через магнитное взаимодействие токов.

Один ампер есть сила такого тока, поддерживаемого в двух бесконечных (очень длинных) прямолинейных параллельных проводниках ничтожно малой площади поперечного сечения, расположенных на расстоянии `1`м в вакууме, при котором в расчёте на `1` метр длины проводника действует сила `F=2*10^(-7) «Н»`.

Единица измерения силы тока ампер, наряду с метром, секундой, килограммом, является основной единицей системы СИ. Единица измерения заряда кулон (Кл) является производной и вводится в соответствии с (1): один кулон – это электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока $$ 1\mathrm$$ за $$ 1\mathrm$$, т. е. $$ 1\mathrm=1\mathrm·1\mathrm.$$

За направление электрического тока принимают направление, в котором движутся положительно заряженные носители тока.

Отношение силы `I` тока к площади `S` поперечного сечения проводника называется плотностью тока:

которая равна силе тока в расчёте на единицу площади поперечного сечения.

По проводу течёт постоянный ток. Через произвольное поперечное сечение за время `t=2` мин протёк заряд `q=1,2` Кл. Найдите силу `I` тока в проводе и его плотность `j`. Площадь поперечного сечения проводника `S=0,5 «мм»^2`.

Силу тока определим по формуле (1):

плотность тока найдём по формуле (2):

Согласно модели, предложенной Нильсом Бором, в основном состоянии атома водорода электрон движется вокруг покоящегося протона по круговой орбите радиуса `r=0,53*10^(-10)` м со скоростью `v=2,2*10^6` м/с. Какой величине `I` тока эквивалентно движение электрона по орбите? Каково направление этого тока? Элементарный заряд `e=1,6*10^(-19)` Кл.

В рассматриваемой модели электрон обращается вокруг протона с периодом `T=(2pir)/v`. За `t=1` с электрон пересечёт любую контрольную поверхность, на которой происходит подсчёт переносимого заряда, `nu=1/T` раз. Тогда через эту поверхность за `t=1` с пройдёт заряд `q=e*nu`, т. е. сила эквивалентного тока в соответствии с (1) равна

Поскольку электрон – отрицательно заряженная частица, то направление рассматриваемого тока противоположно направлению движения электронов.

Плотность тока -это кол-во электронов прошедших через заданную площадь сечения проводника, когда в проводнике ток есть

Но по гнилой теории физике плотность тока является вектором ! Значит зависит от направления тока в проводнике . Это бред физиков идиотов и это факт !
Плотность тока (по моему точному определению) вектором не является и зависит только от кол-ва электронов прошедших через площадь сечения проводника , когда в проводнике есть ток .
При этом не зависит какой ток (переменный или постоянный)
Но в тупом определении физике зависит от направления тока и является величиной векторной и поэтому у дурачков этих возможен вариант , когда плотность тока (если ток переменный ) равна нулю . Много дурачков тупо запоминают определения в физике и не понимают , что много определений в физике просто глупые и не более того . Зубрилы и только ( как и преподаватели физики)

Лучший ответ
Ампер на кв. м сечения провода, насколько я помню
Остальные ответы

И что это за высер? Переменное напряжение-ток действительно ноль 50 раз в секунду и ток ноль в этот момент и плотность тока тоже. Рассмешил, честное слово. Оспорь лучше — почему на ноль нельзя делить, а умножать можно. Я вот спать не могу спокойно из-за этой несправедливости.

Как ты можешь рассуждать о чем-то, не зная даже определения этого чего-то?
владимир ивановЗнаток (254) 2 года назад

Я как раз знаю, а ты возможно не знаешь
Направле5ние тока в проводнике за любой промежуток времени может быть равно нулю, если ток переменный, а ток является векторной величиной . При сложении токов (векторное сложение) за любой промежуток времени, результат может оказаться нулевым, но плотность тока не может быть нулевой, если в проводнике течёт ток . Напоминаю тебе, что сила тока =заряд / время !
Поэтому формула плотности тока =I/S*t, где S -площадь поперечного сечения, t — время ——справедлива лишь для постоянного тока .

Николай Чайковский Просветленный (40384) владимир иванов, еще одна хня. Нет такой формулы плотности тока.

владимир ивановЗнаток (254) 2 года назад
плотность тока= I/S -это справедливо лишь для постоянного тока
Так что есть такая формула
Николай Чайковский Просветленный (40384) владимир иванов, кинь ссыль))
владимир ивановЗнаток (254) 2 года назад
Ты про ссылку не писал, а писал про какуют0 ссыль

Бред, чувак, это твое «определение», причем полный бред.
Для твоего сведения электрический ток порождает не только движение электронов, так что считать электроны бесполезно. И описывается он переменной потока (векторной величиной) непротиворечиво и полно.
Кстати, бестолковый! Может тебе невдомек?
Когда говорят «проводник», то не имеют ввиду провод с вилкой на конце. Проводник — это любая проводящая среда, любой формы (форма не важна) и в ней может протекать электрический ток, причем переменной плотности и различного направления (не туда и обратно, а вообще в любую сторону в трехмерной системе координат) в разных местах по объему этого проводника.
Так какой же тогда ток «не вектор»?

владимир ивановЗнаток (254) 2 года назад
прочитай ответ ниже
forem0stМудрец (14002) 2 года назад

Про плотность кислоты в аккумуляторе? :).
Когда зародилась мысль, что ты умнее Лапаласа лучше сразу никому об этом ни рассказывать и еще раз почитать учебники.

forem0stМудрец (14002) 2 года назад
Посмотрел ваши темы. Я зря тут сотрясаю воздух.
Знаю плотность есть в аккумуляторах она регулируется кислотой, там ионы типа отдают свой электрон .

Опять погрязли в определениях. Электрический ток в физике — направленное движение носителей заряда (исключая понятие тока смещения, который вводится формально для упрощения уравнений), то есть величина векторная. Значит, и плотность тока в каждый отдельный момент величина векторная. Но практически нас часто интересует среднее значение модуля тока за определенное время, которое тоже называется силой тока. Для него тоже можно посчитать его величину на единицу площади проводника, которая, поскольку она модуль, скалярна и тоже называется плотностью тока в проводнике. Слова, увы, часто многозначны 🙁

владимир ивановЗнаток (254) 2 года назад

Направление тока может быть разным (например при переменном токе)
При этом плотность тока (средняя) считается за любой промежуток времени
Если ток вектор, то сумма токов в проводнике при переменном токе может быть равна нулю (сложение токов за промежуток времени) . Но ведь плотность тока не может быть равна нулю никогда и она не должна зависеть от направления тока .

Krab BarkИскусственный Интеллект (282328) 2 года назад

В каждый момент есть определенная плотность тока, и так как в каждый момент у тока есть определенное направление, мгновенную плотность тока можно считать векторной. Если усреднять за определенный промежуток времени, то у переменного тока средний ток (с учетом знаков) ничего полезного нам не даст, а вот среднее тока без учета его направления даст среднее абсолютного значения тока в проводнике и будет полезным в электротехнике. Так что есть векторная плотность тока в каждый определенный момент времени и есть скалярная плотность абсолютной величины тока за определенный промежуток времени.

В электромагнитном есть заряд, в гравитационном масса. Рекомбинация плюсов и минусов электромагнитного даёт 0 заряд, не гася гравитационный фундамент. Хотя, дефект, неаддитивность массы присутствует. Да, масса совместная тоже убывает. Всё говорит о том, что направления есть! ХЗ

Постоянный электрический ток

Условия существования тока: 1. Наличие свободных зарядов. 2. Наличие электрического поля, т.е. разности потенциалов. Свободные заряды имеются в проводниках. Электрическое поле создается источниками тока

При прохождении тока через проводник он оказывает следующие действия:

1. Тепловое (нагревание проводника током). Например: работа электрического чайника, утюга и т.д.).
2. Магнитное (возникновение магнитного поля вокруг проводника с током). Например: работа электродвигателя, электроизмерительных приборов).
3. Химическое (химические реакции при прохождении тока через некоторые вещества).Например: электролиз.
   Можно также говорить о
4. Световом (сопровождает тепловое действие). Например: свечение нити накала электрической лампочки.
5. Механическом (сопровождает магнитное или тепловое). Например: деформация проводника при нагревании, поворот рамки с током в магнитном поле).
6. Биологическом (физиологическом). Например: поражение человека током, использование действия тока в медицине.

Основные величины, описывающие процесс прохождения тока по проводнику.

1. Сила тока I — скалярная величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, промежутку времени, в течение которого шел ток. Сила тока показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.

В СИ единица силы тока устанавливается как основная по магнитному действию тока:если отрезки двух бесконечно длинных проводников с током по 1 м каждый, находящиеся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой 2 . 10 -7 Н, то говорят, что по ним течет ток 1 А (ампер).

Ток называют постоянным, если сила тока не меняется со временем. Для того чтобы ток через проводник был постоянным необходимо, чтобы разность потенциалов на концах проводника была постоянной.

Если заряженная частица q движется со скоростью v (скорость направленного (!) движения), то: .

Т.о. при увеличении площади сечения проводника скорость направленного движения частиц, создающих ток, уменьшается.

2. Плотность тока j — отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника. Измеряется в А/м 2 . Вектор плотности тока сонаправлен с вектором напряженности поля.. Т.о. плотность тока не зависит от размеров проводника.

3. Напряжение U. Напряжение численно равно работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда вдоль силовых линий поля внутри проводника.

4. Электрическое сопротивление R — физическая величина, численно равная отношению напряжения (разности потенциалов) на концах проводника к силе тока, проходящего через проводник. Характеристика электрических свойств проводника (!). Для металлов и электролитов не зависит от напряжения и силы тока, а определяется только формой, размерами и материалом проводника.. Единица в СИ: — сопротивление проводника равно 1 Ом, если при разности потенциалов на его концах в 1 В, по нему протекает ток силой 1 А.

Проводимость — величина обратная сопротивлению. Единица в СИ — симменс.

Зависимость сопротивления от материала и размеров проводника.

ℓ — длина, S — площадь поперечного сечения, r — удельное сопротивление.Удельное сопротивление показывает, чему равно сопротивление проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения.

Единицы измерения: в СИ — Ом . м, практическая — .

Удельная проводимость — величина обратная удельному сопротивлению: .

Сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение.

Электродинамика — основной раздел учения об электричестве, в котором рассматриваются явления и процессы, связанные с движением электрических зарядов или макроскопических заряженных тел. Важнейшим понятием электродинамики является понятие электрического тока. Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. Ток может течь в газах, жидкостях и твердых телах. Для возникновения и существования тока необходимо выполнение 2-х условий:

1. наличие в данной среде свободных носителей тока, способных перемещаться в пределах всей среды:

в металлах и полупроводниках – электроны; в электролитах — ионы обоих знаков; в газах — ионы обоих знаков и электроны;

1. существование в данной среде электрического поля.

За направление тока условно принимают направление движения положительных зарядов. В отсутствии электрического поля все носители тока совершают хаотическое тепловое движение, скорость которого зависит от массы частиц и температуры, при Электрическое поле сообщает носителям тока дополнительную скорость упорядоченного движения При включении поля на хаотическое движение накладывается упорядоченное движение со скоростью . Так, в металлах, электроны проводимости, не прекращая своего хаотического движения, медленно «сносятся» полем вдоль проводника со скоростью , т.е. довольно медленно. Однако эта скорость не имеет никакого отношения к скорости распространения тока вдоль проводника. При замыкании электрической цепи возникает направленный сдвиг электронов, который вызывает электромагнитную волну, распространяющуюся вдоль всей цепи. Скорость этой волны и является скоростью распространения тока вдоль проводника. Количественной характеристикой тока является сила тока — скалярная физическая величина, равная отношению заряда , проходящего через поперечное сечение проводника за малый промежуток времени , к величине этого промежутка: Весь заряд, прошедший за время t через поперечное сечение проводника, можно определить, взяв интеграл: Ток, сила и направление которого не изменяются со временем, называется постоянным. Для постоянного тока т.е. сила постоянного тока численно равна заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени. В этом случае: 1A — сила постоянного тока, текущего по двум бесконечно длинным параллельным проводникам, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга и взаимодействующим с силой 210 -7 H на каждый метр их длины. Взаимодействие проводников обусловлено магнитными полями, порождаемыми этими токами. Электрический ток может быть распределен по поперечному сечению проводника неравномерно. Распределение тока определяется плотностью тока: Плотность тока численно равна отношению силы тока сквозь малый элемент поверхности, нормальный (т.е. перпендикулярный) к направлению движения зарядов, к величине площади этого элемента. Вектор сонаправлен с вектором средней скорости упорядоченного движения положительных носителей. Зная в каждой точке проводника, можно найти I через любое поперечное сечение проводника: . Для постоянного тока т.е. плотность постоянного тока численно равна силе тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока. Плотность постоянного тока можно выразить через среднюю скорость упорядоченного движения зарядов: где — элементарный электрический заряд, — концентрация электронов. Если два разноименно заряженных до потенциалов ₁ и ₂ проводника А и В соединить проводником С, то под действием электрического поля электроны будут перемещаться в направлении АСВ (т.е. в направлении ВСА пойдет ток ) до тех пор, пока потенциалы точек А и В не станут одинаковыми, после чего ток прекратится. Очевидно, что для поддержания в цепи постоянного тока необходимо, чтобы потенциалы ₁ и ₂ не менялись со временем, несмотря на то, что каждую секунду определенное число электронов уходит из точки А и приходит в точку В. Для этого необходимо иметь специальное устройство — источник тока, внутри которого происходило бы непрерывное разделение разноименных зарядов и перенос отрицательных зарядов к проводнику А, положительных — к проводнику В. Проводники А и В при этом называются полюсами источника тока. Источник тока — устройство, внутри которого происходит непрерывное разделение разноименных зарядов и перенос их к соответствующим полюсам источника. Очевидно, что разъединение разноименных зарядов происходит под действием сил неэлектростатического происхождения (т.к. электростатические силы приводят к соединению разноименных зарядов). Эти силы называют сторонними силами. Сторонние силы — это силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды внутри источников тока и поддерживающие разность потенциалов между полюсами. Природа сторонних сил в различных источниках тока различна: в гальванических элементах эти силы возникают за счет энергии химической реакции между электродами и электролитом; в электрических генераторах работа сторонних сил совершается за счет механической энергии, затрачиваемой на вращение ротора генератора и т.д. Сторонние силы, перемещая электрические заряды, совершают работу. Физическая величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда, называется э.д.с., действующей в цепи или на ее участке: . Эта работа производится за счет энергии, затрачиваемой в источнике тока, поэтому величину  называют э.д.с. источника тока. Рассмотрим некоторый участок цепи, содержащий э.д.с. ₁₂; R — сопротивление этого участка, ₁ и ₂ — разность потенциалов между его концами. Участок цепи, содержащий э.д.с., называется неоднородным. U₁₂ = ₁ — ₂ + ₁₂ — напряжение на неоднородном участке цепи. Участок цепи, не содержащий э.д.с., называется однородным. U₁₂ = ₁ — ₂; напряжение на однородном участке цепи равно разности потенциалов между его концами.