Электрический ток
Электрический ток представляет собой поток заряженных частиц , таких как электроны или ионы , движущихся по электрическому проводнику или пространству. Он измеряется как чистая скорость потока электрического заряда через поверхность или в контрольный объем . [1] : 2 [2] : 622 Движущиеся частицы называются носителями заряда , которые могут быть одним из нескольких типов частиц, в зависимости от проводника. В электрических цепях носителями заряда часто являются электроны , движущиеся по проводу . В полупроводникахони могут быть электронами или дырками . В электролите носителями заряда являются ионы , а в плазме , ионизированном газе, — ионы и электроны. [3]
Единицей электрического тока в системе СИ является ампер или ампер , представляющий собой поток электрического заряда через поверхность со скоростью один кулон в секунду. Ампер (обозначение: А) является базовой единицей СИ [4] : 15 Электрический ток измеряется с помощью устройства, называемого амперметром . [2] : 788
Электрические токи создают магнитные поля , которые используются в двигателях, генераторах, катушках индуктивности и трансформаторах . В обычных проводниках они вызывают джоулев нагрев , создающий свет в лампах накаливания . Изменяющиеся во времени токи излучают электромагнитные волны , которые используются в телекоммуникациях для передачи информации.
Обычный символ тока — I , который происходит от французской фразы intensité du courant (сила тока). [5] [6] Силу тока часто называют просто током . [7] Символ I был использован Андре-Мари Ампером , в честь которого названа единица электрического тока, при формулировании закона силы Ампера (1820 г.). [8] Нотация переместилась из Франции в Великобританию, где стала стандартной, хотя по крайней мере один журнал не изменился с C на I до 1896 года. [9]
В проводящем материале движущиеся заряженные частицы, составляющие электрический ток, называются носителями заряда . В металлах, из которых состоят провода и другие проводники в большинстве электрических цепей , положительно заряженные ядра атомов удерживаются в фиксированном положении, а отрицательно заряженные электроны являются носителями заряда, свободно перемещающимися в металле. В других материалах, особенно в полупроводниках , носители заряда могут быть положительными или отрицательными, в зависимости от используемой легирующей примеси . Положительные и отрицательные носители заряда могут даже присутствовать одновременно, как это происходит в электролите .в электрохимической ячейке .
Поток положительных зарядов дает такой же электрический ток и оказывает такое же действие в цепи, что и равный поток отрицательных зарядов в противоположном направлении. Поскольку ток может представлять собой поток либо положительных, либо отрицательных зарядов, либо обоих, необходимо соглашение о направлении тока, которое не зависит от типа носителей заряда . Направление обычного тока условно определяется как направление, в котором текут положительные заряды. Отрицательно заряженные носители, такие как электроны (носители заряда в металлических проводах и многих других компонентах электронных схем), поэтому текут в направлении, противоположном обычному току в электрической цепи.
