Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц, при котором происходит перенос заряда из одних областей пространства в другие.
Сила тока — количественная характеристика электрического тока. В случае постоянного тока абсолютная величина силы тока есть отношение абсолютной величины заряда \(q\), прошедшего через поперечное сечение проводника за время \(t\), к этому времени. \[\fbox{$I=\dfrac{q}{t}$}\]
Единицы измерения: \(\displaystyle [\text{А}]\) (Ампер).
Условия существования постоянного тока в цепи:
Электродвижущая сила (ЭДС)
Для того, чтобы ввести понятие ЭДС, разберемся сначала со сторонними силами.
По цепи идёт ток, стало быть, имеется сила, «протаскивающая» заряд сквозь источник вопреки противодействию электрического поля клемм. Эта сила называется сторонней силой; именно благодаря ей и функционирует источник тока.
\(R\) — сопротивление цепи постоянному току, вызывающее безвозвратные потери энергии постоянного тока.
Сторонняя сила \(\vec{F}_\text{ст}\) не имеет отношения к стационарному электрическому полю. Обозначим через \(A_\text{ст}\) работу сторонней силы по перемещению положительного заряда q внутри источника тока от отрицательной клеммы к положительной. Эта работа положительна, так как направление сторонней силы совпадает с направлением перемещения заряда. Работа сторонней силы \(A_\text{ст}\) называется также работой источника тока.
Во внешней цепи сторонняя сила отсутствует, так что работа сторонней силы по перемещению заряда во внешней цепи равна нулю. Поэтому работа сторонней силы по перемещению заряда q вокруг всей цепи сводится к работе по перемещению этого заряда только лишь внутри источника тока. Таким образом, \(A_\text{ст}\) — это также работа сторонней силы по перемещению заряда по всей цепи.
Сторонняя сила является непотенциальной — её работа при перемещении заряда по замкнутому пути не равна нулю. Именно эта непотенциальность и обеспечивает циркулирование электрического тока; потенциальное электрическое поле не может поддерживать постоянный ток. Опыт показывает, что работа \(A_\text{ст}\) прямо пропорциональна перемещаемому заряду \(q\). Поэтому отношение \(\displaystyle \frac{A_\text{ст}}{q}\) уже не зависит от заряда и является количественной характеристикой источника тока. Это отношение обозначается \(\mathscr{E}\): \[\fbox{$\mathscr{E}=\dfrac{A_\text{ст}}{q}$}\] Данная величина называется электродвижущей силой (ЭДС) источника тока.
Единицы измерения: \(\displaystyle [\text{В}]\) (Вольт).
Электрическое напряжение между точками A и B электрической цепи или электрического поля — физическая величина, значение которой равно работе эффективного электрического поля, совершаемой при переносе единичного пробного заряда из точки A в точку B.
Единицы измерения: \(\displaystyle [\text{В}]\) (Вольт).
Измерение силы тока и напряжения
Для измерения силы тока используется измерительный прибор — амперметр. Включается в цепь последовательно.
Для измерения напряжения используется измерительный прибор — вольтметр. Включается в цепь параллельно.
