Сила тока представляет собой движение заряженных частиц в определённом направлении, во взятом проводнике. Многих физиков в прошлом волновал вопрос: в чём измеряется ток и как измерить то, что невидимо и неосязаемо. Но благодаря ряду открытий ситуация стала проясняться. Для того чтобы появилось движение заряженных частиц, нужно воздействие электрического поля.
В то же время заряженные частицы появляются постоянно, благодаря плотному контакту в любых веществах:
- проводники
- полупроводники
- диэлектрики.
Заряженные частицы способны совершать свободные движения в разных направлениях. Материалы, где свободно перемещаются заряженные частицы, называют проводниками: металл, растворы соли.
Материалы, где электрические частицы не могут перемещаться, называют диэлектриками: газ, кварц, дерево.
Материалы, которые имеют не только электронную, но и «дырочную» проводимость, которая зависит от многих внешних факторов (свет, температура, магнитные и электрические поля) называют полупроводниками: селен, кремний, германий.
Единицы измерения
Ток подразделяют на несколько разновидностей. Основные из них представлены таким образом:
Постоянный -значение и направление не меняются во времени;- Синусоидальный — величина меняется по синусоидальному закону;
- Высокочастотный — частота начинается с десятки килогерц;
- Периодический — значения которого повторяются во времени с одинаковой периодичностью;
- Пульсирующий — изменяющий периодически значение во времени, отличное от нуля.
Учёные часто задавались вопросом, в каких единицах измеряется сила тока. Для измерения, пользуются физической величиной. Эта физическая величина равна отношению значения заряда Q, протёкшего за какое-то время через поперечное сечение проводника, к значению этого временного периода: I=Q/t. И измеряется в амперах и показывает обозначение силы тока: A.
Электрический ток в чём измеряется, в том и рассчитывается — на принципиальных схемах. Такое определение помогает рассчитать блоки питания определённой мощности.
В электрических цепях показатели рассчитывают по закону Ома, и именно это отвечает на вопрос чему равен ток. Сила I на определённом участке цепи прямо пропорциональна напряжению, подаваемому на него и обратно пропорциональна сопротивлению R участка цепи: I=U/R.
Разные значения
Если на участке цепи переменный ток, напряжение постоянно изменяется, поэтому если взять средние значения напряжения, то они будут равны нулю, а средняя мощность будет нулю не равна. Для этого стали применять такие понятия:
- мгновенные значения;
- амплитудные значение ;
- действующие значения.
Мгновенные значения -это те, которые имеют место в данный момент времени. Амплитудные значения — самые максимальные. Действующие значения определяются тепловым свойством тока, текущего через сечение проводника, а направление векторной величины совпадает с направлениями перемещения положительных частиц.
Для точных измерений нужны основные параметры: напряжение, мощность, сопротивление, частота.
Измерение мощности
Мощностью называют определённое количество работы, которое совершается за одну секунду времени.
Для измерения мощности была принята единица — ватт .
Следовательно, мощностью в 1 Вт называют силу в 1 А при значении напряжения в 1 В.
Для того чтобы вычислить мощность, нужно силу тока умножить на напряжение .
Если мощность обозначается буквой P, то формула примет вид:
P = I*U.
Мощность вычисляется с помощью сопротивления. Часто бывают известны сила тока и сопротивление цепи, а напряжение, обычно, неизвестно.
Следовательно, воспользовавшись законом Ома :
U=IR
получаем формулу: Р = I2*R
Определение частоты
Передвижение электронов в проводнике в одну сторону, а затем в другую принято называть одним колебанием. За одним колебанием следует другое. При таких колебаниях в проводнике происходит соответствующее колебание магнитного поля.
Время, затраченное на одно колебание, называют периодом и обозначают буквой Т. Период обозначают в секундах.
Одной из важных величин является частота. Она показывает число колебаний в секунду и обозначается буквой f. Название единицы частоты — герц, (Гц) .
Практическое применение
Электрический постоянный ток всегда имеет всегда одно направление, которое называют постоянным. Он широко применяется для питания электронных устройств.
Если ток меняет направление, его называют переменным, и он применяется для передачи энергии по проводам на большие расстояния.
