Сила тока — это физическая скалярная величина, характеризующая скорость прохождения электрического заряда через поперечное сечение проводника. Она определяет интенсивность упорядоченного движения свободных заряженных частиц (электронов в металлах или ионов в электролитах). Математическое определение В общем виде сила тока ( ) определяется как отношение заряда ( ), прошедшего через сечение проводника, к промежутку времени ( ), за который этот проход совершился: Если сила тока не меняется со временем (постоянный ток), формула упрощается: Где:
- — сила тока;
- — электрический заряд;
- — время.
Единицы измерения и характеристики
- Единица измерения: В системе СИ сила тока измеряется в Амперах (А). Один Ампер соответствует прохождению заряда в один Кулон через сечение проводника за одну секунду ( ). Прибор для измерения: Амперметр. Он включается в цепь последовательно с тем участком, где необходимо измерить ток. Природа величины: Несмотря на то, что ток имеет направление (от «плюса» к «минусу»), в физике сила тока считается скалярной величиной, так как она не подчиняется правилам сложения векторов.
Физический смысл через микропараметры Силу тока также можно выразить через концентрацию и скорость движения носителей заряда: Здесь:
- — концентрация заряженных частиц;
- — заряд одной частицы (например, элементарный заряд электрона);
- — средняя скорость дрейфа (упорядоченного движения) частиц;
- — площадь поперечного сечения проводника.
Связь с другими величинами (Закон Ома) Согласно закону Ома для участка цепи, сила тока прямо пропорциональна напряжению ( ) на этом участке и обратно пропорциональна его электрическому сопротивлению ( ): Я могу составить для вас таблицу с основными формулами расчета силы тока для различных участков цепи или подготовить краткий конспект по теме «Законы постоянного тока».