مفهوم جریان الکتریکی





img/daneshnameh_up/d/dd/electron.jpg




مقدمه

همه اجسام از ذرات ریزی به نام اتم تشکیل شده اند و اتم ها دارای هسته هستند اطراف هسته الکترون ها در حال گردش به دور هسته هستند
در رساناها بارهای الکتریکی یا الکترون ها می توانند آزادانه در جسم حرکت کنند . یک تجربه نسبتا دقیق به نام اثر هال نشان می دهد که در فلزها فقط بار منفی آزادانه حرکت می کند . بار مثبت یا در هر دی الکتریک (عایق ) دیگری بدون حرکت است . حامل های واقعی بار در فلزها الکترون های آزادند . هنگامی که اتم های منزوی برای تشکیل جسم جامد با هم ترکیب می شوند الکترون های لایه خارجی اتم مقید به اتم های منفرد باقی نمی مانند بلکه آزادانه در س تا سر جسم جامد حرکت می کنند .

جریان

الکترون های ِآزاد یک رسانای فلزی مثلا قسمتی از طول یک سیم مسی همانند مولکول های گاز موجود در یک ظرف حرکت کاتوره ای دارند . این الکترون ها راستای مشخصی درامتداد سیم ندارند . اگر یک صفحه ی فرضی از سیم بگذرانیم آهنگ عبور الکترون ها در سیم از راست به چپ با آهنگ عبور آنها از چپ به راست یکسان است یعنی آهنگ خالص عبور الکترون ها صفر است .
هرگاه دو انتهای این سیم رابه باتری وصل شود یک میدان الکتریکی در هر نقطه ی داخل سیم بر قرار می شود . اگر اختلاف پتانسیل به وسیله یک باطری 10 ولت ثابت نگه داشته شود و طول سیم 5 متر باشد شدت این میدان در هر نقطه 2 ولت بر متر خواهد بود . این میدان الکتریکی که با E نمایش می دهیم بر الکترون ها اثر می گذارد و حرکتی در خلاف جهت میدان اصلی به الکترون ها می دهد در این صورت می گوییم جریان الکتریکی بر قرار شده است . اگر از هر مقطع رسانا بار خالص q در مدت زمان t بگذرد جریان عبارت است از

یکای q کولن و یکای t ثانیه است .
یکای مناسب برای i آمپر است و با A نشان می دهیم .
جریان i در تمام مقاطع رسانا یکسان است اگر چه ممکن است مساحت این مقاطع در نقاط مختلف متفاوت باشد مانند عبور آب در لوله که از هر مقطع لوله ثابت است اگر مقطع تغییر کند آب در جایی که مقطع لوله کوچکتر است سریعتر عبور می کند و بر عکس . به طوری که آهنگ حجمی آب که می تواند بر حسب لیتر بر ثانیه اندازه گیری شود بدون تغییر باقی می ماند.

عناوین مرتبط


تعداد بازدید ها: 17059