Теория:
Классическая модель электрического тока в проводнике объясняет причину его появления через дрейф свободных электронов под действием электрического поля, причём тепловое движение электронов не является причиной появления тока.
Физические величины, характеризующие электрический ток.
1) Сила тока:
- среднее значение: \(\boxed{I=\frac{\Delta q}{\Delta t}}\), (\(1\))
где \(I=const\) для постоянного тока;
- мгновенное значение: \(\boxed{I = \lim\limits_{\Delta t \to 0}\frac{\Delta q}{\Delta t}=q'_t}\), (\(2\))
где \(q'_t\) — производная функции \(q(t)\) по переменной \(t\).
2) Плотность тока:
- скалярный вид: \(\boxed{j=\frac{I}{S}=en\overline{v}}\), (\(3\))
где \(S\) — площадь поперечного сечения,
\(e\) — значение заряда электрона,
\(\overline{v}\) — средняя скорость дрейфа свободных электронов,
\(n\) — концентрация свободных электронов в цилиндрическом объёме: \(V=Sl=S\overline{v}\Delta t\) (рис. \(1\));
- размерность: \([j]= 1 \ \frac{А}{м²}\).
Рис. \(1\). Изображение дрейфа свободных электронов
3) Электрическое сопротивление (сопротивление): \(\boxed{R=\rho \frac{l}{S}}\). (\(4\))
Источники:
Рис. 1. Изображение дрейфа свободных электронов. © ЯКласс.