Що означає термін 'сила струму'

Без розуміння, що таке сила струму, вивчення пов'язаного з електрикою розділу фізики неможливо. Поняття про струмі є основою, на якій, наче будинок на надійному фундаменті, шикуються подальші розрахунки електроланок і наводяться нові і нові визначення. Сила струму являє собою одну з величин міжнародної системи СІ, тому універсальної одиницею виміру є Ампер (А).

Фізичний зміст даної одиниці пояснюють наступним чином: сила струму в один ампер виникає при русі володіють зарядом частинок по двом лідерів нескінченної протяжності, між якими проміжок в один метр. При цьому виникає на кожному метровій ділянці провідників сила взаємодії чисельно дорівнює 2 * 10 в ступені -7 Ньютон. Звичайно додають, що провідники розташовані у вакуумі (що дозволяє нівелювати вплив проміжного середовища), а їх перетин прагне до нуля (при цьому провідність максимальна).

Однак, як це зазвичай буває, класичні визначення зрозумілі лише фахівцям, яким, по суті, вже не цікаві ази. А ось незнайомий з електрикою людина «заплутається» ще більше. Тому пояснимо, що таке сила струму, буквально «на пальцях». Уявімо звичайну батарейку, від полюсів якої до лампочки йдуть два ізольованих проводи. В розрив одного проводу підключений вимикач. Як відомо з початкового курсу фізики, електричний струм - це рух частинок, що володіють власним електричним зарядом. Зазвичай ними прийнято вважати електрони (дійсно, саме електрон має одиничним негативним зарядом), хоча насправді все трохи складніше. Дані частинки характерні для провідних матеріалів (метали), а от у газових середовищах додатково переносять заряд іони (згадуємо терміни «іонізація» і «пробою повітряного проміжку») - в напівпровідниках провідність не тільки електронна, але й діркова (позитивний заряд) - в електролітичних розчинах провідність чисто іонна (наприклад, автомобільні акумулятори). Але повернемося до нашого прикладу. У ньому струм формує рух саме вільних електронів. Поки вимикач не включений, ланцюг розімкнути, часткам рухатися нікуди, отже, сила струму дорівнює нулю. Але варто «зібрати схему», як електрони спрямовуються від негативного полюса батарейки до позитивного, проходячи через лампочку і викликаючи її світіння. Сила, що змушує їх рухатися, походить від електричного поля, створюваного батарейкою (ЕРС - поле - струм).

Сила струму - це відношення заряду до часу. Тобто фактично йдеться про кількість електрики, що проходить по провіднику за умовну одиницю часу. Можна навести аналогію з водою: чим сильніше відкритий кран, тим більший об'єм води пройде по трубопроводу. Але якщо воду вимірюють літрами (кубометрами), то струм - кількістю носіїв заряду або, що також вірно, амперами. Ось так все просто. Неважко зрозуміти, що збільшити силу струму можна двома способами: прибравши з ланцюга лампочку (опір, перешкоду руху), а також підвищивши створюване батарейкою електричне поле.

Власне, ми підійшли до того, як в загальному випадку виконується розрахунок сили струму. Існує багато формул: наприклад, для повного кола, що враховує вплив характеристик джерела живлення-для змінного і постійного токов- для багатофазних систем та ін. Однак усіх їх об'єднує єдине правило - знаменитий закон Ома. Тому наведемо його загальний (універсальний) вид:

I = U / R,

де I - струм, в Амперах- U - напруга на висновках джерела живлення, в Вольтах- R - опір ланцюга або ділянки, в Омах. Ця залежність лише підтверджує все вищесказане: збільшення струму можна досягти двома способами, через опір (наша лампочка) і напруга (параметр джерела).