Nie rozumiejąc, czym jest natężenie prądu, ucz sięgałąź fizyki związana z elektrycznością jest niemożliwa. Pojęcie prądu jest podstawą, na której, podobnie jak dom na solidnym fundamencie, budowane są dalsze obliczenia obwodów elektrycznych oraz podawane są nowe i nowe definicje. Aktualna siła jest jedną z wartości międzynarodowego układu SI, dlatego uniwersalną jednostką miary jest Amper (A).
Wyjaśniono fizyczne znaczenie tej jednostkiw następujący sposób: prąd o wartości 1 ampera występuje, gdy naładowane cząstki poruszają się po dwóch przewodnikach o nieskończonej długości, między którymi jest przerwa jednego metra. W tym przypadku siła oddziaływania powstająca na każdym metrowym odcinku przewodów jest liczbowo równa 2 * 10 do potęgi -7 niutonów. Dodaje się zwykle, że przewodniki znajdują się w próżni (co pozwala zneutralizować działanie medium pośredniego), a ich przekrój dąży do zera (przy maksymalnej przewodności).
Jednak, jak to zwykle bywa, klasycznydefinicje są jasne tylko dla specjalistów, którzy w rzeczywistości nie są już zainteresowani podstawami. Ale osoba niezaznajomiona z elektrycznością będzie jeszcze bardziej „zdezorientowana”. Dlatego wyjaśnijmy, jaka jest obecna siła, dosłownie „na palcach”. Wyobraź sobie zwykłą baterię, z biegunów której dwa izolowane przewody prowadzą do żarówki. Przełącznik jest podłączony do przerwy w jednym przewodzie. Jak wiecie z początkowego kursu fizyki, prąd elektryczny to ruch cząstek z własnym ładunkiem elektrycznym. Zwykle uważa się je za elektrony (w rzeczywistości to elektron ma jednostkowy ładunek ujemny), chociaż w rzeczywistości wszystko jest trochę bardziej skomplikowane. Cząstki te są charakterystyczne dla materiałów przewodzących (metali), ale w mediach gazowych jony dodatkowo przenoszą ładunek (pamiętaj o terminach „jonizacja” i „rozpad szczeliny powietrznej”); w półprzewodnikach przewodnictwo jest nie tylko elektroniczne, ale także typu dziurowego (ładunek dodatni); w roztworach elektrolitycznych przewodnictwo jest czysto jonowe (na przykład akumulatory samochodowe). Wróćmy jednak do naszego przykładu. W nim prąd tworzy ruch wolnych elektronów. Dopóki przełącznik nie zostanie włączony, obwód jest otwarty, cząstki nie mają gdzie się poruszać, dlatego prąd wynosi zero. Warto jednak „zmontować obwód”, gdyż elektrony pędzą z bieguna ujemnego baterii do bieguna dodatniego, przechodząc przez żarówkę i powodując jej zaświecenie. Siła, która powoduje ich ruch, pochodzi z pola elektrycznego wytwarzanego przez akumulator (EMF - pole - prąd).
Prąd to stosunek ładunku do czasu.Oznacza to, że w rzeczywistości mówimy o ilości energii elektrycznej przechodzącej przez przewodnik na warunkową jednostkę czasu. Można zrobić analogię z wodą: im bardziej kran jest otwarty, tym więcej wody przepłynie przez rurociąg. Ale jeśli woda jest mierzona w litrach (metrach sześciennych), wówczas prąd jest liczbą nośników ładunku lub, co jest również prawdą, w amperach. To takie proste. Łatwo zrozumieć, że istnieją dwa sposoby na zwiększenie natężenia prądu: poprzez usunięcie żarówki z obwodu (opór, przeszkoda w ruchu), a także zwiększenie pola elektrycznego wytwarzanego przez akumulator.
Właściwie doszliśmy do tego, jak w przypadku ogólnymprąd jest obliczany. Istnieje wiele formuł: na przykład dla całego obwodu, biorąc pod uwagę wpływ właściwości zasilacza; do prądu przemiennego i stałego; dla systemów wielofazowych itp. Jednak wszystkie z nich łączy jedna zasada - słynne prawo Ohma. Dlatego podajemy jego ogólną (uniwersalną) formę:
I = U / R,
gdzie ja jest prądem w amperach; U - napięcie na zaciskachzasilanie w woltach; R jest rezystancją obwodu lub sekcji w omach. Zależność ta tylko potwierdza to wszystko: wzrost prądu można uzyskać na dwa sposoby, poprzez rezystancję (nasza żarówka) i napięcie (parametr źródła).
