ТҰРАҚТЫ ЭЛЕКТР ТОГЫ

Опубликовано Опубликовано в рубрике Электр және магнетизм

 

       Зарядталған бөлшектердің реттелген қозғалысы электр тогы деп аталады. Электр тогы еркін электрондардың немесе иондардың реттелген орын ауыстыруы кезінде ғана пайда болады.

Дегенмен, егер бейтарап тұтас дене орын ауыстырса, ондағы қисапсыз  көп электрондар мен атом ядроларының реттелген қозғалысына қарамастан, электр тогы пайда болмайды. Бұл жағдайда өткізгіштің кез келген қимасы арқылы орын ауыстыратын толық заряд нөлге тең, өйткені таңбалары әр түрлі зарядтар бірдей орташа жылдамдықпен орын ауыстырады.

Электр тогының белгілі бір бағыты болады. Токтың бағытына оң зарядталған бөлшектердің қозғалыс бағыты алынады. Егер ток теріс зарядталған бөлшектердің қозғалысынан пайда болса, онда ток бағыты бөлшектер қозғалысының бағытына қарама – қарсы деп саналады.

Ток күші (І) электр тогын сипаттайтын шама. өткізгіштің көлденең қимасынан бүкіл уақыт ішінде ағып өтетін заряд санын ток күші деп атайды:

                                              I=dq/dt.

Ток күші ампермен (А) өлшенеді     1А=1Кл/1с.

Көлемі  V, көлденең қимасы S цилиндр тәрізді өткізгіш алайық. Өткізгіштің ішінде бос жүрген электрондардың заряды е, ал бірлік көлемдегі бос электрондар саны n болсын.

Егер осы өткізгішке электр өрісімен әсер етсе, онда бос электрондар бір бағытта үдей қозғала бастайды, электрондардың үдей қозғалғандағы орташа жылдамдығын v делік. Сонда dt уақыт ішінде осы өткізгіштен ағып өтетін электр заряды (dq) мынаған тең:

                                          dq=e*nV=enSvdt,

сонда ток күші

I=dq/dt=enSvdt/dt=envS.

Уақыт бірлігі ішінде өткізгіштің көлденең қимасынан бірдей мөлшерде заряд тасымалдаушылар өтіп жатса, мұндай электр тогын тұрақты электр тогы деп атайды.Ал ток тығыздығын

J=I/S=enSv/S=env.               (1)

Электр өрісіне орналасқан электронға   Ғ=еЕ күші әсер етеді де, ол үдеуге  a=F/m=eE/m  ие болады. Сондықтан екі соқтығысу аралығындағы электрон жылдамдығы өзгеріп, дәлірек айтқанда өсіп отырады

Осы арада электр тогының табиғатын жете түсіну үшін заряд тасушылардың концентрациясы және олардың қозғалысымен байланысты кейбір құбылыстарды айта кетуге болады.

Металдар ішіндегі бос электрондар еркін қозғалып жүреді. Әлдебір себептермен электрон металдан сыртқа шығатын болса, онда металл оң зарядталады да шығып кеткен электронды қайтадан өзіне тартып алады. Алайда басқа электрон сыртқа «ыршып» шығады.  Сөйтіп, металдың айналасында электрон «бұлты» пайда болады. Бұл электрон «бұлты» электрондардың сыртқа шығуына кедергі жасаса, екінші жағынан оң зарядталған тор иондары электронды өзіне тартып жібермейді. Электрон осы екі күшті жеңіп сыртқа шығуы үшін шығу жұмысы атқарылуы тиіс А=еφ, мұндағы φ- шығу потенциалы, ол металл мен оны қоршаған ортаның потенциалдар айырмасы болып саналады.