Definicja pojęcia prądu elektrycznego
Pomiary elektryczne Białystok
Prądem elektrycznym nazywa się uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Pojecie prądu elektrycznego dotyczy w zasadzie skali makro, ale bywa też używane w skali mikro. Orbitalnym i spinowym ruchom elektronów w atomach przypisuje się pojęcie prądów molekularnych, wytwarzających orbitalne i spinowe momenty magnetyczne. Pojęcie prądu w skali makro dotyczy przemieszczania się ładunków elektrycznych w różnych środowiskach pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego. Charakter prądu zależy od właściwości środowiska, w związku z czym rozróżnia się prądy: przewodzenia, przesunięcia i unoszenia.
Przewodniki elektryczne
Pomiary elektryczne Białystok
Zasadnicze znaczenie ma przepływ prądu w ciałach stałych, z których większość ma strukturę kryształów. Własności elektryczne ciała krystalicznego zależą od rodzaju sieci krystalicznej. Elektrony swobodne (w metalach, a także w określonych warunkach – w półprzewodnikach) przemieszczają się w określonym kierunku pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego. Przenoszą tym samym ładunek elektryczny, tzn. biorą udział w przewodzeniu prądu. Sposób przewodzenia prądu oparty na ruchu elektronów swobodnych nazywa się przewodzeniem I rodzaju. Ciała, w których możliwy jest taki proces – to przewodniki (i półprzewodniki) I rodzaju. Jeśli w ciele krystalicznym nie ma elektronów swobodnych, to nie może być ono przewodnikiem I rodzaju. W roztworach kwasów, zasad i soli (elektrolitach), zaliczanych do przewodników (i półprzewodników) II rodzaju, nośnikami prądu są jony dodatnie i ujemne, które powstają w wyniku dysocjacji. Przepływowi prądu w elektrolicie towarzyszą procesy elektrochemiczne. Prąd przewodzenia tworzą zatem elektrony swobodne (w przewodnikach I rodzaju) albo jony dodatnie i ujemne (w przewodnikach II rodzaju). Średnia prędkość przemieszczania się „nośników” prądu (ładunków tworzących prąd elektryczny) w przewodnikach jest bardzo mała. W metalu jest ona rzędu 1 mm/s, podczas gdy prędkość bezwładnego ruchu termicznego elektronów szacuje się na 100,120 km/s, a prędkość rozprzestrzeniania się wymuszenia (fali prądowej) w przewodniku jest bliska prędkości światła. Dielektryki nie przewodzą prawie wcale prądu elektrycznego, ale poddają się działaniu zewnętrznego pola elektrycznego. Pod wpływem zjawiska polaryzacji elektrostatycznej, które polega na przesuwaniu się ładunków w obszarze cząsteczek, występuje w dielektrykach tzw. prąd przesunięcia. Prąd elektryczny w gazach tworzą elektrony i zjonizowane dodatnio cząsteczki, zaś w próżni – strumień elektronów. Prądem elektrycznym jest też przepływ zjonizowanych jąder atomów w akceleratorach. Tego rodzaju uporządkowany ruch zjonizowanych cząsteczek nosi nazwę prądu unoszenia. Prędkości przemieszczania się nośników prądu w gazie lub próżni są rzędu tysięcy km/s.
Cezary Łucyk ELEKTROTECHNIKA PODSTAWOWA
Mega-Wat Instalacje elektryczne Białystok
