Постоянный электрический ток и условия его существования. Сила и плотность тока

         Если в проводнике создать электрическое поле, то носители заряда придут в упорядоченное движение: положительные в направлении поля, отрицательные в противоположную сторону. Упорядоченное движение зарядов называется электрическим током. Его принято характеризовать силой тока — скалярной величиной, равной заряду, переносимому носителями через рассматриваемую поверхность (например, через поперечное сечение проводника) в единицу времени. Если за время dt переносится заряд dq, то сила тока i по определению равна

Электрический ток может быть обусловлен движением как положительных, так и отрицательных носителей. Перенос отрицательного заряда в одном направлении эквивалентен переносу такого же по величине положительного заряда в противоположном направлении. Если в проводнике движутся носители обоих знаков, причем за время dt через данную поверхность положительные носители переносят заряд dq+ в одном направлении, а отрицательные dq- в противоположном, то

i=

(dq- — абсолютная величина отрицательного заряда).

За направление тока принимается направление, в котором перемещаются положительные носители.

Электрический ток может быть распределен по поверхности, через которую он течет, неравномерно. Более детально электрический ток можно охарактеризовать с помощью вектора плотности тока j. Этот вектор численно равен силе тока di через расположенную в данной точке перпендикулярную к направлению движения носителей площадку , отнесенной к величине этой площадки:

j=

         За направление j принимается направление вектора скорости u+ упорядоченного движения положительных носителей.

         Зная вектор плотности тока в каждой точке проводника, можно найти силу тока i через любую поверхность S:

         Ток, не изменяющийся со временем, называется постоянным. Мы будем обозначать его силу буквой I, сохранив для непостоянного тока обозначение i. Очевидно, что

I=

где q — заряд, переносимый через рассматриваемую поверхность за конечное время t.