ЯК визначити напрямок сили струму :: напрямок струму в електросхемі

Істинним напрямком струму є те, у якому рухаються заряджені частинки. Воно, у свою чергу, залежить від знака їх заряду. Крім цього, техніки користуються умовним напрямком переміщення заряду, не залежних від властивостей провідника.

Інструкція

Для визначення справжнього напрямку переміщення заряджених частинок керуйтеся наступним правилом. Всередині джерела вони вилітають з електрода, який від цього заряджається з протилежним знаком, і рухаються до електрода, який з цієї причини набуває заряд, за знаком аналогічний заряду частинок. У зовнішній ж ланцюга вони вириваються електричним полем з електрода, заряд якого збігається із зарядом частинок, і притягуються до протилежно зарядженого.

У металі носіями струму є вільні електрони, що переміщаються між вузлами кристалічної решітки. Оскільки ці частинки заряджені негативно, всередині джерела вважайте їх рухомими від позитивного електрода до негативного, а у зовнішній ланцюга - від негативного до позитивного.

У неметалічних провідниках заряд переносять також електрони, але механізм їх переміщення іншою. Електрон, покидаючи атом і тим самим перетворюючи його в позитивний іон, змушує його захопити електрон з попереднього атома. Той же електрон, який покинув атом, іонізує негативно наступний. Процес повторюється безперервно, поки в ланцюзі тече струм. Напрямок руху заряджених частинок в цьому випадку вважайте тим же, що і в попередньому випадку.

Напівпровідники бувають двох видів: з електронною і доречнийпровідністю. У першому носіями зарядів є електрони, і тому напрям руху частинок в них можна вважати таким же, як в металах і неметалевих провідниках. У другому ж заряд переносять віртуальні частинки - дірки. Спрощено можна сказати, що це свого роду порожні місця, електрони в яких відсутні. За рахунок почергового зсуву електронів дірки рухаються в протилежному напрямку. Якщо поєднати два напівпровідника, один з яких володіє електронної, а інший - доречнийпровідністю, такий прилад, званий діодом, володітиме випрямними властивостями.

У вакуумі заряд переносять електрони, що рухаються від нагрітого електрода (катода) до холодного (анода). Врахуйте, що коли діод випрямляє, катод є негативним щодо анода, але відносно загального проводу, до якого приєднаний протилежний анода висновок вторинної обмотки трансформатора, катод заряджений позитивно. Суперечності тут немає, якщо врахувати наявність падіння напруги на будь-якому діоді (як вакуумному, так і напівпровідниковому).

У газах заряд переносять позитивні іони. Напрямок переміщення зарядів в них вважайте протилежним напрямку їх переміщення в металах, неметалічних твердих провідниках, вакуумі, а також напівпровідниках з електронною провідністю, і аналогічним напрямку їх переміщення в напівпровідниках з доречнийпровідністю. Іони значно важче електронів, чому газорозрядні прилади мають високу інерційністю. Іонні прилади з симетричними електродами не володіють односторонньою провідністю, а з несиметричними - володіють їй в певному діапазоні різниць потенціалів.

У рідинах заряд завжди переносять важкі іони. Залежно від складу електроліту, вони можуть бути як негативними, так і позитивними. У першому випадку вважайте їх провідними себе аналогічно електронам, а в другому - аналогічно позитивним іонам в газах або діркам в напівпровідниках.

При вказівці напрямки струму в електричній схемі, незалежно від того, куди переміщуються заряджені частинки насправді, вважайте їх рухомими в джерелі від негативного полюса до позитивного, а у зовнішній ланцюга - від позитивного до негативного. Зазначений напрямок вважається умовною, а прийняте воно до відкриття будови атома.