Въведение в електричен ток и ампери

Да видим какво представлява електричният ток и как да изчислим големината му. Да започнем със самата дума "ток", която произлиза от "течение". Когато казваме "ток" или "течение", имаме предвид какво количество от дадено нещо преминава през дадено място за единица време, например секунда. Да го запишем: "Колко от [празно]..." Тук може да е всичко. "Колко от [празно] преминава през дадено място за секунда". Например може да трябва да изчислим колко вода преминава през дадена тръба за 1 секунда. Или пък може да ни се наложи да разберем колко въздух преминава през даден тунел за 1 секунда. При електричния ток изчисляваме преминаването на електричен заряд. Какъв заряд преминава през напречното сечение на даден проводник за 1 секунда. Да разгледаме няколко примера. Даден ни е метален проводник, ето тук. И характерното за металните проводници е, че в тях има много електрони, които могат да се движат свободно. Много електрони, които се движат хаотично. И ако започнем да избутваме тези електрони, те ще започнат да се движат в дадена посока. По-натам ще видим как можем да ги накараме да се движат, но след като веднъж започнат да се движат в дадена посока (насочено), казваме, че имаме насочено движение на електрични заряди. И когато електроните се движат по този начин, се получава електричен ток. Да кажем, че се намираш тук и искаш да изчислиш колко заряд преминава през напречното сечение. Измерваш и научаваш, че през това напречно сечение преминава електрически заряд с големина 10 кулона в рамките на 5 секунди. За 5 секунди. И колко ще е електричният ток през това напречно сечение? Обикновено бележим тока с I. Искаме да изчислим колко електрически заряд тече за 1 секунда, т.е. колко са кулоните в секунда. Дадени са ни 10 кулона за 5 секунди, като съкратим, получаваме 2 кулона в секунда. Вече можем да кажем, че електричният ток оттук е 2 кулона в секунда. Това значи, че всяка секунда оттук протичат 2 кулона електрически заряд. Да видим друг пример. Имаме различен проводник Тук токът ще е различен. Знаем, че 3 кулона електрически заряд преминават оттук за 6 секунди. Можеш ли да изчислиш колко ще е електричният ток тук? Спри видеото и опитай самостоятелно. Добре. Колко ще е токът I? Имаме 3 кулона за 6 секунди. 3/6 е 1/2, или 0,5, тоест електричният ток тук е половин кулон за секунда. Ето така изчисляваш големината на електричния ток. Да обобщим и да видим дали получихме обща формула за изчисление на електричен ток. Казваме, че имаме определено количество електрически заряд, q което преминава през даден проводник за период от време t (в секунди). Сега можем да запишем, че електричният ток е равен на количеството електричен заряд q, делено на времето t. Ако се вгледаш внимателно, ще видиш, че точно това направихме и в двата случая. Разделихме заряда на времето и именно по този начин изчисляваш големината на тока. Мерната единица за електричен ток е кулон върху секунда. Наричаме я още ампер и накратко я записваме с главно А. Амперите са кръстени на френския учен Андре Ампер, който прави важни открития относно електричния ток. Тук можем да кажем, че токът е 2 ампера. Ампер е същото като кулон за секунда. А тук можем да кажем, че това е 0,5 ампера. Нека видим още един пример, за да ни стане съвсем ясно. Ще отида малко по-надолу. Някой ни казва, че ни е даден електричен ток с големина 3 ампера. Което значи, че за всяка секунда протича електричен заряд с големина 3 кулона. Можеш ли да изчислиш колко заряд преминава за 5 секунди? Колко заряд ще мине оттук, ако почакаш 5 секунди? Спри видеото и се пробвай. Добре. Да видим. Вече знаем, че всяка секунда оттук протича заряд с големина 3 кулона. Искаме да изчислим за 5 секунди. Затова просто трябва да умножим 3 кулона за секунда по 5 секунди. Секундите се съкращават и получаваме 15 кулона. 15 кулона. Можеше да използваш и формулата I=q/t, същото е. Умножаваме тока по времето и получаваме електричния заряд. Последно, нека поговорим за посоката на електричния ток. Да кажем, че всички електрони тук се движат надясно. Каква е посоката на електричния ток? Сигурно ще кажеш, че е надясно, защото всички електрони се движат надясно. Но всъщност е точно обратното. Приели сме, че посоката на електричния ток е обратна на посоката на движение на електроните. Сигурно се чудиш защо сме го приели така. Основната причина е, че електроните са отрицателно заредени частици. Когато за пръв път хората определили посоката на електричния ток, още не са знаели какво са електрони и протони. Мислели са си, че положителни заряди преминават през проводника и създават електричния ток. Тоест приели сме, че токът е насочено движение на положителни електрични заряди. Но се оказва, че електроните са отрицателно заредени частици и вече нямаме избор и трябва да приемем, че посоката на тока е противоположна на посоката на движение на електроните. Ако това беше поток от положителни заряди, посоката на тока щеше да е същата като на заряда, но ако зарядите са отрицателни, посоката на тока ще е противоположна. И тъй като електроните са отрицателно заредени частици, казваме, че посоката на електричния ток е обратна на посоката на движение на електроните. Да обобщим наученото: електричен ток е количеството електричен заряд, преминаващо за 1 секунда през даден проводник. Научихме се да изчисляваме електричния ток, видяхме, че мерната единица за ток е кулон за секунда, или ампер. И накрая, научихме, че посоката на тока, която сме приели, съвпада с посоката на движение на положителния заряд. Тъй като всички проводници са метални, винаги електроните са тези, които ще се движат, а те са отрицателно заредени частици, в почти всички електрически вериги и проводници, които ще разглеждаме, движението на тока винаги ще е обратно на движението на електроните.