Как вы знаете, электроника - это почти полная аналогия гидравлики. Давление на дно башни - это напряжение. Если взять сопротивление - это диаметр, длина и внутренняя среда трубки, по которым течет жидкость. А что такое сила тока?
Давайте разбираться.
Аналогия с гидравликой
Итак, у нас есть водонапорная башня.
Как вы знаете из предыдущей статьи о напряжении, большой объем воды давит на дно водонапорной башни, тем самым вызывая давление на дне башни. Во всем виновата гравитационная сила.
Что произойдет, если мы приварим трубу к нижней части водобашни?
Вода сразу же большим напором побежит из трубы. Это уже аналогия электрического тока.
Давайте приварим две трубы разных диаметров к нашей водонапорной башне у основания этой самой водобашни.
Это вид сверху:
Через какую трубу выльется больше воды за одну секунду, учитывая тот факт, что они находятся на одинаковой высоте от основания башни? Я думаю, что это толстая труба. Это же очевидно.
Если разрезать трубы под прямым углом, то мы увидим площадь поперечного сечения. S1 – площадь поперечного сечения маленькой трубы. S2 – площадь поперечного сечения толстой трубы. S1<S2. За некоторый равный промежуток времени через S1 пройдет меньше молекул воды, чем через S2.
Давайте рассмотрим другой пример. У нас есть два садовых шланга. Их диаметры одинаковы, и, следовательно, площадь поперечного сечения одинакова. Но у одного из них сильный расход воды, а у другого слабый.
Теперь представьте, что вы наполняете ведро. При каком давлении воды из какого шланга вы наполните его быстрее? Конечно, из того, у которого давление воды больше. За одинаковый промежуток времени через площадь поперечного сечения оранжевого шланга пройдет больше молекул воды, чем через площадь поперечного сечения желтого шланга.
Поэтому, в гидравлике можно вывести такой параметр, как литр/секунда. Он показывает, как вы уже догадались, сколько литров за одну секунду выливается из шланга. Это будет полная аналогия силы тока.
Сила тока в электронике
По аналогии с гидравликой, провод - это садовый шланг, молекулы воды - это электроны. Улавливаете мысль?
Давайте посмотрим на простой медный провод. Площадь поперечного сечения этого провода заштрихована зелеными линиями.
Чем больше электронов пройдет через эту заштрихованную зеленым область за одну секунду, тем больший ток будет в этом проводе.
Как будет выглядеть формула?
где
I – ток, А (Ампер)
N – количество электронов
t – период времени, за который эти электроны пробегут через площадь поперечного сечения проводника, с (секунды)
Более официальная формула будет выглядеть вот так:
I – ток, А (Ампер)
Δq – электрический заряд за определенный промежуток времени, C (кулон)
Δt — временной интервал, с (секунды)
В чем смысл этих двух формул? Дело в том, что электрон имеет заряд примерно 1,6·10-^19Кулон. Следовательно, для того, чтобы сила тока в проводе составляла 1 Ампер, нам нужен заряд в 1 Кулон = 6,24151⋅10^18 электронов должны проходить через поперечное сечение.
1 Кулон = 1 Ампер х 1 секунда
Итак, теперь мы можем официально заявить, что если 6,24151⋅10^18 электронов проходят через поперечное сечение проводника за 1 секунду, тогда ток в этом проводнике будет равен 1 Амперу!
В гидравлике - сила поТОКА (литры/секунду), а в электронике СИЛА ТОКА измеряется электронов/секунду. Вот все так просто)
Еще больше статей по электронике на нашем сайте radioelectronic.info