Для того, чтобы разобраться в таком понятии, как электрический ток, надо знать базовые понятия о строении вещества. Известно, что все вещества состоят из молекул, а те в свою очередь состоят из атомов. Атом состоит из ядра, которое имеет положительный заряд, а вокруг него расположены электронные слои (орбитали), по которым движутся отрицательно заряженные электроны (e-). Такое представление атома называется планетарной моделью атома.
Также следует упомянуть о строении ядра атома - оно состоит из положительно заряженных частиц протонов (p+) и частиц, не имеющих заряда - нейтронов (n0). На количество протонов приходится то же количество электронов. И в целом атом имеет нейтральный заряд, т.е сумма числа протонов и нейтронов равна нулю. Но если мы начнём убирать или добавлять какое-либо количество электронов к атому, то атом уже не будет иметь нейтральный заряд, а будет являться либо отрицательным, либо положительным ионом: рассмотрим атом алюминия:
он имеет всего 13 электронов и 13 протонов, на внешнем электронном слое у него 3 электрона, именно эти электроны вступают во взаимодействия с другими веществами и никакие другие.
Что будет, если убрать один электрон с внешнего электронного слоя? Образуется положительный ион алюминия:
Если же наоборот - присоединить один электрон к атому алюминия, то образуется отрицательный ион алюминия:
Как вы уже могли догадаться: отрицательный ион имеет отрицательный заряд (-), а положительный ион - положительный заряд (+).
Заряды разных знаков притягиваются, а одинаковых - отталкиваются. К примеру, заряды со знаками + и - будут притягиваться, а заряды со знаками + и + или же - и - будут отталкиваться.
Электрический заряд обозначают буквой Q и измеряется в кулонах. К примеру, электрический заряд одного электрона равен 1,6 * 10^-19 Кл.
Возникает вполне логичный вопрос - за счёт чего происходит отталкивание и притяжение зарядов? Происходит это за счёт материальной среды, которая называется электрическим полем. Оно существует вокруг каждого заряда. Если электрическое поле создано неподвижными зарядами, то его называют электростатическим.
Электрическое поле принято изображать в виде силовых линий, которые направлены от положительного заряда к отрицательному. В большинстве случаев эти силовые линии являются разомкнутыми: начинаются на одном заряде, а заканчиваются на другом.
Если в какой-то части поля силовые линии расположены гуще, то в этой части поле сильнее. Эта же густота силовых линий характеризует напряжённость электрического поля или же силу поля, поэтому силовые линии также называют линиями напряжённости.
Поле называется однородным, если во всех его точках напряжённость одна и та же, а неоднородным - когда напряжённость во всех точках различна.
Так как электрическое поле способно воздействовать на заряды и перемещать их, то оно обладает энергией.
Энергетической характеристикой поля служит величина, называемая электрическим потенциалом (φ). Давайте попробую рассказать попроще и понятнее: когда поле перемещает какой-либо электрический заряд, то оно тем самым совершает работу. Потенциал данной точки поля - это отношение работы, совершаемое полем при перемещении заряда, к величине этого заряда:
φ = A/Q
Единицей электрического потенциала является вольт (V). К примеру, если в точке поля потенциал равен 1V, то это значит, что при перемещении этим полем электрического заряда, равного 1Кл, совершается работа в 1Дж.
Теперь давайте разберёмся - что такое электрический ток. Электрический ток представляет собой упорядоченное и направленное движение заряженных частиц (электронов, ионов). Ток может протекать только в тех веществах, в которых электроны или ионы имеют слабое притяжение между собой, т.е. в этих веществах есть свободные электроны или ионы. Такие вещества, которые способны проводить электрический ток, называют проводниками. (большинство металлов В этих веществах заряженные частицы свободно перемещаются внутри кристаллической решётки между атомами. Вещества, в которых электроны или ионы имеют сильное притяжение между собой, называют диэлектриками, т. е. в них нет свободных электронов или ионов.
Способность вещества проводить электрический ток называется электропроводностью. Так у проводников электропроводность выше, чем у диэлектриков. Но по электропроводности между проводниками и диэлектриками занимают особое место такие вещества, как полупроводники. Полупроводники способны менять свою электропроводность в зависимости от внешних факторов: температуры, влажности, освещения и т.д. они получили широкое распространение в повседневной жизни, но об этом мы поговорим попозже.
Ток возникает под влиянием электрического поля, которое упорядочивает движение заряженных частиц. Электрическое поле распространяется по проводу со скоростью света (~ 300000 км/с). Такую же скорость имеет и распространение тока в проводе. Но скорость движения электронов в проводнике очень мала и измеряется долями миллиметра в секунду. Ток течëт всегда от большего потенциала у меньшему, т.е. его условное направление выбрано от + к - , но электроны движутся именно от места их избытка (от -) к их недостатку (к +).
Если остались какие-либо вопросы по статье, то пишите в комментарии, постараюсь разобрать.