§ 42. Сила тока.

О наличии тока мы можем судить по любому из явлений, описанных в § 40. Для количественной же характеристики тока вводится понятие силы тока. Силой тока в проводнике называют физическую величину, равную количеству электричества, проходящему через сечение проводника за единицу времени. Таким образом, если за время  через сечение проводника проходит количество электричества, равное , то сила тока

. (42.1)

Во избежание недоразумений подчеркнем еще раз, что переносы заряда  в одном направлении или заряда  в противоположном направлении с точки зрения определения силы тока совершенно тождественны. Поэтому в формуле (42.1) под зарядом  мы разумеем сумму тех зарядов, которые были фактически перенесены положительно заряженными носителями заряда в направлении, условно принятом нами за направление тока, и отрицательными носителями в противоположном направлении. Ток, сила и направление которого не изменяются с течением времени, называют постоянным током.

Прежде всего возникает вопрос, постоянна ли сила тока во всех сечениях проводника. Если это имеет место, то, следовательно, электрические заряды проходят через проводник, не накапливаясь: через любое сечение проводника в одни и те же промежутки времени проходит одно и то же количество электричества. Такой ток называется установившимся (стационарным). Опыт показывает, что для установления тока достаточно очень короткого промежутка времени. Поэтому в случае постоянного тока мы всегда имеем дело с установившимся током. Если ток не постоянен, а изменяет с течением времени свою силу или даже свое направление, то при быстром изменении тока может наблюдаться и неустановившийся ток, т. е. в разных сечениях провода в один и тот же момент может наблюдаться ток разной силы. Чем длиннее провод, тем вероятнее, что при переменном токе может создаться такое положение. В дальнейшем мы будем всегда иметь дело с установившимся током, так что для определения силы тока можно измерить ее в любом месте проводника.

Единица силы тока называется ампером (А) в честь французского физика Андре Мари Ампера (1775-1836). Определение ампера будет дано в § 133. Применяются и более мелкие единицы: миллиампер (мА), равный одной тысячной доле ампера, и микроампер (мкА), равный одной миллионной доле ампера.

Зная силу тока  в каком-либо проводнике и время , в течение которого проходил ток, можно найти заряд , прошедший через проводник за это время. Согласно формуле (42.1), он равен

. (42.2)

42.1. Заряд одного электрона равен  Кл. Сколько электронов проходит в 1 с через поперечное сечение проволоки, по которой течет ток 1 А?