Сила струму. Одиниця сили струму. Амперметр

У металевому стрижні, як ви вже знаєте, є велика кількість вільних носіїв електричного заряду — електронів.

Зрозуміло, що, коли у стрижні не тече струм, рух електронів у ньому хаотичний. Тому можна вважати, що кількість електронів, які за одну секунду проходять через поперечний переріз стрижня зліва направо, дорівнює кількості електронів, що проходять через нього справа наліво.

Якщо приєднати стрижень до джерела струму, електрони почнуть рухатися напрямлено і кількість електронів, що проходять за певний час через поперечний переріз в одному напрямку, істотно збільшиться. Отже, у цьому напрямку через поперечний переріз стрижня буде перенесено певний заряд.

Сила струму — це фізична величина, що характеризує електричний струм і чисельно дорівнює заряду, який проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.

Якщо провідники під’єднати до джерела так, щоб струм по них протікав у різних напрямках, вони будуть відштовхуватися з такою самою силою. Сила взаємодії паралельних провідників зі струмом залежить від їх довжини, відстані між ними, сили струму в них, середовища, в якому вони розміщені. Чим більша сила струму, тим більшою буде сила взаємодії провідників.

За 1 ампер беруть таку силу струму, за якої відрізки двох паралельних провідників завдовжки 1 м, розташовані на відстані 1 м один від одного, взаємодіють у вакуумі із силою 2-10⁷ Н.

Для практичних потреб використовують також частинні й кратні одиниці сили струму: міліампер (1 мА = 10^-3 А), мікроампер (1 мкА = 10^-6 А), кілоампер (1 кА = 10³ А).

Через одиницю сили струму ампер визначають одиницю електричного заряду кулон: 1 кулон = 1 ампер · 1 секунда, 1 Кл = 1A · 1 с. За одиницю електричного заряду приймають заряд, який проходить через поперечний переріз провідника за 1 с при силі струму 1 А.

Електричний заряд, що проходить через поперечний переріз провідника, називають також кількістю електрики: q = І · t.

Для вимірювання сили струму в електричному колі використовують спеціальні прилади — амперметри. На малюнку: а) демонстраційний, б)лабораторний, в) цифровий

Принцип дії амперметрів зображених на рисунках а, б ґрунтується на магнітній дії електричного струму. Стрілка амперметра кріпиться до котушки, розташованої в магнітному полі постійного магніту. При підключенні амперметра до електричного кола через котушку проходить електричний струм. Унаслідок магнітної взаємодії котушка з прикріпленою до неї стрілкою повертаються на певний кут. Чим більший струм в електричному колі, тим більшим буде кут відхилення стрілки амперметра.

Для вимірювання сили струму в певній ділянці кола потрібно його розімкнути у будь-якій точці цієї ділянки й під’єднати послідовно амперметр.

Якщо порівняти покази амперметра, підключеного до різних ділянок кола, виявиться, що вони будуть однаковими, оскільки через будь-який переріз кола, включно з джерелом, проходить однаковий електричний заряд.

Отже, амперметр під’єднують до джерела струму послідовно зі споживачем (резистором, електролампою і т. ін.) таким чином, щоб знаки «+» та «-» на корпусі вимірювального приладу збігалися з відповідними полюсами джерела струму.