Спрямований рух заряджених частинок: визначення, характеристика, фізичні властивості та застосування

Повертаємося до швидкості

Раніше цей момент поверхнево було порушено. Тепер давайте приділимо йому більш пильну увагу. Слід зазначити, що поняття швидкості направленого руху заряджених частинок у вигляді електричного струму не існує. Це пов’язано з тим, що переплітаються різні величини. Так, по провіднику поширюється електричне поле зі швидкістю, яка близька до руху світла, тобто близько 300 000 кілометрів на секунду.

Під його впливом починають рух всі електрони. Але їх швидкість дуже мала. Вона становить приблизно 0,007 міліметрів в секунду. При цьому вони ще й хаотично кидаються в тепловому русі. У випадку з протонами і нейтронами ситуація інша. Вони занадто великі, щоб з ними відбувалися такі події. Як правило, говорити про їх швидкості, як близькою до значення світла, не доводиться.

Фізичні параметри

Тепер давайте розглянемо, що собою представляє рух заряджених частинок в електричному полі з фізичної точки зору. Для цього представимо, що у нас є картонна коробка, в якій міститься 12 пляшок газованого напою. При цьому є спроба помістити туди ще одну ємність. Припустимо, це вдалося. Але коробка ледве витримала. При спробі засунути ще одну пляшку вона розривається, а всі ємності вивалюються.

Розглядається коробку можна порівняти з поперечним перерізом провідника. Чим цей параметр вище (товще дріт), тим більшу силу струму може забезпечити. Це визначає те, який обсяг може мати спрямований рух заряджених частинок. У нашому випадку коробка, в якій знаходиться від однієї до дванадцяти пляшок, може спокійно виконувати своє пряме призначення (не розірветься). За аналогією можна сказати, що провідник не згорить.

Якщо перевищити зазначену величину, то об’єкт вийде з ладу. У випадку з провідником вступить в дію опір. Дуже добре описує спрямований рух електрично заряджених частинок закон Ома.