постоянный ток

ПОСТОЯННЫЙ ТОК - электрический ток, плотность к-рогоне зависит от времени. Микроскопич. природа П. т. состоит в направленном перемещении дискретных заряж. частиц, но макроскопически он может рассматриваться как непрерывный процесс, аналогичный течению жидкости или газа. Чаще всего П. т. обусловлен движением зарядов в токопроводящих средах. Стационарный поток заряж. частиц в пустоте также представляет собой П. т.

Закон сохранения электрич. заряда диктует для П. т. условие= 0. Это практически всегда (исключая умозрит. примеры экзотич. топологий) ведёт к замкнутости линий плотности П. т. (часто их наз. просто линиями тока). Тогда замкнутой оказывается и цепь в целом. В силу того же закона каждое разветвление цепи подчинено Кирхгофа правилам .В обычных условиях вектор. пропорционален напряжённости электрич. поля, а сила тока / в конечном проводнике - приложенному напряжению U (Ома закон). Ири сильных полях эта линейная зависимость может нарушаться, соответственно говорят о нелинейных явлениях в электрич. цепях.

Протекание П. т. сопровождается выделением джоуле-ва тепла в проводнике (джоулевы потери ).Тепловая мощность тока Q определяется Джоуля - Ленца законом,(R - сопротивление проводника). Для компенсации этих энергетич. потерь в цепь П. т. включается источник электродвижущей силы, (эдс). Компенсация достигается за счёт механич., тепловой энергии (генераторы тока, магнитогидродинамические генераторы), энергии хим. реакций (хим. источники тока), тепловой диффузии носителей тока (см. Термоэдс ),фотоэффекта (солнечные батареи)и т. д. Только при наличии сверхпроводимости (Л = 0) П. т. могут циркулировать по цепям без указанной компенсации.

Согласно Максвелла уравнениям ,проводник с П. т. создаёт вокруг себя магн. поле. В частном случае протяжённых линейных проводников это поле вычисляется по Био - Савара закону. Магн. поле тока можно значительно сконцентрировать и усилить, если свить линейный проводник в спираль (соленоид ).Замкнутый на себя тороидальный соленоид с П. т. не создаёт внеш. магн. поля, но обладает т. н. анапольным моментом, (см. Анаполъ).

П. т. широко применяется для электролиза в хим. пром-сти и металлургии, на транспорте (тяговые электродвигатели). Источники П. т. используются в прецизионных измерит. приборах, для питания малошумящей электронной аппаратуры, бытовых радиоприёмников и т. д. В энергетике линии электропередач на П. т. имеют ряд преимуществ перед традиционным, поскольку менее подвержены разл. рода потерям. Из-за неудобства трансформации напряжений П. т. они пока не получили достаточно широкого распространения, хотя представляются перспективными.

Лит.: Сивухин Д. В., Общий курс физики, 2 изд.. [т. 3] - Электричество, М., 1983; Ахиезер А. И., Общая физика. Электрические и магнитные явления, К., 1981.

В. В. Митюгов.

   <<      Предметный указатель      >>