Электрические токи проводимости, переноса и смещения
Полный электрический ток принято разделять на следующие основные виды: ток проводимости, ток переноса и ток смещения.
Электрическим током проводимости принято называть явление направленного движения свободных носителей электрического заряда в некотором объеме вещества.
Ток проводимости сквозь некоторую поверхность 
определяется количеством зарядов 
, проходящих через нее за единицу времени. В произвольный момент времени ток проводимости равен производной по времени от электрического заряда, переносимого носителями заряда сквозь некоторую поверхность :
Электрический ток — величина скалярная. В разных элементах поверхности направление движения заряженных частиц может быть самым различным. На рисунке 1.2 представлена элементарная трубка с током 
проходящая через основание 
, расположенная в проводящей среде с движущимися зарядами.
Если рассматривать малый элемент поверхности , можно считать направление движения заряженных частиц во всех точках поверхности одинаковым, причем это положение становится более строгим по мере уменьшения , т. е. когда 
.
В связи с этим введена векторная величина 
— плотность электрического тока, равная пределу отношения тока 
сквозь поверхность , нормальную к направлению движения заряженных частиц, к величине площади этой поверхности, когда последняя стремится к нулю:
Направление вектора 
совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.
Ток, проходящий через поверхность конечных размеров, может быть определен как поток вектора плотности тока через эту поверхность:
На рисунке 1.3 представлена поверхность , расположенная в проводящей среде с движущимися зарядами. Электрическое поле тока представлено в виде линий, к которым векторы плотности тока всюду касательны. Единицей измерения тока является ампер (А), а единицей измерения плотности тока — ампер деленный на квадратный метр 
.
Характерным отличием тока проводимости в проводниках от других видов тока является то, что плотность тока проводимости при постоянной температуре проводника пропорциональна напряженности электрического поля.
В изотропной среде вектор плотности тока совпадает по направлению с вектором напряженности электрического поля 
и линии тока совпадают с линиями напряженности электрического поля. Поэтому в соответствии с законом Ома в дифференциальной форме пишут:
где 
называют удельной электрической проводимостью вещества.
Величину 
, обратную удельной проводимости, называют удельным электрическим сопротивление вещества. Единицей измерения удельного сопротивления является (Ом • м). Действительно, из соотношения 
получим:
Соответственно, единицей удельной проводимости является (См / м).
Рассмотрим другой вид электрического тока проводимости, именуемый электрическим током, под которым понимают явление переноса электрических зарядов движущимися в свободном пространстве заряженными частицами и телами.
Плотность его тока не может быть представлена соотношением (1.11), где характеризует свойства среды. Скорость заряженных частиц или тел не пропорциональна напряженности 
так как сила, действующая на частицу с зарядом 
в электрическом поле, равна 
. Движение такой частицы будет равноускоренным.
Токи переноса характерны для газовой среды.
Третий вид электрического тока, так называемый ток электрического смещения. С этим видом тока приходится считаться при переменном электрическом поле в диэлектрике и в вакууме. Плотность тока электрического смещения определяется как производная от вектора электрической индукции по времени:
Эта страница взята со страницы задач по электротехнике:
Электротехника — решения задач и примеры выполнения заданий
Возможно эти страницы вам будут полезны:
