Що таке електричний струм, як його отримати. Електричний струм: умови існування електричного струму

». Сьогодні я хочу торкнутися такої теми, як електричний струм. Що це таке? Спробуймо згадати шкільну програму.

Електричний струм – це впорядкований рух заряджених частинок у провіднику

Якщо ви пам'ятаєте, щоб заряджені частинки почали рухатися, (виник електричний струм) потрібно створити електричне поле. Щоб виникло електричне поле, можна провести такі елементарні досліди, як потерти об шерсть пластикову ручку і вона якийсь час буде притягувати легкі предмети. Тіла, здатні після натирання притягувати предмети, називаються наелектризовані. Можна сказати, що тіло в такому стані має електричні заряди, а самі тіла називаються зарядженими. Зі шкільної програми ми знаємо, що всі тіла складаються з найдрібніших частинок (молекул). Молекула - це частка речовини, яку можна відокремити від тіла і вона матиме всі властивості властиві цьому тілу. Молекули складних тіл утворюються із різних поєднань атомів простих тіл. Наприклад, молекула води складається з двох простих: атома кисню та одного атома водню.

Атоми, нейтрони, протони та електрони – що це таке?

У свою чергу атом складається з ядра і обертається навколо нього. електронами. Кожен електрон атома має невеликий електричний заряд. Наприклад, атом водню складається з ядра електрона, що обертає навколо нього. Ядро атома складається, своєю чергою, із протонів і нейтронів. Ядро атома, у свою чергу, має електричний заряд. Протони, що входять до складу ядра, мають такі самі за величиною електричні заряди та електрони. Але протони, на відміну електронів, малорухливі, та його маса набагато більше маси електрона. Частка нейтрон, що входить до складу атома, не має жодного електричного заряду, нейтральна. Електрони, що обертаються навколо ядра атома та протони, що входять до складу ядра, є носіями рівних за величиною електричних зарядів. Між електроном і протоном діє сила взаємного тяжіння, а між самими електронами і між протонами сила взаємного відштовхування. В силу цього, електрон має негативний електричний заряд, а протон позитивний. З цього можна дійти невтішного висновку, що є 2 роду електрики: позитивне і негативне. Наявність в атомі рівноіменно заряджених частинок призводить до того, що між позитивно зарядженим ядром атома і електронами, що обертаються навколо нього, діють сили взаємного тяжіння, що скріплюють атом в одне ціле. Атоми відрізняються один від одного за кількістю нейтронів та протонів у ядрах, через що не однаковий позитивний заряд ядер атомів різних речовин. У атомів різних речовин кількість електронів, що обертаються, не однакова і визначається величиною позитивного заряду ядра. У атомів одних речовин міцно пов'язані з ядром, а в інших цей зв'язок може бути значно слабшим. Цим пояснюється різна міцність тіл. Сталевий дріт значно міцніший за мідний, отже, частинки стали сильніше притягуються один до одного, ніж частинки міді. Тяжіння між молекулами особливо помітно, коли вони знаходяться близько один до одного. Найяскравіший приклад - дві краплі води зливаються в одну при зіткненні.

Електричний заряд

В атомі будь-якої речовини кількість електронів, що обертаються навколо ядра, дорівнює кількості протонів, що містяться в ядрі. Електричний заряд електрона і протона дорівнюють за величиною, отже, негативний заряд електронів дорівнює позитивному заряду ядра. Ці заряди взаємно врівноважують одне одного, а атом залишається нейтральним. В атомі електрони створюють довкола ядра електронну оболонку. Електронна оболонка та ядро ​​атома знаходяться в безперервному коливальному русі. Під час руху атоми зіштовхуються один з одним і від них вилітає один або кілька електронів. Атом перестає бути нейтральним, стає позитивно зарядженим. Так як його позитивний заряд став більш негативним (слабкий зв'язок між електроном і ядром — метал і вугілля). В інших тіл (дерево та скло) порушення електронних оболонок не відбувається. Відірвавшись від атомів, вільні електрони безладно рухаються і можуть захоплюватися іншими атомами. Процес появ і зникнень у тілі відбувається безперервно. Зі збільшенням температури, швидкість коливального руху атомів зростає, зіткнення частішають, стають сильнішими, кількість вільних електронів збільшується. Проте тіло залишається електрично нейтральним, оскільки кількість електронів та протонів у тілі не змінюється. Якщо з тіла видалити кілька вільних електронів, то плюсовий заряд стає більше сумарного заряду. Тіло виявиться зарядженим позитивно і навпаки. Якщо в тілі створюється нестача електронів, воно заряджається додатково. Якщо надлишок – негативно. Чим більший цей недолік чи надлишок, тим більший електричний заряд. У першому випадку (більше позитивно заряджених частинок) тіла називають провідниками (метали, водні розчини солей і кислот), а в другому (нестача електронів, негативно заряджених частинок) діелектриками або ізоляторами (бурштин, кварц, ебоніт). Для тривалого існування електричного струму у провіднику необхідно постійно підтримувати різницю потенціалів.

Ось і невеликий курс фізики закінчено. Я думаю, ви, за моєю допомогою, згадали шкільну програму за 7 клас, а що таке різницю потенціалів розберемо у моїй наступній статті. До нових зустрічей на сторінках сайту

Без електрики неможливо уявити життя сучасної людини. Вольти, Ампери, Ватти – ці слова звучать у розмові про пристрої, які працюють від електрики. Але що це таке електричний струм та які умови його існування? Про це ми розповімо далі, надавши коротке пояснення для електриків-початківців.

Визначення

Електричним струмом є спрямований рух носіїв зарядів – це стандартне формулювання підручника фізики. У свою чергу, носіями заряду називаються певні частинки речовини. Ними можуть бути:

• Електрони – негативні носії заряду.
• Іони – позитивні носії заряду.

Але звідки беруться носії заряду? Для відповіді це питання слід згадати базові знання про будову речовини. Все що нас оточує – речовина, вона складається з молекул, найдрібніших частинок. Молекули складаються з атомів. Атом складається з ядра, довкола якого рухаються електрони на заданих орбітах. Молекули також хаотично рухаються. Рух і структура кожної з цих частинок залежать від самої речовини та впливу на неї навколишнього середовища, наприклад, температури, напруги та іншого.

Іоном називають атом, у якого змінилося співвідношення електронів та протонів. Якщо спочатку атом нейтральний, то іони у свою чергу ділять на:

• Аніони - позитивний іон атома, що втратив електрони.
• Катіони – це атом із «зайвими» електронами, що приєдналися до атома.

Одиниця вимірювання струму – Ампер, згідно з яким він обчислюється за формулою:

де U – напруга, [У], а R – опір, [Ом].

Або прямопропорційний кількості заряду, перенесеному за одиницю часу:

де Q - заряд, [Кл], t - час, [с].

Умови існування електричного струму

Що таке електричний струм ми розібралися, тепер поговоримо про те, як забезпечити його протікання. Для протікання електричного струму необхідно виконання двох умов:

1. Наявність вільних носіїв заряду.
2. Електричне поле.

Перша умова існування та протікання електрики залежить від речовини, в якій протікає (або не протікає) струм, а також його стан. Друга умова також здійсненна: для існування електричного поля обов'язково наявність різних потенціалів, між якими знаходиться середовище, в якому протікатимуть носії заряду.

Нагадаємо:Напруга, ЕРС – це різниця потенціалів. Звідси випливає, що для виконання умов існування струму – наявності електричного поля та електричного струму, потрібна напруга. Це можуть бути обкладки зарядженого конденсатора, гальванічний елемент, ЕРС, що виникло під дією магнітного поля (генератор).

Як він виникає, ми розібралися, поговоримо про те, куди він спрямований. Струм, в основному, у звичному для нас використанні, рухається у провідниках (електропроводка в квартирі, лампочки розжарювання) або напівпровідниках (світлодіоди, процесор вашого смартфона та інша електроніка), рідше в газах (люмінесцентні лампи).

Так ось основними носіями заряду в більшості випадків є електрони, вони рухаються від мінуса (крапки з негативним потенціалом) до плюсу (крапці з позитивним потенціалом, докладніше про це ви дізнаєтеся нижче).

Але цікавим є той факт, що за напрям руху струму було прийнято рух позитивних зарядів – від плюса до мінуса. Хоча фактично все відбувається навпаки. Справа в тому, що рішення про напрям струму було прийнято до вивчення його природи, а також до того, як було визначено за рахунок чого протікає та існує струм.

Електричний струм у різних середовищах

Ми вже згадували у тому, що у різних середовищах електричний струм може відрізнятися на кшталт носіїв заряду. Середовища можна розділити за характером провідності (за зменшенням провідності):

1. Провідник (метали).
2. Напівпровідник (кремній, германій, арсенід галію та ін).
3. Діелектрик (вакуум, повітря, дистильована вода).

У металах

У металах є вільні носії зарядів, їх іноді називають "електричним газом". Звідки беруться вільні носії зарядів? Справа в тому, що метал, як і будь-яка речовина, складається з атомів. Атоми так чи інакше рухаються або вагаються. Чим вище температура металу, тим сильніший цей рух. При цьому самі атоми загалом залишаються на своїх місцях, власне і формуючи структуру металу.

В електронних оболонках атома зазвичай є кілька електронів, у яких зв'язок із ядром досить слабкий. Під впливом температур, хімічних реакцій та взаємодії домішок, які у будь-якому випадку перебувають у металі, електрони відриваються від своїх атомів, утворюються позитивно заряджені іони. Електрони, що відірвалися, називаються вільними і рухаються хаотично.

Якщо на них впливатиме електричне поле, наприклад, якщо підключити до шматка металу батарейку, хаотичний рух електронів стане впорядкованим. Електрони від точки, до якої підключено негативний потенціал (катод гальванічного елемента, наприклад), почнуть рухатися до точки з позитивним потенціалом.

У напівпровідниках

Напівпровідниками є такі матеріали, у яких нормальному стані немає вільних носіїв заряду. Вони перебувають у так званій забороненій зоні. Але якщо докласти зовнішніх сил, таких як електричне поле, тепло, різні випромінювання (світлове, радіаційне тощо), вони долають заборонену зону і переходять у вільну зону або зону провідності. Електрони відриваються від атомів і стають вільними, утворюючи іони – позитивні носії зарядів.

Позитивні носії у напівпровідниках називаються дірками.

Якщо просто передати енергію напівпровіднику, наприклад, нагріти, почнеться хаотичний рух носіїв заряду. Але якщо йдеться про напівпровідникові елементи, типу діода або транзистора, то на протилежних кінцях кристала (ними нанесений металізований шар і припаяні висновки) виникне ЕРС, але це не стосується теми сьогоднішньої статті.

Якщо прикласти джерело ЕРС до напівпровідника, то носії заряду також перейдуть у зону провідності, а також почнеться їх спрямований рух – дірки підуть у бік із меншим електричним потенціалом, а електрони – у бік із більшим.

У вакуумі та газі

Вакуумом називають середовище з повною (ідеальний випадок) відсутністю газів або мінімізованою (насправді) його кількістю. Так як у вакуумі немає ніякої речовини, то й носіям заряду братися нема звідки. Однак протікання струму у вакуумі започаткувало електроніку і цілу епоху електронних елементів – електровакуумних ламп. Їх використовували в першій половині минулого століття, а в 50-х роках вони почали поступово поступатися місцем транзисторам (залежно від конкретної галузі електроніки).

Припустимо, що ми маємо посудину, з якої відкачали весь газ, тобто. у ньому повний вакуум. У посудину поміщено два електроди, назвемо їх анод та катод. Якщо ми підключимо до катода негативний потенціал джерела ЕРС, а до анода позитивний – нічого не станеться і не протікатиме струм. Але якщо ми почнемо нагрівати катод, то струм почне протікати. Цей процес називається термоелектронною емісією – випромінювання електронів із нагрітої поверхні електрона.

На малюнку зображено процес протікання струму у вакуумній лампі. У вакуумних лампах катод нагрівають розташованої поряд ниткою розжарення на рис (Н), типу такий, як у освітлювальній лампі.

При цьому, якщо змінити полярність харчування – на анод подати мінус, а на катод подати плюс – не протікатиме струм. Це доведе, що струм у вакуумі протікає з допомогою руху електронів від КАТОДА до АНОДУ.

Газ також як і будь-яка речовина складається з молекул і атомів, це означає, що якщо газ перебуватиме під впливом електричного поля, то за певної його сили (напруга іонізації) електрони відірвуться від атома, тоді будуть виконані обидві умови протікання електричного струму – поле та вільні носії.

Як було зазначено, цей процес називається іонізацією. Вона може походити не тільки від прикладеної напруги, але і при нагріванні газу, рентгенівському випромінюванні, під впливом ультрафіолету та іншого.

Струм через повітря потече, навіть якщо між електродами встановити пальник.

Протікання струму в інертних газах супроводжується люмінесценцією газу, це активно використовується в люмінесцентних лампах. Перебіг електричного струму в газовому середовищі називається газовим розрядом.

У рідині

Припустимо, що у нас є посудина з водою, в яку вміщено два електроди, до яких підключено джерело живлення. Якщо вода дистильована, тобто чиста і не містить домішок, вона є діелектриком. Але якщо ми додамо у воду трохи солі, сірчаної кислоти чи будь-якої іншої речовини, утвориться електроліт і через нього почне протікати струм.

Електроліт – речовина, що проводить електричний струм унаслідок дисоціації на іони.

Якщо у воду додати мідний купорос, то одному з електродів (катоді) осяде шар міді – це називається електроліз, що доводить що електричний струм рідини здійснюється з допомогою руху іонів – позитивних і негативних носіїв заряду.

Електроліз - фізико-хімічний процес, який полягає у виділенні на електродах компонентів складових електроліт.

Таким чином відбувається зміднення, золочення та покриття іншими металами.

Висновок

Підіб'ємо підсумки, для протікання електричного струму потрібні вільні носії зарядів:

• електрони у провідниках (метали) та вакуумі;
• електрони та дірки у напівпровідниках;
• іони (аніони та катіони) у рідині та газах.

Для того, щоб рух цих носіїв став упорядкованим, потрібне електричне поле. Простими словами - прикласти напругу на кінцях тіла або встановити два електроди в середовищі, де передбачається протікання електричного струму.

Також варто відзначити, що струм належним чином впливає на речовину, розрізняють три типи впливу:

• теплове;
• хімічна;
• фізичне.

Корисне

2. За яких умов виникає електричний струм?

3. Чому рух заряджених частинок у провіднику без зовнішнього електричного поля є хаотичним?

4. Чим відрізняється рух заряджених частинок у провіднику за відсутності та за наявності зовнішнього електричного поля?

5. Як вибирається напрямок електричного струму? У якому напрямі рухаються електрони у металевому провіднику, яким протікає електричний струм?

Коли людина навчилася створювати та використовувати електричний струм, якість його життя різко зросла. Нині значення електроенергії продовжує зростати з кожним роком. Щоб навчитися розбиратися у складніших питаннях, що з електрикою, треба спочатку зрозуміти, що таке електричний струм.

Що являє собою струм

Визначення електричного струму - це уявлення його у вигляді спрямованого потоку носіїв-частинок, що рухаються, заряджених позитивно або негативно. Носiями заряду можуть бути:

• заряджені зі знаком «мінус» електрони, що рухаються у металах;
• іони у рідинах або газах;
• позитивно заряджені дірки від електронів, що переміщаються в напівпровідниках.

Що таке струм визначається ще наявністю електричного поля. Без нього спрямований потік заряджених часток не виникне.

Поняття про електричний струмбуло б неповним без перерахування його проявів:

1. Будь-якому електроструму супроводжує магнітне поле;
2. Провідники нагріваються під час його проходження;
3. Електроліти змінюють хімічний склад.

Провідники та напівпровідники

Електрострум може існувати тільки в провідному середовищі, але природа його протікання різна:

1. У металевих провідниках є вільні електрони, які починають рухатися під впливом електричного поля. Коли температура зростає, підвищується і опір провідників, оскільки від тепла посилюється рух атомів у хаотичному порядку, що створює перешкоди вільним електронам;
2. У рідкому середовищі, утвореному електролітами, електричне поле, що виникає, викликає процес дисоціації – формування катіонів та аніонів, які переміщуються у бік позитивних та негативних полюсів (електродів) залежно від знака заряду. Нагрів електроліту призводить до зменшення опору через активніше розкладання молекул;

Важливо!Електроліт може бути твердим, але природа течії струму в ньому ідентична рідким.

1. Газоподібне середовище також характеризується наявністю іонів, що рухаються. Утворюється плазма. Від випромінювання виникають і вільні електрони, що беруть участь у спрямованому русі;
2. При створенні електроструму у вакуумі електрони, що вивільняються на негативному електроді, рухаються до позитивного;
3. У напівпровідниках існують вільні електрони, що розривають зв'язки з нагріванням. На їх місцях залишаються дірки, що мають заряд зі знаком плюс. Дірки та електрони здатні створювати спрямований рух.

Нетокопровідні середовища називаються діелектричними.

Важливо!Напрямок струму відповідає напрямку руху частинок-носіїв заряду зі знаком «плюс».

Рід струму

1. Постійна. Для нього характерні постійне кількісне значення струму та напрямок;
2. Змінний. З часом періодично змінює свої характеристики. Поділяється на кілька різновидів, що залежать від параметра, що змінюється. Переважно кількісне значення струму та його спрямованість варіюються за синусоїдою;
3. Вихрові струми. Виникають, коли магнітний потік зазнає змін. Формують закриті контури, не рухаючись між полюсами. Від вихрових струмів викликається інтенсивне тепловиділення, як наслідок, зростають втрати. У сердечниках електромагнітних котушок їх обмежують, застосовуючи конструкцію із окремих ізольованих пластин замість цільної.

Характеристики електроланцюжка

1. Сила струму. Це кількісний вимір заряду, що проходить у тимчасову одиницю перерізу провідників. Заряди вимірюються у кулонах (Кл), тимчасова одиниця – секунда. Сила струму – це Кл/с. Отримане співвідношення назвали ампером (А), у чому вимірюється кількісне значення струму. Вимірювальний прилад – амперметр, що послідовно підключається до ланцюга електричних з'єднань;
2. Потужність. Електрострум у провіднику повинен подолати опір середовища. Витрачена робота щодо його подолання протягом певного часового проміжку буде потужністю. При цьому відбувається перетворення електроенергії на інші види енергії – відбувається робота. Потужність залежить від сили струму, напруги. Їхній твір визначить активну потужність. При множенні ще на якийсь час виходить витрата електроенергії – те, що показує лічильник. Вимірюватися потужність може у вольтамперах (ВА, кВА, мВА) або ватах (Вт, кВт, мВт);
3. Напруга. Одна з трьох найважливіших характеристик. Для протікання струму необхідно створити різницю потенціалів двох точок замкнутого ланцюга електричних з'єднань. Напруга характеризується роботою, яка виробляється електричним полем при пересуванні одиничного носія заряду. Відповідно до формули, одиницею виміру напруги є Дж/Кл, що відповідає вольту (В). Вимірювальний прилад – вольтметр, що підключається паралельно;
4. Опір. Характеризує здатність провідників пропускати електрострум. Визначається матеріалом провідника, довжиною та площею його перерізу. Вимір - в омах (Ом).

Закони для електроструму

Електричні ланцюги розраховують за допомогою трьох основних законів:

1. Закон Ома. Досліджувався і був сформульований вченим-фізиком з Німеччини на початку 19 століття для постійного струму, потім його застосували також для змінного. Він встановлює співвідношення між силою струму, напругою та опором. На основі закону Ома розраховується практично будь-який електроланцюг. Основна формула: I = U/R, або сила струму знаходиться у прямій пропорційній залежності з напругою та у зворотній – з опором;

1. Закон Фарадея. Належить до електромагнітної індукції. Поява індуктивних струмів у провідниках обумовлюється впливом магнітного потоку, що змінюється у часі через наведення в закритому контурі ЕРС (електрорушійної сили). Модуль наведеної ЕРС, що вимірюється у вольтах, пропорційний швидкості, з якої змінюється магнітний потік. Завдяки закону індукції працюють генератори, що виробляють електроенергію;
2. Закон Джоуля-Ленца. Має важливе значення для розрахунку нагріву провідників, що використовується для проектування та виготовлення нагрівальних, освітлювальних приладів, іншого електрообладнання. Закон дозволяє визначити кількість теплоти, що виділяється під час проходження електричного струму:

де I – сила струму, R – опір, t – час.

Електрика в атмосфері

В атмосфері може існувати електричне поле, відбуваються іонізаційні процеси. Хоча природа їх виникнення остаточно не зрозуміла, існують різні пояснюючі гіпотези. Найпопулярніша – конденсатор, як аналог для уявлення електрики в атмосфері. Його пластинами можна позначити земну поверхню та іоносферу, між якими циркулює діелектрик – повітря.

Види атмосферної електрики:

1. Грозові розряди. Блискавки з видимим свіченням та громовими гуркотами. Напруга блискавок досягає сотень мільйонів вольт при силі струму 500 000 А;

1. Вогні Святого Ельму. Коронний розряд електрики, що утворюється навколо дротів, щогл;
2. Кульова блискавка. Розряд у формі кулі, що переміщається повітрям;
3. Полярне сяйво. Багатобарвне світіння земної іоносфери під впливом заряджених частинок, що проникають із космосу.

Людиною використовуються корисні властивості електричного струму в усіх сферах життя:

• освітлення;
• передача сигналу: телефон, радіо, телебачення, телеграф;
• електротранспорт: поїзди, електромобілі, трамваї, тролейбуси;
• створення комфортного мікроклімату: опалення та кондиціювання повітря;
• медична техніка;
• побутове застосування: електроприлади;
• комп'ютери та мобільні пристрої;
• промисловість: верстати та обладнання;
• електроліз: одержання алюмінію, цинку, магнію та інших речовин.

Небезпека електричного струму

Прямий контакт із електричним струмом без засобів захисту смертельно небезпечний для людини. Можливі кілька видів впливів:

• термічний опік;
• електролітичне розщеплення крові та лімфи зі зміною її складу;
• судомні м'язові скорочення можуть спровокувати фібриляцію серця до повної його зупинки, порушити роботу дихальної системи.

Важливо!Струм, що відчувається людиною, починається зі значення 1 мА, якщо величина струму 25 мА, можливі серйозні негативні зміни в організмі.

Найголовніша характеристика електричного струму - він може робити корисну роботу для людини: висвітлити будинок, випрати і висушити одяг, приготувати обід, обігріти житло. Зараз значне місце займає його використання у передачі інформації, хоча це вимагає великої витрати електроенергії.

Відео

Умови появи струму

Сучасна наука створила теорії, що пояснюють природні процеси. В основі багатьох процесів лежить одна з моделей будови атома, так звана планетарна модель. Відповідно до цієї моделі атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно зарядженої хмари з електронів, що оточує ядро. Різні речовини, які з атомів, здебільшого стабільні і незмінні за своїми властивостями за незмінних умов довкілля. Але в природі існують процеси, які можуть змінювати стабільний стан речовин і викликати в цих речовинах явище, яке називається електричним струмом.

Таким основним процесом для природи є тертя. Багато хто знає, що якщо волосся розчісувати гребінцем, виготовленою з деяких видів пластику, або носити одяг з деяких видів тканини, виникає ефект прилипання. Волосся притягується і прилипає до гребінця, те саме відбувається і з одягом. Пояснюється цей ефект тертям, яке порушує стабільність матеріалу гребінця або тканини. Електронна хмара може зміщуватися щодо ядра або частково руйнуватися. І в результаті речовина набуває електричного заряду, знак якого визначається будовою цієї речовини. Електричний заряд, що виникає в результаті тертя, називають електростатичним.

Виходить пара із заряджених речовин. Кожна речовина має певний електричний потенціал. На простір між двома зарядженими речовинами діє електричне, у разі електростатичне поле. Ефективність електростатичного поля залежить від величин потенціалів і визначається як різниця потенціалів чи напруга.

• Коли виникає напруга, у просторі між потенціалами з'являється спрямований рух заряджених частинок речовин – електричний струм.

Де тече електричний струм?

При цьому потенціали зменшуватимуться, якщо тертя припиниться. І, зрештою, потенціали зникнуть, а речовини знову набудуть стабільності.

Але якщо процес формування потенціалів і напруги продовжуватиметься у бік їх збільшення, струм також збільшуватиметься відповідно до властивостей речовин, що заповнюють простір між потенціалами. Найбільш наочною демонстрацією такого процесу є блискавка. Тертя висхідного та низхідного потоків повітря один про одного призводить до появи величезної напруги. В результаті один потенціал формується висхідними потоками в небі, а інший низхідними потоками в землі. І, зрештою, через властивості повітря виникає електрострум у вигляді блискавки.

• Першою причиною появи електричного струму є напруга.
• Другою причиною появи електроструму є простір, у якому діє напруга – його розміри і чим вона заповнена.

Напруга з'являється не лише від тертя. Інші фізичні та хімічні процеси, які порушують врівноваженість атомів речовини, також призводять до появи напруги. Напруга виникає лише як результат взаємодії чи

• однієї речовини з іншою речовиною;
• однієї або кількох речовин з полем чи випромінюванням.

Напруга може з'явитися від:

• хімічної реакції, яка відбувається в речовині, як, наприклад, у всіх батареях і акумуляторах, а також у всіх живих істотах;
• електромагнітного випромінювання, як наприклад, у сонячних батареях та теплових електрогенераторах;
• електромагнітного поля, як, наприклад, у всіх динамо-машинах.

Електрострум має природу відповідну речовину, в якій він тече. Тому різниться:

• у металах;

• у рідинах та газах;

• у напівпровідниках

У металах електрострумів складається тільки з електронів, у рідинах і газах – з іонів, у напівпровідниках – з електронів та «дірок».

Постійний та змінний струм

Напруга щодо своїх потенціалів, знаки яких залишаються незмінними, може змінюватись лише за величиною.

• При цьому виникає постійний або імпульсний електричний струм.

Електрострум залежить від тривалості цієї зміни та властивостей простору, заповненого речовиною між потенціалами.

• Але якщо знаки потенціалів змінюються і це призводить до зміни напряму струму, він називається змінним, як і напруга, що його визначає.

Життя та електричний струм

Для кількісних та якісних оцінок електричного струму в сучасній науці та техніці використовуються певні закони та величини. Основними законами є:

• закон Кулону;
• закон Ома.

Шарль Кулон у 80-х роках 18 століття визначив появу напруги, а Георг Ом у 20-х роках 19 століття визначив появу електроструму.

У природі та людської цивілізації він використовується в основному як переносник енергії та інформації, а тема його вивчення та використання так само неосяжна, як і саме життя. Наприклад, дослідження показали, що всі живі організми живуть тому, що м'язи серця скорочуються від впливу імпульсів електроструму, що виробляється в організмі. Усі інші м'язи працюють аналогічно. Клітина при розподілі використовує інформацію на основі електроструму понад високі частоти. Перелік подібних фактів із уточненнями можна продовжити в обсязі книги.

Вже багато зроблено відкриттів, пов'язаних з електричним струмом, і ще більше потрібно зробити. Тому з появою нових інструментів для досліджень з'являються нові закони, матеріали та інші результати для практичного використання цього явища.