سريان التيار الكهربي في سلك فلزي

سريان التيار الكهربي في سلك فلزي

حتوي الفلز الصلب الموصِل للكهرباء على مجموعة كبيرة من الإلكترونات المتحركة أو الحرة.وترتبط هذه الإلكترونات بـ شبكة من الأسلاك الفلزية ولكنها لا ترتبط بأية ذرة مفردة.وحتى في حالة انعدام المجال الكهربي الخارجي، تتحرك هذه الإلكترونات بصورة عشوائية لحدٍ ما بفعل الطاقة الحراريةولكن، في المتوسط، يكون صافي قيمة التيار داخل الفلز صفرًا.وإذا افترضناأنَّ لدينا سطحًا مستويًا يمر السلك من خلاله، فسنجد أن عدد الإلكتروناتالتي تتحرك من جانب لآخر في أية فترة زمنية يتساوى في متوسطه مع عددالإلكترونات التي تمر في الاتجاه المعاكس.
عند توصيل سلك من الفلز بطرفي مصدر جهد كهربي ذي تيار مستمر مثل البطارية، سيعمل المصدر على توليد مجال كهربي عبر الموصِل. وبمجرد توصيل السلك الفلزي، تندفع الإلكترونات الحرة نحو الطرف الموجب في الموصل بفعل هذا المجال الكهربي.وبالتالي، تمثل الإلكترونات الحرة ناقل التيار الكهربي في الموصِل الصلب النموذجي.ففي تيار كهربي شدته 1 أمبير، يندفع 1 كولوم من الشحنة الكهربية (التي تتألف من نحو 6.242 إلكترون تقريبًا مضروبًا في 10 ¹⁸ إلكترون) كل ثانية عبر أي سطح مستوٍ يمر من خلاله الموصِل.في أي تدفق ثابت، يمكن حساب التيار I المُقاس بـ الأمبير باستخدام المعادلة التالية:حيث هو الشحنة الكهربية السارية مقاسةً بـ الكولوم هو الزمن محسوبًا بـ الثوانيوبشكل أكثر تعميمًا، يمكن تعريف التيار الكهربي بأنه المعدَّل الزمني لتغير الشحنة الكهربية، أو.