Električna struja

Električna struja je usmjereni tok naelektrisanja, kao što su elektroni ili joni, koja se kreću kroz električni provodnik ili prostor. Mjeri se kao ukupni protok električnih naboja kroz površinu ili kontrolni volumen.^[1]:2[2]:622 Pokretne čestice se nazivaju nosači naboja, koji mogu biti jedna od nekoliko vrsta čestica, u zavisnosti od provodnika. U električnim krugovima nosači naboja su najčešće elektroni koji se kreću kroz žicu. U poluprovodnicima to mogu biti elektroni ili rupe. U elektrolitu nosači naboja su joni, dok su u plazmi, joniziranom gasu, to joni i elektroni.^[3]

Električna struja
Jednostavno električno kolo u kojem je struja predstavljena slovom i. Odnos između napona (V), otpora (R) i jačine struje (I) je V=IR; ovo je poznato kao Ohmov zakon.
Opći simboli	I
SI jedinica	amper
SI dimenzija	${\displaystyle {\mathsf {I}}}$
Izvođenja iz drugih veličina	${\displaystyle I={V \over R},I={Q \over t}}$

SI jedinica za električnu struju je amper, ili amp, koji predstavlja protok električnog naboja po površini brzinom od jednog kulona po sekundi. Amper (simbol: A) je osnovna SI jedinica^[4]:15 Električna struja se mjeri pomoću uređaja koji se naziva ampermetar.^[2]:788

Električne struje stvaraju magnetna polja, koja se koriste u motorima, generatorima, zavojnicama i transformatorima. U običnim provodnicima struja proizvodi Jouleovo zagrijavanje, koje stvara svjetlost u inkandescentnoj sijalici. Struje koje variraju u vremenu emituju elektromagnetne talase, koji se koriste u telekomunikacijama za prijenos informacija.

Definicija

Intenzitet električne struje se definiše kao izvod po vremenu elektriciteta ^[5].

${\displaystyle I={dQ \over dt}}$

${\displaystyle i(t)={dq(t) \over dt}}$ ili ${\displaystyle q(t_{0})=\int _{-\infty }^{t_{0}}i(t)\,dt}$

Količina elektriciteta Q koja protekne u jedinici vremena t je I, što potiče od francuske riječi za struju intensité.

Struja u klasičnim čvrstim provodnicima

U većini čvrstih provodnika, kada na njih ne djeluju spoljne električne sile, postoji nasumično kretanje slobodnih elektrona koje nastaje usljed termalne energije koju elektroni dobijaju iz okolnog prostora. Kada atom izgubi slobodni elektron, postaje pozitivno naelektrisan. Slobodan elektron može da se kreće među ovim pozitivnim ionima, dok oni mogu samo da osciliraju oko njihovih stalnih pozicija u rešetki provodnika. Slobodni elektroni su stoga nosioci elektriciteta u čvrstim provodnicima. Ako se zamisli ravan koja presjeca provodnik na pola, ukupan broj slobodnih elektrona koji prolaze sa jedne strane na drugu jednak je broju koji prolazi u suprotnom smjeru.

Kada se krajevi čvrstog provodnika spoje sa polovima izvora napona, na primjer istosmjerne struje kao što je baterija, taj izvor uspostavlja električno polje na kraju provodnika. U trenutku spajanja kontakata, slobodni elektroni u provodniku će početi da se kreću sa negativnog prema pozitivnom kraju izvora pod uticajem električnog polja. Za svaki amper struje, 1 kulon elektriciteta (koji se sastoji od oko 6.242 × 10¹⁸ elementarnih čestica - elektricitet jednog elektrona ili protona) prolazi svake sekunde kroz poprečni presjek provodnika.

Jačina struje

Jačina struje I jednaka je količini elektriciteta Q koja prođe kroz poprečni presjek vodiča u vremenskom intervalu t:

${\displaystyle I={\frac {Q}{t}}}$

slijedi da je:

${\displaystyle Q=I*t\!\ }$

${\displaystyle t={Q \over I}}$

Jedinica za jačinu električne struje je amper (A), nazvana prema francuskom fizičaru André-Marie Ampère ^[6] i jedna je od osnovnih mjernih jedinica.^[7] Po definiciji jedan amper je jačina struje koja teče kroz dva beskonačno duga i tanka vodiča u vakuumu međusobno udaljena jedan metar kada sila stvorena strujom iznosi 2×10⁻⁷ N po svakom metru dužine vodiča.^[8]

Također pogledajte

• Snaga struje i električna energija