Что такое сила тока и напряжение

Сила тока — это физическая величина, равная заряду, который проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени: $I = \frac{q}{t}$. Что такое сила тока и напряжение, дополняет вторая величина: напряжение равно работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда, $U = \frac{A}{q}$. Обе величины связаны законом Ома: $I = \frac{U}{R}$, где $R$ — сопротивление участка цепи, а величины измеряют амперметром и вольтметром.

$I = \frac{q}{t}, \; U = \frac{A}{q}$

Разбор по случаям

Примеры

Расчёт силы тока. Через проводник за $t = 5$ с проходит заряд $q = 10$ Кл.

Сила тока равна $I = \frac{q}{t} = \frac{10}{5} = 2$ А.

Это означает, что через поперечное сечение проводника каждую секунду проходит заряд величиной $2$ Кл, и такой ток можно измерить обычным амперметром, включённым последовательно в саму электрическую цепь проводника, а не параллельно ей, как включают вольтметр.

Расчёт напряжения. Электрическое поле совершает работу $A = 20$ Дж, перемещая заряд $q = 10$ Кл между двумя точками цепи.

Напряжение между этими точками равно $U = \frac{A}{q} = \frac{20}{10} = 2$ В, а значит на каждый кулон перенесённого заряда приходится по два джоуля совершённой работы поля, и это напряжение можно измерить вольтметром, подключённым параллельно нужному участку цепи, а не последовательно.

Частые ошибки

• Путают силу тока и напряжение, называя ампераж «напряжением тока», хотя это две разные физические величины с разным смыслом.
• Считают силу тока и напряжение одной и той же величиной с разными названиями, забывая про принципиально разные единицы измерения.
• Подставляют в закон Ома значения без перевода в единицы СИ, например миллиамперы вместо ампер и киловольты вместо вольт.

Коротко

Что такое сила тока и напряжение, определяется через заряд, время и работу электрического поля: сила тока — это $I = q/t$, а напряжение — $U = A/q$. Эти величины связаны законом Ома и вместе полностью описывают работу любой электрической цепи.