Električna struja

Elektromagnetizam

Elektricitet • Magnetizam Elektrostatika Električni naboj • Coulombov zakon • Električno polje • Električni tok • Gaussov zakon • Električni potencijal • Elektrostatska indukcija • Električni dipolni moment • Gustoća polarizacije Magnetostatika Ampèreov zakon • Električna struja • Magnetsko polje • Magnetizacija • Magnetski tok • Biot–Savartov zakon • Magnetski dipolni moment • Gaussov zakon za magnetizam Elektrodinamika Zrakoprazan prostor • Lorentzov zakon • ems • Elektromagnetska indukcija • Faradayev zakon • Lenzov zakon • Struja pomaka • Maxwellove jednadžbe • EM polje • Elektromagnetsko zračenje • Liénard-Wiechertov potencijal • Maxwellov tenzor • Vrtložne struje Električna mreža Električna vodljivost • Električni otpor • Električni kapacitet • Električni induktivitet • Impedancija • Rezonantne šupljine • Vodiči valova Kovarijantna formulacija Elektromagnetski tenzor • EM Stres-energijski tenzor • Četvero-struja • Elektromagnetski četvero-potencijal Znanstvenici Ampère • Coulomb • Faraday • Gauss • Heaviside • Henry • Hertz • Lorentz • Maxwell • Tesla • Volta • Weber • Ørsted

Električna struja je tijek električnog naboja, tj. usmjereno gibanje njegovih nosilaca.

Električna struja može biti istosmjerna ili izmjenična.

Struja teče kroz metale, elektrolite, plinove i poluvodiče. Nosioci naboja u metalima su slobodni elektroni, u elektrolitima negativni i pozitivni ioni (anioni i kationi), u plinovima ioni i elektroni, a u poluvodičima elektroni i šupljine.

Metali koji obiluju slobodnim elektronima su dobri vodiči struje, npr. srebro, bakar i zlato. Slobodni elektroni su oni elektroni koji nisu u atomu, npr. omjer slobodnih i neslobodnih elektrona u bakru je 1:1, a to znači da na svaki kubični centimetar bakra dolazi 1·10²² slobodnih elektrona, pa se bakar odlikuje dobrom vodljivošću.

Dogovorom znanstvenika određen je tehnički smjer struje kao smjer gibanja pozitivnog naboja (od pozitivnog prema negativnom polu). Kako se elektroni gibaju u suprotnom smjeru to znači da je njihov naboj negativan.

Elektroni se u vodiču usmjereno gibaju pod utjecajem električnog polja, pa zbog toga na krajevima vodiča mora postojati razlika potencijala, tj. napon. Kad nema električnog polja, gibanje elektrona je kaotično, što znači da je svaki smjer jednako moguć i to brzinom od oko 1000 km/s (srednja termička brzina). Djelovanjem električnog polja elektroni dobivaju dodatnu zajedničku komponentu brzine gibanja prema pozitivnom polu (klizanje) od svega nekoliko mm/s (driftna brzina).

Količina naboja Q u nekom vodiču jednaka je umnošku naboja elektrona e i broju tih elektrona N:

$Q=e\cdot N$

Jakost električne struje

Jakost električne struje I jednaka je količini naboja Q koja prođe kroz poprečni presjek vodiča u vremenskom intervalu t:

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

Jedinca za jakost električne struje jest amper (A), nazvana prema francuskom fizičaru i jedna je od osnovnih mjernih jedinica. Po definiciji jedan amper je jakost 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 duljine vodiča.

Opasnost za čovjeka

Za čovjeka je opasna električna struja jača od 20 mA, pri čemu se u dodiru električne struje i čovjekovog tijela javlja toplinsko (opekotine), mehaničko (na mjestima ulaska i izlaska struje dolazi do razaranja tkiva), kemijsko (rastavlja krvnu plazmu), biološko dijelovanje (stezanje mišića, paraliza srca i pluća). Električna struja najviše djeluje na ulazu i izlazu struje iz tijela gdje dolazi do najvećih opekotina i razaranja tkiva.

Vidi još

• Snaga struje i električna energija