5 ТАРАУ ТҰРАҚТЫ ЭЛЕКТР ТОГЫ. Электр тогы деп зарядтардың электр өрісі әрекетінен бағытталып реттелген қозғалысын (ағынын) айтады. Тәжірибелер электр тогын туғызудың негізгі екі шартын анықтайды: біріншіден, электр тогын туғызу үшін зарядталған еркін бөлшектердің болуы шарт; екіншіден, зарядталған еркін бөлшектерді бағыттап қозғайтын электр өрісі (потенциалдар айырымы) қажет.
Ток көзі деп өткізгіштердің ұштарындағы потенциалдар айырымын нөлге теңестірмей, оң және теріс зарядтарды бөлектеп тұратын арнайы қондырғыны айтады.
Ток көзінде зарядтарды бөлектейтін электрлік емес күштерді бөгде күштер деп атайды.
Тұйық электр тізбегі деп ток көзінен, жалғастырғыш өткізгіштерден және электр энергиясын тұтынушы құралдардан тұратын тізбекті айтады.
Ток күші деп бірлік уақытта өткізгіштің көлденең қимасынан өтетін зарядтың мөлшерін айтады: I = q /t .
Уақыт өткен сайын токтың күші өзгермесе, ондай ток тұрақты ток деп аталады.
Халықаралық бірліктер жүйесінде токтың күші негізгі 7 бірліктің бірі болып табылады. Ток күші ампермен (А) өлшенеді: 1 А = 1 Кл/1 с . Бір ампер деп 1 секундта өткізгіштің көлденең қимасынан өткен 1 кулон зарядты айтады. Токтың күшін амперметр деп аталатын аспаппен өлшейді.
Өткізгіштің электр кедергісі деп электр тогын өткізуге қарсы әрекет жасайтын қасиетін айтады.
Өткізгіштің кедергісі оның ұзындығына және материалдарын сипаттайтын меншікті кедергісіне тура пропорционал, көлденең қимасының ауданына кері пропорционал: R = ρl/S, мұндағы: ρ – өткізгіштің меншікті кедергісі; l – өткізгіштің ұзындығы; S – өткізгіштің көлденең қимасының ауданы.
Тәжірибе негізінде алынған жоғарыдағы формуладан өткізгіштің меншікті кедергісін мына өрнек бойынша анықтайды: ρ = RS/l. Халықаралық бірліктер жүйесінде өткізгіштің меншікті кедергісі Ом ⋅ метр (Ом · м) бірлігімен өлшенеді. Әдетте, материалдардың меншікті кедергілері кестелерден табылады.
U = А/q немесе U = Аб/q + Ак/q. Бұдан мынадай қорытынды шығады: Электр кернеуі деп тізбектің бір бөлігінен екінші бөлігіне бірлік зарядты (q =1 өлшем) тасу үшін кулон күші мен бөгде күштердің жасаған жұмыстарының қосындысын айтады.
Жоғарыдағы теңдеудегі Акq қатынасы, тұйық электр тізбегінің сыртқы бөлігіндегі өткізгіштің ұштарындағы потенциалдар айырымына тең: φ1 – φ2 = Ак/q .
Ал екінші Аб/q қатынасы тұйық электр тізбегінің ішкі бөлігінде әрекет ететін электр қозғаушы күш (ЭҚК) деп аталады да, E әрпімен белгіленеді: E = Аб/q .
Электр қозғаушы күш те тарихи қалыптасқан ұғым. Оның векторлық шама болып табылатын күш ұғымына еш қатысы жоқ.
Электр қозғаушы күш – бөгде күштер әрекет ететін ток көзінің энергетикалық сипаттамасы болып табылатын скалярлық шама. Жоғарыдағы теңдеулерден мына өрнекті аламыз: U = (φ1 – φ2) + E.
Бұл формула ЭҚК қосылған электр тізбегінің кез келген бөлігі үшін орындалады. Сондықтан электр кернеуін былайша да тұжырымдауға болады: Электр кернеуі деп өткізгіштің бөлігіндегі потенциалдар айырымы мен электр қозғаушы күштің қосындысын айтады. Егер тізбектің бөлігінде ЭҚК, яғни ток көзі жоқ болса (E = 0), онда кернеу тек қана потенциалдар айырымынан тұрады: U = φ1 – φ2.
ХБЖ кернеу вольтпен (В) өлшенеді: 1В = 1Дж/1Кл.
Өткізгіштің ұштарындағы кернеуді өлшеу үшін вольтметр деп аталатын аспап қолданылады. Вольтметрлер өткізгіштің ұштарындағы кернеуді өлшейтін болғандықтан, оларға тек параллель жалғанады.
Резисторлар радио- және электртехникаларда, автоматика мен электроникада кеңінен қолданылатын белгілі кедергілері бар жабдықтаушы элемент болып табылады. (Резистор атауы латынның «resisto – қарсыласамын» деген сөзінен алынған).
Реостаттарға кедергілерін өзгертуге болатын аспаптар жатады. Олар тізбектегі кернеуді өзгерте отырып, токтың күшін реттеу үшін қолданылады. Сондықтан реостаттар кернеуді бөлгіштер деп те аталады.
Электр тізбегінің бөлігіндегі ток күшінің (I), кернеудің (U) және электр кедергісінің (R) арасындағы байланысты алғаш рет неміс физигі Георг Ом анықтады. Бұл байланыс электр тізбегінің бөлігі үшін Ом заңы деп аталады.