Nous sommes tous entourés d'un grand nombre d'appareils et de systèmes entiers basés sur eux, qui au cours de leur fonctionnement, d'une manière ou d'une autre, consomment du courant électrique. Le concept même de courant électrique a été introduit afin de donner à la description du processus de son déroulement un certain clarté, qui a été obtenue grâce à la formation délibérée d'une analogie directe avec l'hydrodynamique par l'écoulement d'un fluide.
Avec l'accumulation de connaissances sur l'électricité, il a été montré que le flux de courant électrique est principalement mouvement d'un champ électromagnétique le long d'un milieu conducteur qui se produit à des vitesses pas trop différentes de la vitesse Sveta. Dans ce cas, le champ se déplace d'un point avec un potentiel plus élevé en direction d'un point avec un potentiel plus faible, c.-à-d. selon le schéma classique du plus au moins.
Le mouvement des porteurs de charge proprement dits, qui accompagne ce processus, a également lieu, mais à une vitesse sensiblement inférieure. Dans différents matériaux, il se déroule dans des directions différentes.
Variétés de porteurs de charge
On sait que les porteurs de charge sont divisés en porteurs positifs et négatifs. Les charges négatives sont possédées par les électrons et les ions, les ions prévalent parmi les porteurs d'une charge positive. Les charges négatives évoluent vers un potentiel plus élevé, tandis que les charges positives évoluent vers un potentiel plus faible. Et dans les deux cas, un courant électrique se produit dans l'environnement.
Une ambiguïté classique apparaît, qui est éliminée par accord conventionnel. Au niveau du postulat, on suppose que le courant circule toujours du plus au moins, quel que soit le type de charges.
Le mouvement des charges dans les métaux
La plupart des métaux à des températures qui sont pratiquement importantes pour la technologie de communication électrique et filaire sont à l'état solide et ne contiennent pas d'ions.
En conséquence, le courant dans les matériaux conducteurs solides est déterminé par le type électronique de conductivité, c.-à-d. électrons libres (figure 1), qui assument les fonctions de porteurs de charge, dans le processus de circulation du courant, ils se déplacent dans le sens opposé au sens de circulation du courant, image 2.
Les électrons des métaux sont facilement arrachés par un champ électrique de leurs orbites, le long desquels ils tournent autour des atomes en l'absence de différence de potentiel. Ainsi, avec une différence de potentiel insignifiante, un grand nombre de porteurs de charge sont formés, c'est-à-dire les métaux ont une résistance électrique relativement faible.
Le mouvement des charges dans les semi-conducteurs
Les semi-conducteurs ont une conductivité sensiblement inférieure aux métaux à température ambiante. Les matériaux appartenant à ce groupe sont divisés en semi-conducteurs de type n et de type p. Les semi-conducteurs de type n à l'état ordinaire ont un excès d'électrons, lorsqu'ils passent au type p, ils se manifestent manque d'électrons, mais le reste passe relativement facilement d'une position autorisée dans les atomes à un autre. Ce dernier équivaut au mouvement des charges positives.
Une caractéristique des semi-conducteurs est que leur conductivité augmente fortement à mesure que la température augmente: en raison de la faible liaison avec les atomes, le nombre d'électrons non liés change considérablement à mesure qu'il augmente.
Ainsi, le sens de déplacement des charges dans les semi-conducteurs peut à la fois coïncider avec le sens de circulation du courant (type p) et lui être opposé (type n).
Le mouvement des charges dans les liquides et les gaz
Une caractéristique des liquides et des gaz est que les ions sont des porteurs de charge en eux. Ils peuvent être positifs (cations) ou négatifs (anions), figure 3. Ainsi, lorsque les cations négatifs prédominent, ils se déplacent «à contre-courant», tandis que les cations positifs se déplacent «le long du courant».