Kita semua dikelilingi oleh sejumlah besar variasi perangkat dan seluruh sistem yang didasarkan padanya, yang dalam proses fungsinya dengan satu atau lain cara mengkonsumsi arus listrik. Konsep arus listrik diperkenalkan untuk memberikan gambaran tertentu tentang proses alirannya kejelasan, yang dicapai karena pembentukan yang disengaja dari analogi langsung dengan melalui hidrodinamika aliran fluida.
Dengan akumulasi pengetahuan tentang kelistrikan, diperlihatkan bahwa aliran arus listrik adalah yang utama pergerakan medan elektromagnetik sepanjang medium konduktif yang terjadi dengan kecepatan yang tidak terlalu berbeda dengan kecepatan Sveta. Dalam hal ini, bidang bergerak dari titik dengan potensi yang lebih tinggi ke arah titik dengan potensi yang lebih rendah, yaitu. menurut skema klasik dari plus ke minus.
Pergerakan pembawa muatan yang tepat, yang menyertai proses ini, juga terjadi, tetapi pada kecepatan yang terasa lebih rendah. Dalam bahan yang berbeda, itu terjadi ke arah yang berbeda.
Varietas pembawa muatan
Diketahui bahwa pembawa muatan dibagi menjadi positif dan negatif. Muatan negatif dimiliki oleh elektron dan ion, ion mendominasi pembawa muatan positif. Tagihan negatif bergerak ke potensi yang lebih tinggi, sedangkan muatan positif bergerak ke potensi yang lebih rendah. Dan dalam kedua kasus tersebut, arus listrik terjadi di lingkungan.
Sebuah ambiguitas klasik muncul, yang dihilangkan dengan kesepakatan konvensional. Pada level postulat, diasumsikan bahwa arus selalu mengalir dari plus ke minus, apapun jenis muatannya.
Pergerakan muatan dalam logam
Kebanyakan logam pada suhu yang secara praktis penting untuk teknologi komunikasi kelistrikan dan kabel berada dalam keadaan padat dan tidak ada ion di dalamnya.
Akibatnya, arus dalam bahan konduktor padat ditentukan oleh jenis konduktivitas elektronik, yaitu. elektron bebas (Gambar 1), yang mengambil fungsi pembawa muatan, dalam proses aliran arus, mereka bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah aliran arus, gambar 2.
Elektron dalam logam mudah terkoyak oleh medan listrik dari orbitnya, di mana mereka berputar di sekitar atom tanpa adanya perbedaan potensial. Jadi, dengan perbedaan potensial yang tidak signifikan, sejumlah besar pembawa muatan terbentuk, mis. logam memiliki hambatan listrik yang relatif rendah.
Pergerakan muatan dalam semikonduktor
Semikonduktor terlihat lebih rendah dari logam dalam konduktivitas pada suhu kamar. Bahan yang termasuk dalam kelompok ini dibagi menjadi semikonduktor tipe-n dan tipe-p. Semikonduktor tipe-n dalam keadaan normal memiliki elektron berlebih, ketika melewati tipe-p, ia memanifestasikan dirinya kekurangan elektron, tetapi sisanya relatif mudah berpindah dari satu posisi yang diizinkan dalam atom ke lain. Yang terakhir ini setara dengan pergerakan muatan positif.
Ciri semikonduktor adalah konduktivitasnya meningkat tajam saat suhu naik: karena ikatan lemah dengan atom, saat naik, jumlah elektron tak terikat berubah secara signifikan.
Dengan demikian, arah pergerakan muatan dalam semikonduktor dapat bertepatan dengan arah aliran arus (tipe-p) atau berlawanan dengannya (tipe-n).
Pergerakan muatan dalam cairan dan gas
Ciri cairan dan gas adalah ion pembawa muatan di dalamnya. Mereka dapat berupa positif (kation) atau negatif (anion), Gambar 3. Oleh karena itu, ketika kation negatif mendominasi, mereka bergerak “melawan arus”, sementara kation positif bergerak “sepanjang arus”.