Learning Objective 11.1.A: Describe the movement of electric charges through a medium.
- 11.1.A.1 Current is the rate at which charge passes through a cross-sectional area of a wire.
- Equation: $I = \dfrac{dq}{dt}$
- 11.1.A.1.i Current within a conductor consists of charge carriers traveling through the conductor with an average drift velocity.
- Equation: $I = nqv_d A$
- 11.1.A.1.ii Electric charge moves in a circuit in response to an electric potential difference, sometimes referred to as electromotive force, or $\mathrm{emf}$ ($\mathcal{E}$).
- 11.1.A.1.iii If the current is zero in a section of wire, the net motion of charge carriers in the wire is also zero, although individual charge carriers will not have zero speed.
- 11.1.A.2 Current density is the flow of charge per unit area.
- Equation: $I = \int \vec{J} \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.2.i Current density is related to the motion of the charge carriers within a conductor.
- Equation: $\vec{J} = nq\vec{v}_d$
- 11.1.A.2.ii Current density is a vector quantity.
- 11.1.A.2.iii A potential difference across a conductor creates an electric field within the conductor that is proportional to the resistivity of the conductor and the current density.
- Equation: $\vec{E} = \rho\vec{J}$
- 11.1.A.3 If a function of current density is given, the total current can be determined by integrating the current density over the area.
- Equation: $I_{\text{tot}} = \int \vec{J}(r) \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.4 Although current is a scalar quantity, it does have a direction. Because its direction is relative to the current carrier and not space, current does not obey the laws of vector addition and has no vector components.
- 11.1.A.4.i The direction of conventional current is chosen to be the direction in which positive charge would move.
- 11.1.A.4.ii In common circuits, the current is actually due to the movement of electrons (negative charge carriers).
Mục tiêu học tập 11.1.A: Mô tả sự di chuyển của các điện tích qua môi trường.
- 11.1.A.1 Cường độ dòng điện là tốc độ điện tích đi qua tiết diện ngang của dây dẫn.
- Phương trình: $I = \dfrac{dq}{dt}$
- 11.1.A.1.i Dòng điện trong vật dẫn bao gồm các hạt tải điện di chuyển qua vật dẫn với vận tốc trôi trung bình.
- Phương trình: $I = nqv_d A$
- 11.1.A.1.ii Điện tích di chuyển trong mạch phản hồi lại hiệu điện thế, đôi khi được gọi là suất điện động, hay $\mathrm{emf}$ ($\mathcal{E}$).
- 11.1.A.1.iii Nếu dòng điện bằng không tại một đoạn dây, thì chuyển động ròng của các hạt tải điện trong dây cũng bằng không, mặc dù từng hạt tải điện cá nhân sẽ không có tốc độ bằng không.
- 11.1.A.2 Mật độ dòng điện là dòng chảy của điện tích trên một đơn vị diện tích.
- Phương trình: $I = \int \vec{J} \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.2.i Mật độ dòng điện liên quan đến chuyển động của các hạt mang điện bên trong vật dẫn.
- Phương trình: $\vec{J} = nq\vec{v}_d$
- 11.1.A.2.ii Mật độ dòng điện là một đại lượng vectơ.
- 11.1.A.2.iii Hiệu điện thế đặt vào两端 một vật dẫn tạo ra một điện trường bên trong vật dẫn đó tỉ lệ thuận với điện trở suất của vật dẫn và mật độ dòng điện.
- Phương trình: $\vec{E} = \rho\vec{J}$
- 11.1.A.3 Nếu hàm mật độ dòng điện được cho, tổng dòng điện có thể xác định bằng cách tích phân mật độ dòng điện trên diện tích.
- Phương trình: $I_{\text{tot}} = \int \vec{J}(r) \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.4 Mặc dù dòng điện là đại lượng vô hướng, nó vẫn có hướng. Vì hướng của nó phụ thuộc vào hạt tải điện chứ không phải không gian, dòng điện không tuân theo quy tắc cộng vector và không có các thành phần vector.
- 11.1.A.4.i Chiều của dòng điện quy ước được chọn là chiều mà các điện tích dương sẽ di chuyển.
- 11.1.A.4.ii Trong các mạch điện thông thường, dòng điện thực tế là do sự di chuyển của electron (các hạt mang điện âm).


