Ток течет по проводнику: Как в реальности протекает электрический ток? | Полезные статьи — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Как течет постоянный ток?

Статьи › Чем отличается › Чем отличается переменный ток от постоянного?

Постоянный ток всегда «протекает» в одностороннем направлении: в стальных проводах от «плюса» к «минусу». Что касается переменного тока, то судя из названия, понятно, что он подвергается изменениям.

Куда течёт постоянный ток?
Как идёт постоянный ток?
Как на самом деле течёт ток?
Почему ток течет от плюса к минусу?
Какой самый опасный ток?
Когда появляется постоянный ток?
Что не передает ток?
Как идет ток в цепи?
Что создает ток?
Какой ток течет в одном направлении?
Как движется электрический ток?
Какой ток течет по проводнику?
Какой ток бьет сильнее?
В чем разница постоянного и переменного тока?
Почему переменный ток более опасен чем постоянный?
Что будет если подать постоянный ток?

Что лучше постоянный или переменный ток?
Что питается от постоянного тока?
Откуда берется ток?
Где берётся ток?
Как ток течет через диод?
Какой ток течет в автомобиле?
Как течет переменный ток?
Что переносит ток?
Как берётся ток?
Что такое электрический ток на самом деле?

Куда течёт постоянный ток?

Постоянный ток — это ток, который у вас в телефонном аккумуляторе или батарейках. Он называется постоянным, потому что направление движения электронов не меняется. Зарядные устройства трансформируют переменный ток из сети в постоянный, и уже в таком виде он оказывается в аккумуляторах.

Как идёт постоянный ток?

Постоянный ток — это постоянное направленное движение заряженных частиц в электрическом поле. В каждой точке проводника, по которому протекает постоянный ток, одни элементарные электрические заряды непрерывно сменяются другими, совершенно одинаковыми по сумме электрическими зарядами.

Как на самом деле течёт ток?

Электрический ток протекает благодаря тому, что электромагнитное поле движется вдоль проводящей среды со скоростью, примерно равной скорости света. Данное движение идет в направлении от большего потенциала к меньшему, то есть от «+» к «-».

Почему ток течет от плюса к минусу?

Но ведь есть и другие проводники. Например, в электролитах ток создают ионы: как положительные, так и отрицательные. Их движение противоположно. Так, отрицательно заряженные ионы движутся от катода к аноду, то есть от «-» в «+», а положительно заряженные ионы — от анода к катоду, то есть от «+» к «-».

Какой самый опасный ток?

Зарегистрированы случаи смертельного поражения при напряжении менее 4 Вольт. Соответственно не существует и безопасной силы тока. Распространенное мнение о безопасности тока силой менее 100 миллиампер — опасное заблуждение. Частота переменного тока 50 Гц — наиболее опасная.

Когда появляется постоянный ток?

Источниками постоянного тока могут быть аккумуляторы, либо другие источники в которых ток появляется благодаря химической реакции (например, пальчиковая батарейка). явлению электромагнитной индукции, а затем выпрямляется с помощью коллектора. Постоянный ток может быть получен с помощью выпрямления переменного тока.

Что не передает ток?

Самым лучшим диэлектриком является газ. Другие непроводящие электрический ток материалы — это стеклянные, фарфоровые, керамические изделия, а также резина, картон, сухое дерево, смолы и пластмассы.

Как идет ток в цепи?

Сегодня принято считать, что в пределах цепи ток направлен от плюсового полюса источника питания к минусовому.

Что создает ток?

Например, в металлах электрический ток создают свободные электроны, в жидкостях — положительные и отрицательные ионы. Чтобы мог образоваться электрический ток, необходимо наличие в веществе электрически заряженных частиц, которые могут свободно перемещаться.

Какой ток течет в одном направлении?

Постоянный ток (dc):

Протекает только в одном направлении.

Как движется электрический ток?

Исторически принято, что направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения заряженных частиц.

Какой ток течет по проводнику?

Хотя электроны перетекают от отрицательного полюса к положительному, принято говорить, что электрический ток в проводнике течет от положительного полюса к отрицательному. Эта договоренность восходит к тому времени, когда о природе электрического тока было ничего не известно.

Какой ток бьет сильнее?

Так какой же вид тока бьёт больнее? Очевидно, переменный ток(AC).

В чем разница постоянного и переменного тока?

Переменный ток — упорядоченное движение заряженных частиц или, по — другому, электрический ток, который с течением времени меняет свое направление и величину по определенному закону с заданной частотой. Постоянный электрический ток, напротив — всегда постоянный по величине и направлению.

Почему переменный ток более опасен чем постоянный?

Постоянный ток при протекании через организм вызывает спазм мускулатуры. Это менее опасно, чем сокращение и расслабление мышц под воздействием переменного тока. Поэтому для причинения одинакового вреда здоровью величина постоянного тока и, соответственно, напряжение должны быть в несколько раз выше, чем переменного.

Что будет если подать постоянный ток?

Магнитный расцепитель срабатывает по амплитудному значению тока, то есть в 1,4 раза больше действующего. На постоянном токе его ток срабатывания будет в 1,4 раза выше. Дугу постоянного тока сложнее погасить, так что при коротком замыкании увеличится время разрыва цепи и ускорится износ автомата.

Что лучше постоянный или переменный ток?

Ученые доказали недавно: передавать постоянный ток выгоднее. Снижаются потери излучения линии. Переменный ток чаще всего используется тогда, когда присутствует необходимость его передачи на большие расстояния. · У лампочки Ильича на постоянном токе не будет пульсаций света и шума от работы.

Что питается от постоянного тока?

Практически все электронные компоненты питаются постоянным током формируемым блоками питания. Неслучайно постоянный ток находит применение в любой технике, включающей электронику, начиная от бытовых приборов и заканчивая космическими кораблями.

Откуда берется ток?

Электрический ток — организованный отряд электронов

Почти все атомы могут терять и хватать электроны. Так, если у одних их будет избыток, а у других —недостаток, то направляемые электрическими силами электроны устремятся туда, где их не хватает. Вот этот поток и называется электрическим током.

Где берётся ток?

Электроэнергия, которая поступает в наши дома, вырабатывается электростанциями. Отсюда он проходит через большие линии электропередачи, которые доставляют его на подстанции. Наконец, распределительные линии несут электричество от подстанций до домов, магазинов, офисов, предприятий, школ и квартир, как ваша!

Как ток течет через диод?

У большинства диодов (электровакуумных диодов, выпрямительных полупроводниковых диодов) при приложении прямого напряжения (то есть анод имеет положительный потенциал относительно катода) диод открыт (через диод течёт прямой ток, диод имеет малое сопротивление).

Какой ток течет в автомобиле?

При переводе механической энергии в электрическую вращая двигатель генератора получается довольно высокий КПД. Постоянный ток при низком напряжении менее опасен в экстренных ситуациях, в том числе и при обслуживании автомобиля. В автомобильных аккумуляторах используется именно постоянный постоянный ток.

Как течет переменный ток?

Переменный ток отличается от постоянного тем, что он периодически изменяет свое направление, т. е. течет по проводнику то в одну, то в другую сторону.

Что переносит ток?

Когда мы прикладываем электрический потенциал или ЭДС (электродвижущая сила) на концах проводника, плохо удерживаемые электроны освобождаются от атомов и начинают двигаться внутри проводника. Этот поток электронов создает электрический ток, который переносит электрическую энергию от источника ЭДС.

Как берётся ток?

Электрический ток — организованный отряд электронов

Что такое электрический ток на самом деле?

Электрический ток — это движение заряженных частиц. Из заряженных частиц у нас имеются электроны и немножко ионы. Ионы — это атомы, которые потеряли или приобрели один или несколько электронов и поэтому потеряли электрическую нейтральность, приобрели электрический заряд.

Что такое электрический ток

Когда мы произносим словосочетание «электрический ток», то обычно имеем ввиду самые разные проявления электричества. Ток течет по проводам высоковольтных линий электропередач, ток вращает стартер и заряжает аккумулятор в нашем автомобиле, молния во время грозы — это тоже электрический ток.

Электролиз, электросварка, искры статического электричества на расческе, по спирали лампы накаливания течет ток, и даже в крохотном карманном фонарике через светодиод течет крохотный ток. Что и говорить о нашем сердце, которое также генерирует небольшой электрический ток, особенно это заметно во время прохождения процедуры ЭКГ.

В физике электрическим током принято называть упорядоченное движение заряженных частиц и в принципе любых носителей электрического заряда. Движущийся вокруг атомного ядра электрон — это тоже ток. И заряженная эбонитовая палочка, если держать ее в руке и двигать из стороны в сторону — также станет источником тока: не равный нулю заряд есть и он движется.

Все, что окружает человека, и он сам — это материальный мир, или материя, которая существует в различных формах. Одна из форм материи, из которой состоят все тела в природе (вода, различные металлы и т. д.), называется веществом.

Вещества, которые невозможно химическим путем разложить на отдельные химические элементы, называются простыми. Вещество, состоящее из нескольких элементов, называется сложным.

Все вещества состоят из мельчайших частиц-молекул, которые в свою очередь образуются из еще более меньших частиц, называемых атомами. В то же время в состав атомов входят другие, еще меньшие частицы, обладающие различными свойствами: ядро и электроны.

При бездействии сил электрического поля электроны в веществах находятся в беспорядочном движении. Происходит это потому, что во многих веществах, главным образом в металлах, электроны недостаточно сильно удерживаются ядром и могут свободно передвигаться от одного атома к другому.

Когда силы электрического поля начинают действовать, движение электронов принимает упорядоченное (направленное) состояние, возникает электрический ток. Отсюда электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение электронов.

При упорядоченном движении электроны движутся от того места, где имеется их избыток, туда, где ощущается их недостаток, от минуса к плюсу. Однако исторически в электротехнике условно принято считать, что ток идет от плюса к минусу.

Скорость распределения тока близка к скорости света — 300000 км в секунду. Это не значит, что такой скоростью обладает каждый электрон в отдельности.

Скорость электрона в проводнике составляет лишь доли сантиметра или миллиметра в секунду. Но в результате действия электрического поля ток, возникающий в одном конце провода, мгновенно вызывает прохождение тока по всему проводнику.

Аналогичное явление происходит, например, в трубе, заполненной водой, на одном конце которой находится насос. В момент подачи насосом воды в трубу давление, возникающее в воде, мгновенно передается вдоль трубы от одних частиц к другим.

Вода приходит в движение — течет.

Однако частицы воды, добавляемые насосом, дойдут до противоположного конца трубы гораздо позже момента начала вытекания ее из трубы. Численно ток измеряется количеством электрических зарядов, которые проходят через поперечное сечение провода в одну секунду.

Физические аналогии между течением воды в системе водоснабжения и электрическим током: Электропроводка и трубопровод

Постоянный ток:

Ток течет по проводам бытовых электроприборов питающихся от розетки — электроны перемещаются туда-сюда 50 раз за секунду — это называется переменным током.

Высокочастотные сигналы внутри электронных приборов — это тоже электрический ток, поскольку электроны и дырки (носители положительного заряда) перемещаются внутри схемы.

Любой электрический ток порождает своим существованием магнитное поле. Вокруг проводника с током оно обязательно присутствует. Не существует магнитного поля без тока и тока без магнитного поля.

Даже если магнитного поля вокруг тока не наблюдается, это лишь значит что магнитные поля двух токов в момент наблюдения взаимно скомпенсированы, как в двужильном проводе любого электрического чайника — переменные токи в каждый момент направлены в противоположные стороны и текут параллельно друг другу — их магнитные поля друг друга нейтрализуют.

Это называется принципом наложения (суперпозиции) магнитных полей.

Практически для существования электрического тока необходимо наличие электрического поля, потенциального или вихревого. Исключительно редко заряды перемещаются чисто механическим образом (как например в генераторе Ван Де Граафа — наэлектризованной резиновой лентой).

Генератор Ван Де Граафа:

Если электрический ток представляет собой направленное движение электрически заряженных частиц, то нужно найти ответ на вопрос, что приводит эти частицы в движение.

Причиной возникновения и поддержания электрического тока является электрическое поле. Величина этого поля определяется той работой, которую совершает сила электрического поля, перемещая 1 кулон электричества от одного конца проводника до другого.

Если рассмотреть некоторую замкнутую систему, в которой циркулирует вода, то в этой системе должен быть насос, который сообщает частицам воды энергию и заставляет их двигаться по трубопроводам. Частицы воды в процессе их циркуляции отдают полученную ими энергию (затрачивая ее, например, на преодоление сил трения).

Когда же частицы воды вновь возвращаются к насосу, то в отличие от своего исходного состояния они обладают меньшей энергией.

Если уподобить электроны частицам воды, то аналогично можно представить себе процессы, протекающие в электрической цепи. В этом случае водяному насосу будет соответствовать некий «насос для электронов», или источник электрической энергии, а трубопроводам будут соответствовать провода. Следует особо подчеркнуть то обстоятельство, что в электрической цепи электроны не производятся, а просто в каждом проводнике имеются свободные высокоподвижные электроны.

Если на некотором участке цепи носители зарядов получают энергию, то принято говорить, что этот участок цепи — источник, развивающий электродвижущую силу (ЭДС).

Итак, в электрическом поле заряженная частица испытывает действие электрической силы, которая у источников тока называется ЭДС — электродвижущая сила. ЭДС измеряется в вольтах как и напряжение между двумя точками электрической цепи.

Электродвижущая сила является причиной, приводящей в движение электрические заряды, и определяется энергией, которая затрачивается на перемещение единичного электрического заряда.

В то же время источник энергии, перемещая заряд по замкнутой цепи, обладающей сопротивлением, совершает работу как на внутреннем участке цепи, так и на внешнем. Следовательно, на этих участках будут возникать напряжения, которые называются падением напряжения на определенном участке.

Поэтому понятие «электродвижущая сила» включает в себя также сумму падений напряжения на внешнем и внутреннем участках цепи источника электроэнергии.

Напряжение и ток — два электрические явления, взаимосвязанные друг с другом. Ток будет протекать по проводнику лишь при наличии разности потенциалов между концами проводника. Чем больше напряжение приложенное к потребителю — тем больший электрический ток это напряжение способно вызвать.

Переменное напряжение порождает в проводнике, к которому оно приложено, переменный ток, поскольку электрическое поле, приложенное к носителям заряда, будет в этом случае также переменным. Постоянное напряжение — условие существования в проводнике тока постоянного.

Высокочастотное напряжение (изменяющее свое направление сотни тысяч раз за секунду) также способствует переменному току в проводниках, но чем выше частота — тем меньше носителей заряда участвуют в создании тока в толще проводника, поскольку электрическое поле действующее на заряженные частицы вытесняется ближе к поверхности, и получается что ток течет не в проводнике, а по его поверхности. Это называется скин-эффект.

Электрический ток может существовать в вакууме, в проводниках, в электролитах, в полупроводниках и даже в диэлектриках (ток смещения). Правда в диэлектриках постоянного тока быть не может, поскольку в них заряды не имеют возможности к свободному перемещению, а способны лишь смещаться в пределах внутримолекулярного расстояния от своего первоначального положения под действием приложенного электрического поля.

Настоящий электрический ток всегда предполагает возможность свободного перемещения электрических зарядов под действием электрического поля. Смотрите — условия существования электрического тока.

В металлических проводниках электрический ток представляет собой движение «свободных» электронов, причем электроны движутся в направлении, противоположном условному направлению тока (т. к. за направление тока условно принято направления движения зарядов).

Электрический ток в газах представляет собой движение положительных ионов в одном направлении, а электронов (и отрицательных ионов) в другом направлении. Наконец, электрический ток в электролитах представляет собой движение существующих в жидкости положительных и отрицательных ионов в противоположных направлениях.

Сила электрического тока — количество электричества, прошедшее через все поперечное сечение тока за 1 сек., зависит, с одной стороны, от количества движущихся зарядов, а с другой — от средней скорости их регулярного движения.

В металлических проводниках количество движущихся зарядов (свободных электронов) чрезвычайно велико (порядка 1023 в 1 см3), но зато средняя скорость регулярного движения очень мала (при самых сильных токах, которые может выдержать проводник, эта средняя скорость имеет величину порядка сантиметра в секунду). Обычно несколько меньше количество движущихся зарядов в жидкостях и соответственно их средние скорости несколько больше.

В газах же вследствие их гораздо меньшей плотности и вследствие того, что только небольшая доля всех молекул газа оказывается ионизированной, количество движущихся зарядов гораздо меньше, но зато средние скорости движения электронов и ионов гораздо больше, чем в металлических проводниках, и достигают сотен и даже тысяч километров в секунду.

Понятие «электрический ток» ввел итальянский физик Алессандро Вольта. Электрический ток, или по его версии «электрический флюид» протекал в замкнутой цепи, соединяющей металлическим проводником крайние кружки вольтова столба.

«Вотльтов столб» (1800 г.) был первый источник электричества неэлектростатического типа (источник постоянного электрического тока), который состоял из чередующихся между собой медных и цинковых кружков, разделенных суконными прокладками, смоченными подкисленной водой или кислотой.

Существование неизменного высокого потенциала на вольтовом столбе было явлением для того времени совершенно новым. Это был первый химический источник электричества, потенциал которого был постоянен во времени и не требовал каких-либо приемов электризации для его возобновления.

Вольтов столб, составленный из большого количества кружков, имел на концах достаточно высокий потенциал, который можно было обнаружить не только измерительными приборами (в частности электроскопом), но и прикоснувшись к крайним кружкам руками. При этом ощущался сильный электрический удар, как от лейденской банки.

Открытие Вольты очень быстро распространилось в физике, стало предметом дальнейших исследований. В 1800 г. ученые-физики с помощью вольтова столба обнаружили электрохимическое действие тока, и в частности разложение под действием тока воды на кислород и водород. Опыты с гальваническими элементами позволили обнаружить, кроме химических, и другие новые свойства тока, в том числе его тепловое и магнитное действие.

Французский физик А. М. Ампер посвятил ряд своих работ изучению связи электрического тока и магнетизма. Он обнаружил, что два проводника с током испытывают взаимное воздействие — притяжение или отталкивание в зависимости от направления в них токов. Своими работами он заложил основы электродинамики.

Он предложил термин «электрический ток» и ввел понятие о его направлении, совпадающем с движением положительного электричества. В честь А. М. Ампера названа единица измерения электрического тока. Ампер является одной из семи основных единиц системы СИ.

Электрический ток обладает рядом свойств, которые могут быть эффективно использованы во многих практических случаях. К таким свойствам относятся трансформация простыми техническими средствами энергии электрического тока в энергию других видов (тепловую, световую, механическую, химическую) и возможность передачи ее на большие расстояния, быстрота распространения.

Интересные факты:

Куда течет электрический ток

Почему под ЛЭП бьет током

Какой ток опаснее, постоянный или переменный?

Что такое динамо-машина. Первые генераторы постоянного тока

Эффект Пельтье: магическое действие электрического тока

Андрей Повный

Источник: http://electrik.info

Объяснение протекания тока в проводниках (часть вторая) – e=mc2andallthat

10 июля 2022 г. 30 октября 2022 г. e=mc2andallthat

Достаточно ли глубоко мы погружаемся в фактический физический механизм протекания тока по электрическим проводникам, используя понятия носителей заряда и электрических полей в наших работах по физике для GCSE и A-level? Я должен с неохотой признать, что все больше склоняюсь к мнению, что ответ — , а не .

В первой части мы обсудили два распространенных заблуждения о физическом механизме протекания тока, а именно:

заблуждение о том, что все электроны в проводнике отталкивают друг друга ; и
Электрическое поле-батареи заставляет-все-носители-заряда-в-цепи двигаться неправильное представление.

Что же тогда создает внутреннее электрическое поле, которое перемещает носители заряда по проводнику?

Начнем с рассмотрения свойств, которыми должно обладать такое поле.

Ток и электрическое поле в омическом проводнике

(Вы можете увидеть более строгий вывод этого результата в Duffin 1980: 161.) плотность Дж нам нужно однородное электрическое поле E действующее в том же направлении что и Дж .

Что создает электрическое поле внутри проводника с током?

Электрическое поле, движущее носители заряда через проводник, создается градиентом поверхностного заряда снаружи проводника.

Кольца с одинаковой плотностью заряда (и одинаковым знаком) создают нулевое электрическое поле в месте посередине между двумя кольцами, тогда как кольца с разной плотностью заряда (или с другим знаком) создают ненулевое поле в этом месте.
Sherwood and Chabay (1999): 9

Эти кольца поверхностного заряда создают не только внутреннее поле E _net , как показано на рисунке, но и внешние поля, которые могут быть обнаружены при определенных обстоятельствах.

Взаимосвязь между плотностью поверхностного заряда и внутренним электрическим полем

Изобразите плоский конденсатор большой емкости, разряжающийся через отрезок высокоомного провода одинакового поперечного сечения, так что для разряда конденсатора требуется много времени. Будем рассматривать значительный период времени (малую долю RC), когда цепь находится в квазистационарном состоянии с плотностью тока постоянной величины Дж . Поскольку E = J / σ, то внутреннее электрическое поле E _net , создаваемое кольцами поверхностного заряда, должно быть таким, как показано ниже.

Схематическая диаграмма, показывающая взаимосвязь между поверхностной плотностью заряда и внутренним электрическим полем

В сущности, электрическое поле батареи поляризует проводящий материал цепи, создавая неоднородное расположение поверхностных зарядов. Схема поверхностных зарядов создает электрическое поле постоянной величины E _net , который пропускает через цепь плотность тока постоянной величины Дж .

Как выразился Даффин (1980: 167):

Допустим, что токи, протекающие по проводам, не содержащим электродвижущих сил [ЭДС], создаются электрическими полями из-за зарядов, как такое поле может следовать извилистым извилинам типичных сетей? […] На рис. 6.19 схематично (1) показано, как плотность заряда, медленно уменьшающаяся вдоль поверхности провода, создает внутреннее E — поле вдоль провода и (2) как небольшой избыток заряда с одной стороны может изменить направление поля. Россер (1970) показал, что для изгиба E вокруг угла в девяносто градусов в типичном проводе требуется не более одного нечетного электрона.

Россер предполагает, что для тока в один ампер, протекающего по медному проводу с площадью поперечного сечения в один квадратный миллиметр, необходимое распределение заряда для поворота на 90 градусов составляет 6 x 10 ^-3 положительных ионов на см ³, которые они называют «минутным распределением заряда».

Наблюдение за внутренним и внешним электрическими полями проводника с током

Ефименко (1962) заметил, что в то время

общеизвестных методов демонстрации структуры электрического поля проводников с током, по-видимому, не существует, а диаграммы этих полей обычно можно найти только в узкоспециализированной литературе. Это […] часто приводит к тому, что учащийся остается практически в неведении о структуре и свойствах электрического поля внутри и, особенно, снаружи токонесущих проводников даже простейшей геометрии.

Ефименко разработал метод с использованием прозрачных токопроводящих чернил на стеклянных пластинах и семенах травы (похожий на классическую линейную электростатическую физику уровня А Наффилда!), чтобы показать внутренние и внешние линии электрического поля, связанные с проводниками с током. Семена сухой травы «выстраиваются» вдоль линий электрического поля аналогично железным опилкам и линиям магнитного поля.

Фотография Ефименко (1962: 20). Добавлены аннотации

В части 3 мы проанализируем переходные процессы, с помощью которых устанавливаются эти распределения поверхностного заряда.

Ссылки

Даффин, В. Дж. (1980). Электричество и магнетизм (3-е изд.). McGraw Hill Book Co.

Ефименко, О. (1962). Демонстрация электрических полей проводников с током. Американский журнал физики , 30 (1), 19-21.

Россер, WGV (1970). Величины распределения поверхностного заряда, связанные с протеканием электрического тока. Американский журнал физики , 38 (2), 265-266.

Шервуд, Б. А., и Чабай, Р. В. (1999). Единая трактовка электростатики и цепей. URL-адрес http://cil. Андрей. кму. Эду/Эми . (Примечание: эта статья в Google Scholar датирована 2009 годом, но внутри текст датирован 1999 годом)

Нравится:

Нравится Загрузка. ..

Образование, Электричество, Физика, электрические цепи, Электрическое поле, GCSE Физика, разность потенциалов, Поверхностные заряды на проводнике с током

электромагнетизм — Течет ли электричество по поверхности провода или внутри?

В случае переменного тока плотность тока падает экспоненциально с расстоянием от внешней поверхности провода («скин-эффект»), как объяснил Мартин Беккет. Это можно показать аналитически из квазистатического приближения к уравнениям Максвелла, как это сделано в главе 5 Джексона.

Случай постоянного тока более интересен. Во-первых, нужно указать внешнее электрическое поле ${\bf E}_0$, которое «толкает» ток. Обычно это считается равномерным и параллельным проволоке. Токи в проводе имеют тенденцию притягиваться друг к другу и, следовательно, объединяться (известный как «эффект зажима»). Пинч-эффект постоянного тока обсуждается в http://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119./1.1974305, http://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.14075 и http://aapt. scitation.org/doi/abs/10.1119/1.17271. Оказывается, уравнений Максвелла недостаточно для однозначного определения распределения плотности тока по сечению провода; вам также необходимо указать микроскопическую модель для носителей заряда.

С одной стороны, вы можете рассматривать как положительные, так и отрицательные носители заряда как полностью подвижные и с одинаковым отношением заряда к массе. Это хорошее описание проводимости тока через плазму, а плазменные зажимы могут быть достаточно сильными, чтобы раздавить металл.

С другой стороны, вы можете рассматривать положительные заряды как полностью стационарные в лабораторной системе координат, с фиксированной плотностью и «невосприимчивые» к электромагнитным полям, при этом ток полностью обусловлен движением подвижных носителей отрицательного заряда. Это более реалистичная модель для металлической проволоки, поскольку межатомные силы и обменные силы Ферми между атомами меди намного, намного сильнее, чем те, которые индуцируются типичными приложенными полями и электронными токами.