2. Za akých podmienok vzniká elektrický prúd?
Elektrický prúd sa vyskytuje, ak existujú voľné náboje, ako aj v dôsledku pôsobenia vonkajšieho prostredia elektrické pole. Na získanie elektrického poľa stačí vytvoriť potenciálny rozdiel medzi niektorými dvoma bodmi vodiča.3. Prečo je pohyb nabitých častíc vo vodiči pri absencii vonkajšieho elektrického poľa chaotický?
Ak neexistuje žiadne vonkajšie elektrické pole, potom neexistuje ani žiadna ďalšia zložka rýchlosti smerujúca pozdĺž intenzity elektrického poľa, čo znamená, že všetky smery pohybu častíc sú rovnaké.4. Ako sa líši pohyb nabitých častíc vo vodiči pri absencii a prítomnosti vonkajšieho elektrického poľa?
V neprítomnosti elektrického poľa je pohyb nabitých častíc chaotický a v jeho prítomnosti je pohyb častíc výsledkom chaotických a translačných pohybov.5. Ako sa volí smer elektrického prúdu? Akým smerom sa pohybujú elektróny v kovovom vodiči, ktorým prechádza elektrický prúd?
Pre smerovanie elektrický prúd akceptuje sa smer pohybu kladne nabitých častíc. V kovovom vodiči sa elektróny pohybujú v opačnom smere ako je smer prúdu.Elektrický prúd poskytuje pohodlie životu moderného človeka. Technologické výdobytky civilizácie – energetika, doprava, rozhlas, televízia, počítače, mobilná komunikácia – sú založené na využití elektrického prúdu.
Elektrický prúd je riadený pohyb nabitých častíc, počas ktorého sa náboj prenáša z jednej oblasti priestoru do druhej.
Elektrický prúd sa môže vyskytovať v rôznych médiách: pevné látky, kvapaliny, plyny. Niekedy nie je potrebné žiadne médium, prúd môže existovať aj vo vákuu! Budeme o tom hovoriť včas, ale zatiaľ uvedieme len niekoľko príkladov.
Spojíme póly batérie kovovým drôtom. Voľné elektróny drôtu začnú smerový pohyb zo zápornej strany batérie na kladnú stranu.
Toto je príklad prúdu v kovoch.
Pridajte štipku kuchynskej soli NaCl do pohára vody. Molekuly soli disociujú na ióny, takže v roztoku sa objavujú voľné náboje: kladné ióny Na+ a záporné ióny Cl. Teraz položme do vody dve elektródy pripojené k pólom batérie. Ióny Na+ sa začnú pohybovať smerom k zápornej elektróde a ióny Cl smerom ku kladnej elektróde.
Toto je príklad prúdu prechádzajúceho roztokom elektrolytu.
Búrkové mraky vytvárajú také silné elektrické polia, že je možné preraziť vzduchovú medzeru dlhú niekoľko kilometrov. Výsledkom je, že vzduchom prechádza obrovský blesk.
Toto je príklad elektrického prúdu v plyne.
Vo všetkých troch uvažovaných príkladoch je elektrický prúd spôsobený pohybom nabitých častíc vo vnútri tela a nazýva sa vodivý prúd.
Tu je trochu iný príklad. Budeme pohybovať nabitým telesom v priestore. Táto situácia je v súlade s definíciou prúdu! Dochádza k smerovému pohybu nábojov, je prítomný prenos náboja v priestore. Prúd vytvorený pohybom makroskopického nabitého telesa sa nazýva konvekcia.
Všimnite si, že nie každý pohyb nabitých častíc generuje prúd. Napríklad chaotický tepelný pohyb nábojov vodičov nie je usmernený (prebieha v akomkoľvek smere), a teda nejde o prúd9.
V translačnom pohybe elektricky neutrálneho telesa tiež nebude žiadny prúd: hoci nabité častice v jeho atómoch vykonávajú riadený pohyb, nedochádza k prenosu náboja z jednej oblasti priestoru do druhej.
3.8.1 Smer elektrického prúdu
Smer pohybu nabitých častíc tvoriacich prúd závisí od znamienka ich náboja. Pozitívne nabité častice sa budú pohybovať od ¾plus¿ do ¾mínus¿ a záporne nabité častice
9 Keď sa objaví prúd, voľné náboje pokračujú v tepelnom pohybe! Ide len o to, že v tomto prípade sa k chaotickým pohybom nabitých častíc pridáva ich usporiadaný drift v určitom smere.
účtované opačne, od ¾mínus¿ do ¾plus¿. Napríklad v elektrolytoch a plynoch sú prítomné kladné aj záporné voľné náboje a ich protipohybom v oboch smeroch vzniká prúd. Ktorý z týchto smerov treba brať ako smer elektrického prúdu?
Smer prúdu sa zvyčajne považuje za smer pohybu kladných nábojov. Jednoducho povedané, podľa konvencie prúd tečie od ¾plus¿ do ¾mínus¿ (obr. 3.33; kladný pól zdroja prúdu je znázornený dlhou čiarou, záporný pól krátkym vedením).
Táto dohoda sa dostáva do určitého rozporu s najbežnejším prípadom kovových vodičov. V kove sú nosičmi náboja voľné elektróny a pohybujú sa od ¾mínus do ¾plus¿. Ale podľa konvencie sme nútení predpokladať, že smer prúdu v kovovom vodiči je opačný ako pohyb voľných elektrónov. To, samozrejme, nie je príliš pohodlné.
Tu sa však nedá nič robiť, túto situáciu budete musieť brať ako samozrejmosť. Takto sa to historicky stalo. Voľbu smeru prúdu navrhol Ampere10 v prvej polovici 19. storočia, 70 rokov pred objavom elektrónu. Všetci si na túto voľbu zvykli a keď sa v roku 1916 ukázalo, že prúd v kovoch je spôsobený pohybom voľných elektrónov, nič sa nezmenilo.
3.8.2 Pôsobenie elektrického prúdu
Ako zistíme, či elektrický prúd tečie alebo nie? Výskyt elektrického prúdu možno posúdiť podľa jeho nasledujúcich prejavov.
1. Tepelný účinok prúdu. Elektrický prúd spôsobuje zahrievanie látky, v ktorej prúdi. Takto sa zahrievajú špirálky ohrievačov a žiaroviek. To je dôvod, prečo vidíme blesky. Činnosť tepelných ampérmetrov je založená na tepelnej rozťažnosti vodiča s prúdom, čo vedie k pohybu ihly prístroja.
2. Magnetický účinok prúdu. Elektrický prúd vytvára magnetické pole: strelka kompasu umiestnená vedľa drôtu sa otáča kolmo na drôt, keď je prúd zapnutý. Magnetické pole prúdu možno mnohonásobne posilniť navinutím drôtu okolo železnej tyče, čím sa vytvorí elektromagnet. Činnosť ampérmetrov magnetoelektrického systému je založená na tomto princípe: elektromagnet sa otáča v poli permanentného magnetu, v dôsledku čoho sa ihla prístroja pohybuje pozdĺž stupnice.
3. Chemický účinok prúdu. Keď prúd prechádza cez elektrolyty, možno pozorovať
zmeniť chemické zloženie látok. V roztoku CuSO4 sa kladné ióny Cu2+ presúvajú na zápornú elektródu a táto elektróda je pokrytá meďou.
10 Ampér potreboval dohodu o smere prúdu, aby dal jasné pravidlo na určenie smeru sily pôsobiacej na vodič, ktorým prechádza prúd v magnetickom poli. Dnes túto silu nazývame ampérovou silou, ktorej smer určuje pravidlo ľavej ruky.
3.8.3 Prúdová sila a hustota
Elektrický prúd sa nazýva konštantný, ak rovnaký náboj prechádza prierezom vodiča v rovnakých časových intervaloch. Jednosmerný prúd je najjednoduchšie sa naučiť. Tam začíname.
Kvantitatívna charakteristika elektrického prúdu je sila prúdu. V prípade jednosmerného prúdu je absolútna hodnota prúdu pomer absolútnej hodnoty náboja q prechádzajúceho prierezom vodiča za čas t k tomuto času:
Prúd sa meria v ampéroch (A)11. Pri prúde 1 A prejde prierezom vodiča náboj 1 C za 1 s.
Zdôrazňujeme, že vzorec (3.41) určuje absolútnu hodnotu alebo modul prúdu. Súčasná sila môže mať aj znamenie! Tento znak nesúvisí so znakom nábojov tvoriacich prúd a je zvolený z iných dôvodov. Totiž v mnohých situáciách (napríklad, ak nie je vopred jasné, kadiaľ potečie prúd), je vhodné stanoviť určitý smer prechodu obvodu (povedzme proti smeru hodinových ručičiek) a silu prúdu považovať za kladné, ak sa smer prúdu zhoduje
s smer obtoku a záporný, ak prúd tečie opačným smerom ako smer obtoku 12 .
IN V prípade jednosmerného prúdu je sila prúdu konštantná. Ukazuje, koľko náboja prejde prierezom vodiča za 1 s.
Často je vhodné preskočiť oblasť prierezu a zadať hodnotu
súčasná hustota:
kde I je sila prúdu, S je plocha prierezu vodiča (samozrejme, tento prierez je kolmý na smer prúdu). Ak vezmeme do úvahy vzorec (3.41), máme tiež:
j = Stq:
Prúdová hustota ukazuje, koľko náboja prejde za jednotku času cez jednotku prierezu vodiča. Podľa vzorca (3.42) sa prúdová hustota meria v A/m2.
3.8.4 Rýchlosť smerového pohybu nábojov
Keď zapneme svetlo v miestnosti, zdá sa nám, že sa žiarovka okamžite rozsvieti. Rýchlosť šírenia prúdu drôtmi je veľmi vysoká: blíži sa k 300 000 km/s (rýchlosť svetla vo vákuu). Ak by bola žiarovka na Mesiaci, rozsvietila by sa za niečo vyše sekundy.
Nemali by sme si však myslieť, že bezplatné poplatky, ktoré tvoria súčasný pohyb, sa pohybujú takou obrovskou rýchlosťou. Ukazuje sa, že ich rýchlosť je len zlomok milimetra za sekundu.
Prečo prúd prechádza drôtmi tak rýchlo? Faktom je, že voľné náboje navzájom interagujú a keď sú pod vplyvom elektrického poľa zdroja prúdu, keď je obvod uzavretý, začnú sa pohybovať takmer súčasne pozdĺž celého vodiča. Rýchlosť šírenia prúdu je prenosová rýchlosť elektrická interakcia medzi
11 Jednotka prúdu je určená magnetickou interakciou vodičov s prúdom. Totiž nech sú tam dva paralelné drôty, veľmi dlhé a tenké, umiestnené vo vákuu vo vzdialenosti 1 m od seba. Cez tieto drôty preteká rovnaký prúd. Hovoríme, že prúd je 1 A, ak sila medzi drôtmi je 2 107 N na meter drôtu.
12 Porovnajte s trigonometrickou kružnicou: uhly sa považujú za pozitívne, ak sa merajú proti smeru hodinových ručičiek, a za negatívne, ak sa merajú v smere hodinových ručičiek.
voľných nábojov a je blízko rýchlosti svetla vo vákuu. Rýchlosť, ktorou sa samotné náboje pohybujú vo vnútri vodiča, môže byť o mnoho rádov menšia.
Takže ešte raz zdôraznime, že rozlišujeme dve rýchlosti.
1. Rýchlosť šírenia prúdu. Toto je rýchlosť, ktorou elektrický signál prechádza obvodom. Takmer 300 000 km/s.
2. Rýchlosť smerového pohybu bezplatných poplatkov. Toto je priemerná rýchlosť pohybu nábojov, ktoré tvoria prúd. Tiež sa nazýva rýchlosť driftu.
Teraz odvodíme vzorec vyjadrujúci silu prúdu I prostredníctvom rýchlosti v smerového pohybu nábojov vodiča.
Nech má vodič prierezovú plochu S (obr. 3.34). Voľné poplatky dirigenta budeme považovať za kladné; Veľkosť voľného náboja označme ako e (v najpraktickejšom prípade kovového vodiča ide o náboj elektrónu). Koncentrácia voľných poplatkov (t.j. ich počet na jednotku objemu) je n.
Na druhej strane prierez AB prejde všetky tie bezplatné poplatky, ktoré po čase t
Ako príklad si vypočítajme rýchlosť pohybu voľných elektrónov v medenom drôte pri prúde 1 A.
Náboj elektrónu je známy: e = 1;6 10 19 C.
Aká je koncentrácia voľných elektrónov? Zhoduje sa s koncentráciou atómov medi, pretože z každého atómu je odstránený jeden valenčný elektrón. Vieme, ako zistiť koncentráciu atómov:
8900 6;02 1023 | 1028 | |||||||||||||||||||||||
Dajme S = 1 mm2. Zo vzorca (3.45) dostaneme: | ||||||||||||||||||||||||
5 m | ||||||||||||||||||||||||
1;6 10 19 8;5 1028 106 | ||||||||||||||||||||||||
To je asi jedna desatina milimetra za sekundu.
Pripojíme LED na AA batériu a ak je polarita správna, rozsvieti sa. Akým smerom sa usadí prúd? V dnešnej dobe to každý vie od plusu do mínusu. A vo vnútri batérie teda od mínus do plus - prúd je v tomto uzavretom okruhu elektrický obvod konštantný.
Smer prúdu v obvode sa zvyčajne považuje za smer pohybu kladne nabitých častíc, ale v kovoch sa pohybujú elektróny, ktoré, ako vieme, sú negatívne nabité. To znamená, že v skutočnosti je pojem „smer prúdu“ konvenciou. Poďme na to prečo zatiaľ čo elektróny prúdia obvodom z mínusu do plusu, všetci naokolo hovoria, že prúd tečie z plusu do mínusu. Prečo taká absurdita?
Odpoveď sa skrýva v histórii rozvoja elektrotechniky. Keď Franklin rozvíjal svoju teóriu elektriny, považoval jej pohyb za podobný pohybu kvapaliny, ktorá akoby prúdila z jedného telesa do druhého. Tam, kde je viac elektrickej tekutiny, odtiaľ prúdi smerom, kde je jej menej.
Preto Franklin nazval telesá s nadbytkom elektrickej tekutiny (podmienečne!) pozitívne elektrizované a telá s nedostatkom elektrickej tekutiny - negatívne elektrizované. Odtiaľ pochádza myšlienka pohybu. Kladný náboj prúdi, akoby systémom komunikujúcich ciev, z jedného nabitého telesa do druhého.
Neskôr francúzsky bádateľ Charles Dufay pri svojich pokusoch zistil, že nielen odreté telá sú nabité, ale aj odreté a pri kontakte sú náboje oboch tiel neutralizované. Ukázalo sa, že v skutočnosti existujú dva samostatné typy elektrického náboja, ktoré sa pri vzájomnej interakcii navzájom neutralizujú. Túto teóriu dvoch elektrík vyvinul Franklinov súčasník Robert Simmer, ktorý nadobudol presvedčenie, že vo Franklinovej teórii niečo nie je úplne správne.
Škótsky fyzik Robert Simmer mal na sebe dva páry pančúch: zateplené vlnené a navrchu druhý pár hodvábnych. Keď si stiahol obe pančuchy z nohy naraz a potom vytiahol jednu pančuchu z druhej, pozoroval nasledujúci obrázok: vlnené a hodvábne pančuchy sa nafúknu, naberú tvar jeho nohy a náhle sa k sebe prilepia. Zároveň sa pančuchy vyrobené z rovnakého materiálu, ako je vlna a hodváb, navzájom odpudzujú.
Ak Simmer držal v jednej ruke dve hodvábne pančuchy a v druhej dve vlnené pančuchy, potom, keď spojil ruky, odpudzovanie pančúch z rovnakého materiálu a príťažlivosť pančúch z rôznych materiálov viedli k zaujímavej interakcii medzi nimi: rozdielne pančuchy akoby sa na seba vrhli a spletali sa do klbka.
Pozorovania správania jeho vlastných pančúch viedli Roberta Simmera k záveru, že každé telo má nie jednu, ale dve elektrické tekutiny – pozitívnu a negatívnu, ktoré sú v tele obsiahnuté v rovnakom množstve. Pri trení dvoch telies môže jedno z nich prechádzať z jedného tela do druhého, potom v jednom tele bude prebytok jednej z kvapalín a v druhom jej nedostatok. Obidve telesá budú elektrizované elektrinou opačného znamienka.
Napriek tomu by sa elektrostatické javy dali úspešne vysvetliť pomocou Franklinovej hypotézy aj Simmerovej hypotézy dvoch elektrární. Tieto teórie medzi sebou nejaký čas súperili. Keď v roku 1779 Alessandro Volta vytvoril svoj voltaický stĺp, po ktorom sa začala skúmať elektrolýza, vedci dospeli k jednoznačnému záveru, že skutočne existujú dva opačné toky nosičov náboja pohybujúce sa v roztokoch a kvapalinách – pozitívny a negatívny. Dualistická teória elektrického prúdu, hoci jej všetci nerozumeli, predsa len triumfovala.
Nakoniec, v roku 1820, keď Ampere hovoril pred Parížskou akadémiou vied, navrhol vybrať jeden zo smerov pohybu náboja ako hlavný smer prúdu. Bolo to pre neho výhodné, pretože Ampere skúmal vzájomné pôsobenie prúdov a prúdov s magnetmi. A aby ste zakaždým počas správy nespomenuli, že dva toky opačného náboja sa pohybujú v dvoch smeroch pozdĺž jedného vodiča.
Ampere navrhol jednoducho vziať smer pohybu kladnej elektriny ako smer prúdu a vždy hovoriť o smere prúdu, čo znamená pohyb kladného náboja.. Odvtedy sa postoj k smeru prúdu, ktorý navrhol Ampere, všade akceptoval a používa sa dodnes.
Keď Maxwell vyvinul svoju teóriu elektromagnetizmu a rozhodol sa použiť pravidlo správnej skrutky pre uľahčenie určovania smeru vektora magnetickej indukcie, tiež sa držal tejto pozície: smer prúdu je smerom pohybu kladný náboj.
Faraday zase poznamenal, že smer prúdu je podmienený; je to jednoducho vhodný prostriedok pre vedcov na jednoznačné určenie smeru prúdu. Lenz, ktorý predstavil svoje Lenzovo pravidlo (pozri - ), tiež použil výraz „smer prúdu“, čo znamená pohyb kladnej elektriny. Je to len pohodlné.
A dokonca aj potom, čo Thomson objavil elektrón v roku 1897, konvencia smeru prúdu stále zostala. Aj keď sa vo vodiči alebo vo vákuu skutočne pohybujú len elektróny, stále sa ako smer prúdu berie opačný smer – od plusu po mínus.
Viac ako storočie po objavení elektrónu, napriek Faradayovým predstavám o iónoch, dokonca aj s príchodom vákuových trubíc a tranzistorov, hoci sa v popisoch objavili ťažkosti, obvyklý stav stále zostáva. Je jednoducho pohodlnejšie pracovať s prúdmi, navigovať ich magnetické polia a zdá sa, že to nikomu nespôsobuje žiadne skutočné ťažkosti.
-V Európe teraz nikto nehrá na klavíri,
hrať sa s elektrinou.
"Nemôžete hrať na elektrinu - zasiahne vás elektrický prúd."
-A hrajú s gumenými rukavicami...
-Eh! Môžete nosiť gumené rukavice!
"Mimino"
Je to zvláštne... Hrajú sa s elektrinou, ale z nejakého dôvodu zabíjajú nejakým prúdom... Odkiaľ sa ten prúd v elektrine berie? A čo je to za prúd? Dobrý deň, drahí! Poďme na to.
No najprv začnime tým, prečo sa ešte dá hrať s elektrinou v gumených rukaviciach, ale napríklad v železných či olovených už to nejde, hoci kovové sú pevnejšie? Ide o to, že guma nevedie elektrinu, ale železo a olovo áno, takže ti dajú elektrický šok. Stop, stop... Ideme zlým smerom, otočme sa... Áno... Treba začať tým, že všetko v našom Vesmíre pozostáva z drobných častíc – atómov. Tieto častice sú také malé, že napríklad ľudský vlas je niekoľkomiliónkrát hrubší ako najmenší atóm vodíka. Atóm sa skladá (pozri obrázok 1.1) z dvoch hlavných častí – kladne nabitého jadra, ktoré zase pozostáva z neutrónov a protónov a elektrónov rotujúcich po určitých dráhach okolo jadra.
Obrázok 1.1 – Štruktúra elektrónu
Celkový elektrický náboj atómu je vždy (!) rovný nule, to znamená, že atóm je elektricky neutrálny. Elektróny majú pomerne silnú väzbu s atómovým jadrom, ak však použijete určitú silu a „vytrhnete“ jeden alebo viac elektrónov z atómu (napríklad zahrievaním alebo trením), atóm sa zmení na kladne nabitý ión, pretože kladný náboj jeho jadra bude väčší ako veľkosť záporného celkového náboja zostávajúcich elektrónov. A naopak - ak sa k atómu nejakým spôsobom pridá jeden alebo viac elektrónov (ale nie chladením...), atóm sa zmení na negatívne nabitý ión.
Elektróny, ktoré tvoria atómy akéhokoľvek prvku, sú úplne identické vo svojich charakteristikách: náboj, veľkosť, hmotnosť.
Ak sa teraz pozriete na vnútorné zloženie akéhokoľvek prvku, môžete vidieť, že nie celý objem prvku je obsadený atómami. Vždy, v akomkoľvek materiáli sú aj záporne nabité aj kladne nabité ióny a neustále prebieha proces premeny „záporne nabitý ión – atóm – kladne nabitý ión“. Pri tejto premene vznikajú takzvané voľné elektróny – elektróny, ktoré nie sú spojené so žiadnym z atómov alebo iónov. Ukazuje sa, že rôzne látky počet týchto voľných elektrónov sa mení.
Z kurzu fyziky je tiež známe, že okolo každého nabitého telesa (aj niečoho takého bezvýznamného ako elektrón) sa nachádza takzvané neviditeľné elektrické pole, ktorého hlavnými charakteristikami sú intenzita a smer. Bežne sa uznáva, že pole je vždy nasmerované z bodu kladného náboja do bodu záporný náboj. Takéto pole vzniká napríklad pri trení ebonitovej alebo sklenenej tyčinky o vlnu a pri tom môžete počuť charakteristický praskavý zvuk, o jave ktorého sa budeme venovať neskôr. Okrem toho sa vytvorí na sklenenej tyčinke kladný náboj, a na ebonit – negatív. To bude presne znamenať prenos voľných elektrónov z jednej látky do druhej (zo sklenenej tyčinky na vlnu a z vlny na ebonitovú tyčinku). Prenos elektrónov znamená zmenu náboja. Na posúdenie tohto javu existuje špeciálna fyzikálne množstvo– množstvo elektriny, nazývané coulomb, s 1C = 6,24 10 18 elektrónov. Na základe tohto vzťahu je náboj jedného elektrónu (alebo sa inak nazýva elementárny nabíjačka) rovná sa: 
Takže čo s tým majú spoločné všetky tieto elektróny a atómy... Ale tu je to, čo to s tým má spoločné. Ak vezmete materiál s veľkým obsahom voľných elektrónov a umiestnite ho do elektrického poľa, všetky voľné elektróny sa budú pohybovať v smere kladného bodu poľa a ióny - keďže majú silné interatomické (interiónové) väzby - zostanú vo vnútri materiálu, hoci teoreticky by sa mali presunúť do toho bodu v poli, ktorého náboj je opačný ako náboj iónu. To bolo dokázané jednoduchým experimentom.
Dva rôzne materiály (striebro a zlato) boli navzájom skombinované a umiestnené do elektrického poľa na niekoľko mesiacov. Ak by bol pozorovaný pohyb iónov medzi materiálmi, potom by v mieste kontaktu malo dôjsť k difúznemu procesu a zlato by sa vytvorilo v úzkej zóne striebra a striebro v úzkej zóne zlata, ale nestalo sa tak , ktorý dokázal nehybnosť „ťažkých“ iónov. Obrázok 2.1 ukazuje pohyb kladných a záporných častíc v elektrickom poli: záporne nabité elektróny sa pohybujú proti smeru poľa a kladne nabité častice sa pohybujú v smere poľa. To však platí len pre častice, ktoré nie sú zahrnuté v kryštálovej mriežke žiadneho materiálu a nie sú vzájomne prepojené medziatómovými väzbami. 
Obrázok 1.2 – Pohyb bodového náboja v elektrickom poli
Pohyb nastáva týmto spôsobom, pretože podobné náboje sa odpudzujú a na rozdiel od nábojov priťahujú: na časticu vždy pôsobia dve sily: sila príťažlivosti a sila odpudzovania.
Takže je to usporiadaný pohyb nabitých častíc, ktorý sa nazýva elektrický prúd. Existuje vtipný fakt: pôvodne sa verilo (pred objavením elektrónu), že elektrický prúd bol generovaný presne pozitívnymi časticami, takže smer prúdu zodpovedal pohybu pozitívnych častíc z „plus“ na „mínus“ , ale neskôr sa zistil opak, ale rozhodlo sa ponechať smer prúdu rovnaký a Táto tradícia zostala v modernej elektrotechnike. Takže je to vlastne naopak! 
Obrázok 1.3 – Štruktúra atómu
Okolo každého nabitého telesa sa vytvára elektrické pole, hoci je charakterizované veľkosťou intenzity. Napríklad, ak sa tie isté sklenené a ebonitové tyčinky obtierajú o vlnu, okolo nich vznikne elektrické pole. Elektrické pole existuje v blízkosti akéhokoľvek objektu a pôsobí na iné objekty, bez ohľadu na to, ako ďaleko sa nachádzajú. So zväčšujúcou sa vzdialenosťou medzi nimi sa však intenzita poľa znižuje a jeho veľkosť môže byť zanedbaná, takže dvaja ľudia stojaci vedľa seba a ktoré majú nejaký náboj, síce vytvárajú elektrické pole a medzi nimi preteká elektrický prúd, ktorý je však taký malý, že jeho hodnotu je ťažké zaznamenať aj špeciálnymi prístrojmi.
Takže je čas hovoriť viac o tom, čo je táto charakteristika - sila elektrického poľa. Všetko to začína tým, že v roku 1785 francúzsky vojenský inžinier Charles Augustin de Coulomb, ktorý si dal prestávku v kreslení vojenských máp, odvodil zákon popisujúci interakciu dvoch bodových nábojov:
Modul sily interakcie medzi dvoma bodovými nábojmi vo vákuu je priamo úmerný súčinu modulov týchto nábojov a nepriamo úmerný druhej mocnine vzdialenosti medzi nimi.
Nebudeme sa vŕtať v tom, prečo je to tak, jednoducho vezmeme pána Coulomba za slovo a zavedieme niekoľko podmienok dodržiavania tohto zákona:
- bodové náboje - to znamená, že vzdialenosť medzi nabitými telesami je oveľa väčšia ako ich veľkosti - dá sa však dokázať, že sila interakcie dvoch objemovo rozložených nábojov so sféricky symetrickým nepretínajúcim sa priestorovým rozložením sa rovná sile interakcia dvoch ekvivalentných bodových nábojov umiestnených v stredoch sférickej symetrie;
- ich nehybnosť. V opačnom prípade nadobudnú účinnosť dodatočné efekty: magnetické pole pohybujúceho sa náboja a zodpovedajúca dodatočná Lorentzova sila pôsobiaca na ďalší pohybujúci sa náboj;
- interakcia vo vákuu.
Matematicky je zákon napísaný takto: 
kde q 1 , q 2 sú hodnoty interagujúcich bodových nábojov,
r je vzdialenosť medzi týmito nábojmi,
k je určitý koeficient popisujúci vplyv prostredia.
Obrázok nižšie poskytuje grafické vysvetlenie Coulombovho zákona. 
Obrázok 1.4 – Interakcia bodových poplatkov. Coulombov zákon
Sila interakcie medzi dvoma bodovými nábojmi sa teda zvyšuje, keď sa tieto náboje zväčšujú a zmenšujú, keď sa vzdialenosť medzi nábojmi zväčšuje, a zdvojnásobenie vzdialenosti vedie k štvornásobnému zníženiu sily. Takáto sila však nevzniká len medzi dvoma nábojmi, ale aj medzi nábojom a poľom (a opäť elektrickým prúdom!). Bolo by logické predpokladať, že to isté pole má rôzne účinky na rôzne náboje. Takže pomer sily interakcie medzi poľom a nábojom k veľkosti tohto náboja sa nazýva intenzita elektrického poľa. Za predpokladu, že náboj a pole sú stacionárne a časom nemenia svoje charakteristiky. 
kde F je sila interakcie,
q – náboj.
Navyše, ako už bolo spomenuté, pole má smer, a to vyplýva práve zo skutočnosti, že interakčná sila má smer (je to vektorová veličina: podobné náboje sa priťahujú, na rozdiel od nábojov odpudzujú).
Keď som napísal túto lekciu, požiadal som svojho priateľa, aby si ju prečítal, zhodnotil, takpovediac. Navyše som mu položil jednu zaujímavú otázku, podľa mňa práve na tému tohto materiálu. Predstavte si moje prekvapenie, keď odpovedal nesprávne. Pokúste sa odpovedať na túto otázku (je umiestnená v sekcii úloh na konci hodiny) a argumentujte svojim názorom v komentároch.
A napokon, keďže pole môže presunúť náboj z jedného bodu v priestore do druhého, má energiu, a preto môže pracovať. Táto skutočnosť nám bude užitočná neskôr pri zvažovaní otázok fungovania elektrického prúdu.
Týmto je prvá lekcia za nami, no stále máme nezodpovedanú otázku: prečo vás nosenie gumených rukavíc nezabije elektrickým prúdom. Nechajme to ako intrigu na ďalšiu lekciu. Ďakujem za pozornosť, uvidíme sa znova!
- Predpokladajme, že v hrdinskom meste Moskva existuje určitá zásuvka, rovnaká obyčajná zásuvka, akú máte doma. Predpokladajme tiež, že sme natiahli drôty z Moskvy do Vladivostoku a zapojili žiarovku vo Vladivostoku (opäť je lampa úplne obyčajná, tá istá teraz osvetľuje miestnosť mne aj tebe). Takže to, čo máme, je: žiarovka pripojená na konce dvoch drôtov vo Vladivostoku a zásuvka v Moskve. Teraz vložíme drôty „Moskva“ do zásuvky. Ak neberieme do úvahy veľa rôznych podmienok a jednoducho predpokladáme, že sa žiarovka vo Vladivostoku rozsvieti, skúste uhádnuť, či elektróny, ktoré sú momentálne v pätici v Moskve, dosiahnu vlákno žiarovky vo Vladivostoku? Čo sa stane, ak pripojíme žiarovku nie do objímky, ale do batérie?
