PDF (1 MB) - FMI

Luku 5Staattinen magneettikenttäTässä luvussa tustustutaan tasavirtoihin ja niiden aiheuttamiin magneettikenttiin(RMC luvut 7 ja 8, CL luku 6; esitiedot KSII luvut 5 ja 6).5.1 SähkövirtaNykyaikana sähkövirta lienee tutumpi ilmiö kuin sähkövaraus. Todellisuudessasähkövarauksia ja -virtoja ei oikeastaan voi käsitellä erikseen. Edellisissäluvuissakin sähkövirta on ollut implisiittisesti esillä monta kertaa.Kun varaukset järjestäytyvät johdekappaleen pinnalle, systeemissä kulkeevirtaa ja kuinkapa muuten kuin sähkövirran avulla paristo pystyy pitämäänedellisen luvun viimeisessä esimerkissä kondensaattorin jännitteen vakiona.Samoin termit ”johde” ja ”eriste” viittaavat kappaleiden kykyyn kuljettaasähkövirtaa.Tarkastellaan joukkoa varattuja hiukkasia, joiden varaus on q, lukumäärätiheyson n ja nopeus v. Sähkövirta I määritellään annetun pinnan läpiaikayksikössä kulkevan varauksen määränäI = dQ(5.1)dtOlkoon dS jokin pintaelementti. Sen läpi kulkeva virta onnqvdt · n dSdI = = ρv · n dS = J · dS (5.2)dtmissä J on virrantiheys.Sähkövirran SI-yksikkö on ampeeri A = C/s. Virrantiheys on virta pintaalanläpi, joten sen yksikkö onA/m 2 . SI-yksiköissä sähkövirran yksikköotetaan perussuureeksi ja kaikki muut sähköiset yksiköt voidaan ilmaistaampeerin, metrin, kilogramman ja sekunnin avulla.55