Rafstraumur
Rafstraumur, oftast aðeins straumur, er færsla rafhleðsla, yfirleitt óbundinna rafeinda í rafleiðara úr málmi, en einnig jóna í raflausn eða rafgasi, eða hola í hálfleiðara. SI-mælieining er amper. Rafstraumur er ýmist fastur, óbreyttur jafnstraumur, eða riðstraumur, þ.e. rafstraumur sem sveiflast reglulega með ákveðinni tíðni.
Skilgreining
[breyta | breyta frumkóða]Meðalrafstraumur I, sem fer gegnum svæði A á tíma t er
þar sem J er rafstraumsþéttleiki og Q er rafhleðslan, sem fer um S á tímanum t.
Ef fæst augnabliksstraumur
Rekhraði rafhleðsla
[breyta | breyta frumkóða]Í rafleiðara hliðrast s.n. hleðsluberar, oftast rafeindir, með hraða v, sem nefnist rekhraði. Skilgreina má rafstraum í leiðara með eftirfarandi jöfnu:
I = nAQv, þar sem
I er rafstraumur, n er fjöldi hleðslubera á rúmmálseiningu, A er flöturinn sem hleðslurnar fara gegnum, Q er rafhleðsla hleðsluberanna, v er rekhraði hleðsluberanna.
Rekhraði rafeinda í málmleiðara er af stærðargráðunni mm/s.
Rafstraumsþéttleiki
[breyta | breyta frumkóða]Skilgreina má rafstraumsþéttleika J, þ.a. J = nQv og rafstraum I = J A. Almennt, þá eru J og v vigrar og ef ρ = n Q er hleðsluþéttleiki þá er rafstraumsþéttleiki skilgreindur með J = ρ v.
Skilgreinum rafstraum I, sem fer um flötinn A, með eftirfarandi heildi af þverþætti rafstraumsþéttleika J:
Straumstefna
[breyta | breyta frumkóða]Óbundnnar rafeindir leiðara í föstu rafsviði (jafnstraumur) hliðrast frá bakskauti (-) að forskauti (+) leiðarans, en straumstefna er skilgreind í hina áttina, þ.e. frá forskauti að bakskauti. Í leiðara, sem ber riðstraum, verður engin nettó hliðrun á rafeindum.
Samband straums og spennu
[breyta | breyta frumkóða]Lögmál Ohms gefur samband rafstraums og -spennu í rafrás með því að skilgreina rafviðnám.
Straumlögmál
[breyta | breyta frumkóða]Straumlögmálið segir að summa allra rafstrauma í hnútpunkti rafrásar sé núll.
Samband rafstraums og segulsviðs: rafsegulsvið
[breyta | breyta frumkóða]Lögmál Amperes lýsir rafstraumi, sem ferilheildi segulsviðs umhverfis leiðarann, en lögmál Biot-Savarts lýsir segulsviðinu, sem myndast vegna rafstraums. Jöfnur Maxwells er kerfi jafna, sem lýsa rafsegulsviði.