Az elektromos áram jellemzése

1. Az elektromos áram erőssége

Az elektromos áram pillanatnyi erőssége nem más, mint egy vezető teljes keresztmetszetén egységnyi idő alatt áthaladó töltéshordozók száma. Ezt az alábbi összefüggéssel adhatjuk meg:

Ez a meghatározás érvényes arra az esetre, amikor az áram erőssége időben változó lehet, de természetesen azt az esetet is, amikor időben állandó. Ez utóbbi esetben minden időintervallumban ugyanannyi töltés áramlik át a vezető keresztmetszetén és az áramerősséget a (3.2) összefüggéssel adhatjuk meg:

2. Áramsűrűség

Amennyiben a jelenségek leírásához nem nyújt elegendő információt az áramerősség ismerete, amely csak azt az információt hordozza magában, hogy mennyi töltéshordozó folyik át egységnyi idő alatt a vezető teljes keresztmetszetén, szükséges bevezetnünk egy újabb mennyiséget, amely leírja azt, hogy a vezető keresztmetszetének különböző felületelemein mennyi töltéshordozó folyik át az adott idő alatt. Ilyen eset például a nagyfrekvenciás áramok este. Ez amennyiség az áramsűrűség vektor. Az áramsűrűség nagysága megegyezik az áramlás irányára merőlegesen felvett egységnyi felületen átfolyó áram erősségével.

Iránya megegyezik az áramlás irányával, irányítása pedig megegyezik minden pontban a pozitív töltések valóságos vagy elképzelt elmozdulási irányával (3.1 ábra). Az áramsűrűség vektort felrajzolhatjuk az áramkör minden pontjában ezért az áramsűrűség egy vektorteret alkot, melyre alkalmazhatjuk a vektoranalízisben tanult összefüggéseket.