English
Learning Objective 11.1.A: Describe the movement of electric charges through a medium.
- 11.1.A.1 Current is the rate at which charge passes through a cross-sectional area of a wire.
- Equation: $I = \dfrac{dq}{dt}$
- 11.1.A.1.i Current within a conductor consists of charge carriers traveling through the conductor with an average drift velocity.
- Equation: $I = nqv_d A$
- 11.1.A.1.ii Electric charge moves in a circuit in response to an electric potential difference, sometimes referred to as electromotive force, or $\mathrm{emf}$ ($\mathcal{E}$).
- 11.1.A.1.iii If the current is zero in a section of wire, the net motion of charge carriers in the wire is also zero, although individual charge carriers will not have zero speed.
- 11.1.A.2 Current density is the flow of charge per unit area.
- Equation: $I = \int \vec{J} \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.2.i Current density is related to the motion of the charge carriers within a conductor.
- Equation: $\vec{J} = nq\vec{v}_d$
- 11.1.A.2.ii Current density is a vector quantity.
- 11.1.A.2.iii A potential difference across a conductor creates an electric field within the conductor that is proportional to the resistivity of the conductor and the current density.
- Equation: $\vec{E} = \rho\vec{J}$
- 11.1.A.3 If a function of current density is given, the total current can be determined by integrating the current density over the area.
- Equation: $I_{\text{tot}} = \int \vec{J}(r) \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.4 Although current is a scalar quantity, it does have a direction. Because its direction is relative to the current carrier and not space, current does not obey the laws of vector addition and has no vector components.
- 11.1.A.4.i The direction of conventional current is chosen to be the direction in which positive charge would move.
- 11.1.A.4.ii In common circuits, the current is actually due to the movement of electrons (negative charge carriers).
Français
Objectif d'apprentissage 11.1.A : Décrire le mouvement des charges électriques à travers un milieu.
- 11.1.A.1 Le courant est le taux selon lequel la charge traverse une section transversale d'un fil.
- Équation : $I = \dfrac{dq}{dt}$
- 11.1.A.1.i Le courant dans un conducteur consiste en des porteurs de charge se déplaçant à travers le conducteur avec une vitesse de dérive moyenne.
- Équation: $I = nqv_d A$
- 11.1.A.1.ii La charge électrique se déplace dans un circuit en réponse à une différence de potentiel électrique, parfois appelée force électromotrice, ou $\mathrm{emf}$ ($\mathcal{E}$).
- 11.1.A.1.iii Si le courant est nul dans une section de fil, le mouvement net des porteurs de charge dans le fil est également nul, bien que la vitesse individuelle des porteurs de charge ne soit pas nulle.
- 11.1.A.2 La densité de courant est le flux de charge par unité de surface.
- Équation : $I = \int \vec{J} \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.2.i La densité de courant est liée au mouvement des porteurs de charge à l'intérieur d'un conducteur.
- Équation: $\vec{J} = nq\vec{v}_d$
- 11.1.A.2.ii La densité de courant est une grandeur vectorielle.
- 11.1.A.2.iii Une différence de potentiel à travers un conducteur crée un champ électrique à l'intérieur de celui-ci qui est proportionnel à la résistivité du conducteur et à la densité de courant.
- Équation: $\vec{E} = \rho\vec{J}$
- 11.1.A.3 Si une fonction de densité de courant est donnée, le courant total peut être déterminé en intégrant la densité de courant sur la surface.
- Équation : $I_{\text{tot}} = \int \vec{J}(r) \cdot d\vec{A}$
- 11.1.A.4 Bien que le courant soit une grandeur scalaire, il possède une direction. Puisque sa direction est relative au porteur de courant et non à l'espace, le courant ne respecte pas les lois d'addition vectorielle et n'a pas de composantes vectorielles.
- 11.1.A.4.i La direction du courant conventionnel est choisie comme étant la direction dans laquelle se déplacerait une charge positive.
- 11.1.A.4.ii Dans les circuits courants, le courant est en réalité dû au mouvement d'électrons (porteurs de charge négatifs).
