Sähkövirta
Wikipedia
Sähkövirta johtimessa on sähköisten varauksenkuljettajien liikettä. Mittasuureena sähkövirran suuruus (tunnus I) tarkoittaa aikayksikössä siirtyvän sähkövarauksen määrää.
Eristeessä tai tyhjiössä sähkövirta kulkee sähkövuon siirtymävirtana (engl. displacement current) eli kapasitiivisena virtana.
SI-järjestelmässä sähkövirran yksikkö, ampeeri (tunnus A), on yksi seitsemästä perusyksiköstä. Määritelmän mukaan yhden ampeerin sähkövirta kahdessa toisistaan metrin päässä samansuuntaisesti tyhjiössä kulkevassa äärettömän pitkässä ja ohuessa johtimessa aiheuttaa näiden johtimien välille 2·10-7 newtonin suuruisen voiman johdinmetriä kohti.
[muokkaa] Varauksenkuljettajat
Varauksenkuljettajina voivat toimia elektronit, aukot tai ionit. Metallijohtimissa sähkövirta muodostuu liikkuvista negatiivisesti varatuista elektroneista: kun virta on 1 A, niin johtimen poikkipinnan läpi kulkee 6.2415·1018 elektronia sekunnissa. Sähkövirta voi kulkea myös muiden varauksenkuljettajien avulla: elektrolyyttisissä seoksissa virtaa kuljettavat varautuneet ionit, plasmassa sekä elektronit että ionit, puolijohteessa elektronit tai aukot. Koska historiallisesti sähkövirta ajateltiin positiivisten varausten virtana, sähkövirta tänäkin päivänä määritellään vastakkaissuuntaiseksi elektronien liikkeen kanssa.
[muokkaa] Sähkövirran mittaaminen
Sähkövirtaa mitataan tavallisimmin ampeerimittarilla. Analogisen ampeerimittarin toiminta perustuu sähkövirran johtimeen synnyttämään magneettikenttään. Sähkövirta voidaan mitata tämän magneettikentän voimakkuudesta: kenttä vääntää mittarin viisaria suhteessa sen aiheuttaneen virran suuruuteen. Pihtivirtamittarin toiminta perustuu myös virtaa kuljettavan johtimen ympärille muodostuvan magneettikentän mittaamiseen.
Sähkövirtaa voidaan mitata myös johtamalla virta pienen vastuksen (shunttivastuksen) läpi ja sitten mittaamalla jännitemittarilla (tai oskilloskoopilla) vastuksen yli vaikuttava jännite. Kun jännite ja vastus tunnetaan virta voidaan laskea Ohmin lain avulla.
Yleismittari on laite, jolla voidaan mitata sähkövirtaa jännitteen ja vastuksen lisäksi. Yleismittarissa virran mittaus perustuu herkkään virta- tai jännitemittariin.
