Plošná hustota elektrického prúdu

Plošná hustota elektrického prúdu (iné názvy: hustota elektrického prúdu, prúdová hustota, hustota prúdu) je vektorová veličina, ktorej veľkosť je určená podielom prúdu a obsahu plochy kolmej na smer makroskopického pohybu náboja, ktorou prechádza; udáva množstvo náboja, ktorý prejde jednotkovým prierezom kolmým na smer prúdu za jednotku času:

$J=\frac{I}{S}$

kde J je veľkosť prúdovej hustoty, I elektrický prúd a S obsah plochy kolmej na smer prúdu.

Pri všeobecnom uhle prierezu a smeru prúdu:

$\overrightarrow{J}=\frac{I}{S}\times \frac{\overrightarrow{S}}{S}=\frac{I}{S}\times \overrightarrow{u}$

kde $\overrightarrow{S}$ je vektor plochy, ktorou prúd prechádza, a $\overrightarrow{u}$ je jednotkový vektor rovnakého smeru.

Na mikroskopickej úrovni je prúdová hustota vyjadrená vzťahom:

$\overrightarrow{J}=nq\overrightarrow{v_d}=\rho \overrightarrow{v_d}$

kde:

$\overrightarrow{J}$ je vektor prúdovej hustoty

$n$ je hustota častíc (počet na jednotku objemu), ktoré vytvárajú elektrický prúd

$q$ je náboj individuálnych častíc

$\rho =nq$ je hustota náboja

$\overrightarrow{v_d}$ je stredná driftová rýchlosť častíc

Jednotkou prúdovej hustoty v sústave SI je $A\cdot m^{-2}$

Závislosť prepätia $\eta$ od prúdovej hustoty $j$ opisuje Tafelova rovnica:

$\eta =a\pm b\cdot ln(j)$

Externé odkazy

• Šablóna:Filit