Električni tok — definicija, enačba I=ΔQ/Δt in enota (amper)

Električni tok – jasna definicija, razlaga enačbe I = ΔQ/Δt, primeri in enota (amper). Hitro razumljive razlage za študij in praktično uporabo.

Avtor: Leandro Alegsa

09-12-2025 11:02

Električni tok je tok električnega naboja. Enačba električnega toka je:

I = Δ Q Δ t {\displaystyle I={\frac {\Delta Q}{\Delta t}} $I={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}$

kjer je

I {\displaystyle I} je tok, ki teče

Δ Q {\displaystyle \Delta Q} $\Delta Q$ je sprememba električnega naboja

Δ t {\displaystyle \Delta t} $\Delta t$ je sprememba v času

Enota SI za električni tok je amper (A). Ta je enaka enemu coulombu naboja v eni sekundi. Tok je prisoten v žicah, baterijah in strelah.

Razlaga in osnovne lastnosti

Električni tok opisuje, kako hitro se naboj premika skozi določeno površino. Če Δt postane zelo majhen (limita), dobimo trenutni tok:

I = dQ/dt (trenutna jakost toka). Tok ima smer, ki jo običajno definiramo kot smer pretoka pozitivnih nabojev (to je smer konvencionalnega toka). V kovinskih prevodnikih se dejansko premikajo elektroni, katerih smer gibanja je nasprotna konvencionalni smeri toka.

Mikroskopska razlaga

Microskopsko lahko tok izrazimo z gostoto toka J in prečnim prerezom A:

I = ∫ J · dA (skalarni produkt integrala gostote toka preko površine).

Za enakomeren prevodnik lahko izpeljemo preprosto formulo:

I = n·q·v_d·A, kjer je:

n = gostota nosilcev naboja (število nosilcev na enoto volumna),
q = naboj posameznega nosilca (pri elektronih q = −e),
v_d = driftna hitrost nosilcev (povprečna hitrost v smeri toka),
A = presečna površina prevodnika.

Vrste toka in povezane količine

Enosmerni tok (DC): tok teče v stalni smeri (npr. iz baterije).
Izmenični tok (AC): tok spreminja smer in velikost, običajno sinusno (v gospodinjskih omrežjih v Evropi frekvenca 50 Hz).
Ohmov zakon: za linearne upornike velja I = V/R, kjer je V napetost, R upornost.
Električna moč: P = V·I; pri uporu velja tudi P = I^2·R.

Merjenje in zaščita

Tok merimo z ampermetrom (v vezju v seriji) ali s spončnim merilnikom toka (clamp meter), ki ne zahteva prekinitve vezja. V napravah in instalacijah so zaščitne naprave (varovalke, odklopniki) zasnovane tako, da preprečijo nevarno prekomerno jakost toka, saj lahko ta povzroči pregrevanje in požar.

Primeri velikosti toka

Majhni tokovi: tokovi v mikroelektroniki so pogosto v mikroamperih (μA) ali nanoamperih (nA).
Gospodinjski tokovi: tokovi v gospodinjskih napravah se gibljejo od nekaj amperov do več deset amperov (odvisno od moči porabnika).
Strela: izjemno veliki trenutni sunki, pogosto 10^4–10^5 A ali več.

Praktične opombe

Konvencionalna smer toka je od pozitivnega pola proti negativnemu; elektronovski tok je nasproten.
Tudi majhni driftni hitrosti elektronov (milimetri na sekundo) lahko ustvarijo velike tokove, ker je gostota nosilcev zelo velika.
Tok skozi vodiče povzroča izgube energije v obliki toplote (Joulejev efekti), kar je pomembno pri načrtovanju električnih sistemov.

Če želite, lahko dodam še diagram (simbolno prikazano) ali razširjeno izpeljavo formul (npr. izpeljava I = n·q·v_d·A ali primer izračuna toka iz napetosti in upornosti).

Vir toka

V prevodnih materialih so nekateri elektroni zelo ohlapno vezani na atome materiala. Ko se velika količina teh atomov združi, nastane nekakšen elektronski oblak, ki "lebdi" v bližini atomov materiala. Če si ogledate prečni prerez kosa prevodnega materiala, se bodo elektroni zelo hitro premikali po njem. To gibanje je posledica temperature, elektroni, ki tečejo v eno smer, pa so ponavadi enaki elektronom, ki tečejo iz druge smeri, zato to ni vzrok za tok. Elektroni se pretakajo od enega atoma do drugega, ta proces pa so primerjali s prenašanjem vedra z vodo od ene osebe do druge v brigadi z vedri.

Ko na žico deluje električno polje, se elektroni skoraj takoj odzovejo tako, da se rahlo premaknejo v nasprotno smer od polja. S poljem pridobijo energijo, ki se zelo hitro izgubi, ko trčijo ob druge elektrone v snovi. Dokler je polje prisotno, elektroni pridobivajo nazaj energijo, ki so jo izgubili, in proces se nadaljuje. Ta "udarec", ki ga elektroni prejmejo od električnega polja, je vir električnega toka in ne celoten tok elektronov. Iz te razprave lahko razberemo dve stvari, ki ju tok ne predstavlja:

Ne gre za dejanski "pretok" elektronov v vsakdanjem pomenu besede: če preverimo hitrost, ki jo elektronom daje polje, je ta običajno zelo majhna, reda milimetrov na sekundo. S takšno hitrostjo bi elektroni potrebovali pol ure, da bi prečkali sobo dolžine 3 m (10 čevljev). Ker se žarnica prižge skoraj takoj po pritisku na stikalo, mora biti na delu še nekaj drugega.
Prav tako ne gre za "domino učinek", čeprav je ta analogija bližja kot tok. Ker so elektroni tako majhni, jih tudi pri zelo hitrem gibanju ne poganja velika sila.

Tok v vezjih

Ko tok teče v žičnem tokokrogu, se pospešuje, če v tokokrogu ni upora. Z upori povečamo upor v tokokrogu, da se tok upočasni. Razmerje med upornostjo, tokom in napetostjo (drugim delom vezja) je prikazano z Ohmovim zakonom.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je električni tok?

O: Električni tok je tok električnega naboja.

V: Kakšna je enačba za električni tok?

O: Enačba električnega toka je I = ΔQ/Δt, kjer je I tok, ΔQ je sprememba električnega naboja, Δt pa je sprememba časa.

V: V kateri merski enoti se meri električni tok?

O: Električni tok uporablja enoto SI ampere (A), ki je enaka enemu coulombu naboja na sekundo.

V: Kje lahko najdemo primere električnih tokov?

O: Primeri električnega toka so v žicah, baterijah in strelah.

V: Kaj pomeni "I" v enačbi za električni tok?

O: V enačbi za električni tok 'I' pomeni količino tekočega toka.

V: Kaj pomeni 'ΔQ' v enačbi za tok?

O: V enačbi za tok pomeni "ΔQ" spremembo električnega naboja.

Iskati