Meitä kaikkia ympäröi valtava määrä erilaisia laitteita ja niihin perustuvia kokonaisia järjestelmiä, jotka kuluttavat tavalla tai toisella toiminnassaan sähkövirtaa. Itse sähkövirran käsite otettiin käyttöön, jotta sen kulun prosessin kuvaukselle saataisiin tietty selkeys, joka saavutettiin johtuen tarkoituksenmukaisesta suoran analogian muodostumisesta hydrodynamiikan kanssa nesteen virtaus.
Kun tietoa sähköstä kerättiin, osoitettiin, että sähkövirta on ensisijaisesti sähkömagneettisen kentän liike johtavaa väliainetta pitkin, joka tapahtuu nopeuksilla, jotka eivät ole liian erilaisia nopeudesta Sveta. Tässä tapauksessa kenttä liikkuu pisteestä, jolla on suurempi potentiaali, pisteeseen, jolla on pienempi potentiaali, ts. klassisen mallin mukaan plus-miinus.
Varsinainen latauskantajien liike, joka seuraa tätä prosessia, tapahtuu myös, mutta huomattavasti pienemmällä nopeudella. Eri materiaaleissa se tapahtuu eri suuntiin.
Erilaisia latauskantajia
Tiedetään, että latauskantajat jaetaan positiivisiin ja negatiivisiin. Negatiiviset varaukset ovat elektronien ja ionien hallussa, positiivisen varauksen kantajien keskuudessa vallitsevat ionit. Negatiiviset varaukset siirtyvät kohti suurempaa potentiaalia, kun taas positiiviset varaukset siirtyvät kohti pienempää potentiaalia. Ja molemmissa tapauksissa sähkövirta esiintyy ympäristössä.
Ilmestyy klassinen epäselvyys, joka poistetaan tavanomaisella sopimuksella. Postulaattitasolla oletetaan, että virta kulkee aina plus: sta miinukseen varaustyypistä riippumatta.
Latausten liike metallissa
Suurin osa metallista lämpötiloissa, jotka ovat käytännössä tärkeitä sähkö- ja johtoliikennetekniikalle, ovat kiinteässä tilassa eikä niissä ole ioneja.
Tämän seurauksena kiinteiden johtavien materiaalien virta määräytyy johtavuuden elektronisen tyypin, so. vapaat elektronit (kuva 1), jotka ottavat käyttöön varainkantajien toiminnot, virran prosessissa ne liikkuvat virran suuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan, kuva 2.
Sähkökenttä repeää metallien elektronit helposti kiertoradoiltaan, jota pitkin ne pyörivät atomien ympäri potentiaalieron puuttuessa. Siten merkityksettömällä potentiaalierolla muodostuu suuri määrä latauskantajia, ts. metallien sähkövastus on suhteellisen pieni.
Latausten liike puolijohteissa
Puolijohteet ovat huomattavasti huonompia metallien johtavuudessa huoneenlämmössä. Tähän ryhmään kuuluvat materiaalit on jaettu n- ja p-tyyppisiin puolijohteisiin. Normaalitilassa n-tyyppisissä puolijohteissa on liikaa elektroneja, kun ne siirtyvät p-tyyppiin, ne ilmenevät elektronien puute, mutta loput suhteellisen helposti siirtyvät yhdestä sallitusta asemasta atomeissa kohtaan toinen. Jälkimmäinen vastaa positiivisten varausten liikettä.
Puolijohteiden piirre on, että niiden johtavuus kasvaa jyrkästi lämpötilan noustessa: heikon sidoksen takia atomien kanssa, kun se nousee, sitoutumattomien elektronien määrä muuttuu merkittävästi.
Siten puolijohteiden varausten liikkumissuunta voi olla yhtäpitävä virran suunnan kanssa (p-tyyppi) ja olla sitä vastakkainen (n-tyyppi).
Nesteiden ja kaasujen varausten liikkuminen
Nesteiden ja kaasujen ominaisuus on, että ionit ovat niissä varauksen kantajia. Ne voivat olla joko positiivisia (kationit) tai negatiivisia (anionit), kuva 3. Vastaavasti, kun negatiiviset kationit ovat hallitsevia, ne liikkuvat "virtaa vastaan", kun taas positiiviset kationit liikkuvat "virtaa pitkin".