Kesin olmak gerekirse, akım bir vektör miktarı değildir. Akımın belirli bir yönü ve büyüklüğü olmasına rağmen, vektör toplama yasasına uymaz. Size göstereyim.

Yukarıdaki resme bir bakın. Kirchhoff'un mevcut yasasına göre, kavşağa giren akımların toplamı, kavşaktan çıkan akımların toplamına eşit olmalıdır (yük birikimi ve deşarj yok). Yani, 10 A'lik bir akım kesişme noktasından ayrılıyor.

Şimdi aşağıdaki resme bir bakın.

Burada, akımı düşündüm vektörel nicelik. Ortaya çıkan akım, önceki durumda elde edilenden daha azdır. Bu sonuç bize birkaç çıkarım sağlıyor ve ben bunların bazılarının üzerinden geçmek istiyorum. Bu, iletkenin bazı bölümlerindeki yük birikimi nedeniyle gerçekleşebilir. Bu, şarj sızıntısı nedeniyle de gerçekleşebilir. Günlük rutinimizde, yaklaşık olarak ideal olan malzemeleri kullanırız ve bu nedenle bu fenomenler ihmal edilebilir. Bu durumda, durumlardaki farklılık ayırt edilebilir ve onu ihmal edemeyiz.

İkna olmadıysanız, size biraz daha anlatayım. Yukarıdaki açıklamada (bir vektör olarak akım), yalnızca büyüklüklerdeki farktan bahsetmiştim. Ortaya çıkan akımın yönü (gösterildiği gibi) belirsizdir. Bunun nedeni, pratik gerçeklikte, yukarıda gösterilen yönde akan akımı gözlemlemiyoruz. İletkenin varlığında elektronların içeride hareket etmekle sınırlı olduğunu ve dolayısıyla mevcut yolu izlediğini iddia edebilirsiniz. İletkenin içindeki elektrik alanının birkaç kısıtlama getireceğini de iddia edebilirsiniz. Denemeyi takdir ediyorum ama ya iletkenleri çıkarırsam? Ayrıca, proton ışınlarını fırlatarak uzayda bir elektrik alanının varlığını ihmal eden parçacık hızlandırıcıları da dahil ediyorum.

Şimdi aşağıda gösterildiği gibi her biri 5 A akım taşıyan iki proton ışını (akım) ele alayım. Bu ışınlar izole edilmiştir ve herhangi bir dış etki içermeyeceğiz.

Artık proton akışında herhangi bir kısıtlama olmadığına göre, kavşakta buluşan protonlar değişecek. momentum ve bu saçılma ile sonuçlanacaktır (küçük dairelerle temsil edilen protonlar). Aşağıda gösterildiği gibi iki ışının birkaç ışına yol açtığı bir durumla karşılaşırsınız. Vektör toplama yasamız bunu söylemiyor.

Yukarıdaki resimde birkaçını temsil ettim. Gerçekte, kaotik bir hareket gözlemlenecektir. Işınların temsili (yukarıda gösterildiği gibi) çok zor bir görev haline gelecektir çünkü protonlar sabit bir yol izlememektedir. Az önce size beklenmedik ama olası bir durum gösterdim.

Tüm bunlar bize akımın bir vektör miktarı olmadığını açıkça söylüyor.

Bahsetmek istediğim bir diğer nokta da akımın diğer vektör niceliklerinden farklı olarak bileşenlere ayrıştırılamayacağıdır. Belirli bir yönde akan akım, her zaman sonsuz bir süre boyunca tek başına akış yönü boyunca bir etkiye sahip olacaktır (elektrik veya manyetik alanlar gibi dış etkiler hariç).

Bağlamsal bir sorun olabileceğini düşünüyorum.

DC akımını bir devrede geçiriyorsanız, onu skaler olarak ele almak mantıklıdır çünkü kablolar boyunca akar ve siz genellikle devreyi, bileşenlerinin tel geometrisinin önemli olduğu şekillerde kayda değer şekilde etkileşime girmeyecek şekilde tasarlar ... veya daha ziyade, indüktörler gibi ayrı alt birimler olarak işlev görenleri ele alır.

Başka bir deyişle, Akımınız kablolar boyunca olduğu gibi tek bir boyuta gitmek için kısıtlanmışsa, o zaman skaler olarak ele alınması mantıklıdır, çünkü 1 $ boyutunda bir vektör bir skalerdir .

Ancak indüktörlerin durumunun gösterdiği gibi, uzayda akımın aktığı yön elektromanyetik olarak büyük fark yaratabilir. BMS'nin önerdiği gibi, daha temelde, ücretin korunumu bir süreklilik denklemi $$ \ frac {\ partial \ rho} {\ partly t} + \ nabla \ cdot \ mathbf {J} = 0 \ text {,} $$ $ \ rho $ ve $ \ mathbf {J} $ sırasıyla yük ve akım yoğunlukları olduğunda, Maxwell denklemlerinde de görünen miktarlardır.

İşte orijinali yapabilecek bazı bağlamlar net yayın. Akım taşıyan tel üzerindeki kuvvet ... $ \ vec {F} = I \ vec {L} \ times \ vec {B}, $ ... Başka bir örnek olarak, Biot-Savart yasası $ d \ vec'dir {B} = \ frac {\ mu_o} {4 \ pi} \ frac {Id \ vec {l} \ times \ hat {r}} {r ^ 2}, $ $ d \ vec {l} $ burada "şu anki" $ I $ ile aynı yönde.

Bunu açıkça $ L \ vec {I} \ times \ vec {B} $ ve $ dl (\ vec {I} \ times \ vec {r}) $ bir vektör akımı düşünmek istendiğinde. Bunu yapmamak için tek neden, ampermetrenizin size uzaydaki yönlülükten ziyade bir tel boyunca yönlülüğü (dolayısıyla $ \ pm $) söylemesi, yani tam tersi daha uygun olmasıdır.

Akım, vektör toplama ve ayrıştırma yasasını takip etmez ve dolayısıyla bir vektör miktarı değildir. Akım yoğunluğu bir vektör miktarıdır.

Bence daha temiz bir fikir, akımın bir işareti olduğunu, ancak bir yönü olmadığını göstermektir.

Özellikle akım, birim zamanda bir yüzeyi geçen yük miktarıdır. Bunun miktara eşit olduğu gösterilebilir:

$$ I = \ int d {\ vec A} \ cdot \ rho {\ vec v} $$

$ d {\ vec A} $ söz konusu yüzeyin yüzey elemanıdır, $ \ rho $ sıvının yük yoğunluğudur ve $ \ vec v $ akışkanın akış hızıdır. Bu açıkça skaler bir niceliktir ve şimdi neden pozitif ve negatif akımlara sahip olmanın mümkün olduğu açık olmalıdır - bu sadece yükün yüzeyden "sağa" veya "sola" akmasına bağlıdır.

Elektron akışı elektrik kuvvetinin ve akımının oluşumuna yol açtığı için akım kesinlikle bir vektör miktarıdır ve kuvvet bir vektör miktarıdır ve ikinci olarak birim zamanda akım ve elektron akışı olarak adlandırılan elektron akışı, kelimenin tam anlamıyla belirli bir yönde hareket etmek anlamına gelir.