Elektrivoolu tugevus

Elektrivoolu tugevus ehk voolutugevus (tähis I) on füüsikaline suurus, mis kirjeldab ajaühikus elektrijuhi ristlõiget läbinud elektrilaengu Q hulka.

Voolutugevuse mõõtühik SI-süsteemis on amper (tähis A). Voolutugevust mõõdetakse ampermeetriga, kusjuures ampermeeter ühendatakse vooluringi jadamisi.

Voolutugevuse arvutamine

Konstantse voolutugevuse puhul võib kasutada valemit

$I={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}$,

kus $\Delta Q$ on aja $\Delta t$ jooksul juhti läbinud laeng. Voolutugevuse muutudes, annab viimane valem keskmise voolutugevuse.

Üldiselt on voolutugevus leitav ajalise tuletise abil:

$I={\frac {dQ}{dt}}$.

Voolutihedus

Laengute liikumist saab iseloomustada ka elektrivoolu tiheduse kaudu, mis iseloomustab laengu liikumist ajaühikus läbi ühikulise pinna. Elektrivoolu tihedus ja elektrivoolu tugevus läbi pinna S on seotud järgmiselt:

$I={\vec {S}}\cdot {\vec {j}}=Sj\cos(\alpha ),$

kus

${\vec {S}}$ on pinna normaali suunaline ühikvektor, mille moodul on võrdne pindalaga S,

${\vec {j}}$ on voolutiheduse vektorvälja voog mooduliga j ja

$\alpha \,$ on voolu suuna ja pinna normaali vaheline nurk.

Ohmi seadus

Ohmi seaduse järgi on voolutugevus (ideaalsel) takistil võrdeline takistile rakendatud pingega. Vastavat võrdetegurit nimetatakse takistuseks. Ohmi seadust saab väljendada järgmise valemi abil:

$U=IR\,,$

kus U on takistile rakendatud pinge, I on voolutugevus ja R on takisti takistus.

Näited voolutugevusest:

Elektrivoolu tugevus juhtmes on 1 A, kui sekundis läbib seda juhet laeng, mis võrdub umbes 6,3×10¹⁸ elementaarlaenguga.

televiisori või raadio antennis normaalset vastuvõttu võimaldav vool	0,001 mA
kineskoobis elektronkahuri "toodang"	0,1 mA
valgusdiood vaatamiseks	5-20 mA
põhjustab lihaste kokkutõmbumist, krampi	0,015 A
taskulambis	~ 0,2 A
toavalgustus 110 W 220 V pirniga	0,5 A
elektripliit 660 W	3 A
keevitamisel	30...300 A
auto starter käivitamisel	100...300 A
elektriveduri käitamine	> 300 A
välk	~ 100 000 A

Surmav voolutugevus

Inimesele surmava elektrilöögi tekkeks peab voolutugevus inimese kehas ületama väärtuse, mis on umbes 0,05 A. See on väga individuaalne, oleneb millised kehaosasid ja kuidas elektrivool läbib ja sõltub ka inimese südame seisukorrast ning naha takistusest. Surm võib saabuda südame seiskumise tõttu või lihaste krambi tagajärjel lämbumise tõttu. Selline voolutugevus tekib inimese kehas ainult kõrgemate pingete puhul, mistõttu madalpingeallikad pingega kuni 50 V on reeglina ohutud. Kuid on kirjeldatud juhtumit, kus surm saabus 4,5 V patarei klemmide keelega katsumise järgselt.

On kirjeldatud nn. tähelepanu efekti - kui elektrik teadlikult tegeleb elektritöödega, on ta võimeline taluma tunduvalt kõrgemaid voolupingeid kui tavaliselt.

Hobused on elektri suhtes inimesest palju tundlikumad ning hobuse võib tappa juba 4,5 V patareiga.

Vaata ka

• Elektrivool