Określenie elektrokinetyka może oznaczać albo wszystkie zjawiska i prawa odnoszące się do ładunków elektrycznych w ruchu, albo ich badanie, a dokładniej poruszanie się energii elektrycznej w mediach materialnych , w szczególności w obwodach elektrycznych . Elektrokinetyka jest przeciwieństwem elektrostatyki , zbioru lub badania zjawisk i praw związanych z ładunkami stacjonarnymi.
Elektrokinetyka jest częścią elektryczności badającą obwody elektryczne w ramach aproksymacji reżimów quasi-stacjonarnych . Jest to niezbędna dyscyplina dla elektroniki i elektrotechniki .
Elektrokinetyka obejmuje badania:
Przybliżenie reżimów quasi-stacjonarnych polega na uznaniu elektryczności za doskonały i nieściśliwy płyn. W konsekwencji natężenie prądu wpływającego na koniec przewodnika jest dokładnie takie samo, jak natężenie prądu wychodzącego na drugim końcu.
Sprowadza się to do rozważenia, że w każdym elemencie objętości obwodu elektrycznego gęstość zgromadzonego ładunku jest stała w czasie:
W tym celu konieczne jest, aby iloczyn wymiaru obwodu przez częstotliwość rozpatrywanych natężeń był znacznie mniejszy niż prędkość światła w materiale ( 299 792 458 m / sw próżni, trochę mniej w materii ) z których składa się obwód. Na przykład dla częstotliwości rzędu 1 MHz wymiar obwodu musi być znacznie mniejszy niż 300 m .
W elektrostatyczne analizuje mocne wywierane na koszty stałe. Określa napięcie U (wyrażone w woltach ) i pole elektryczne (w woltach na metr ).
Kiedy te ładunki są wolne, będą migrować pod wpływem tej siły, tworząc prąd elektryczny ; przepływ ładunku jest wyrażany przez wektor gęstości prądu (w amperach na metr kwadratowy ) lub w obwodzie przez natężenie I (w amperach ).
Tymi ładunkami mobilnymi mogą być:
Ten prąd może być:
W 2012 roku większość prądów wytwarzanych w społeczeństwach przemysłowych stanowiły prądy przemienne. Te wytwarzane z ogniwa lub baterii są prądami stałymi.
W najprostszym przypadku natężenie prądu jest proporcjonalne do napięcia ( prawo Ohma ); stała proporcjonalności umożliwia określenie rezystywności materiału, a dla obiektu jego rezystancji (w omach ). Możemy zatem zbadać pewną liczbę prostych złożeń, na przykład:
Jednak interweniują inne zjawiska, w szczególności:
Nagromadzenie ładunku i samoindukcja doprowadziły do zbadania obwodów RLC , ze szczególnym uwzględnieniem pojęcia filtra prądu przemiennego. Tworzenie pary elektron / dziura elektronowa, efekt termionowy i efekt tunelowy odgrywają istotną rolę w elementach elektronicznych .