Section B.4 Electric Current

289

FIGURE B.2  Lines of force produced by a positive and a negative charge separated by a distance d.

net field due to two charges separated by a distance d. To determine this fieldwe must compute the direction and size of the net force on a positive chargeat all points in space. This is done by adding vectorially the force lines dueto each charge. The force field due to a positive and negative charge of equalmagnitude separated by a distance d from each other is shown in Fig. B.2.

Here the lines of force are curved. This is, of course, the direction of the netforce on a positive charge in the region surrounding the two fixed charges.

The field shown in Fig. B.2 is called a dipole field, and it is similar to the fieldproduced by a bar magnet.

B.3

Potential Difference or Voltage

The product of the electric field and the distance over which the field extendsis an important parameter which is called potential difference or voltage. Thevoltage (V ) between two points is a measure of energy transfer as the chargemoves between the two points. Potential difference is measured in volts. Ifthere is a potential difference between two points, a force is exerted on a chargeplaced in the region between these points. If the charge is positive, the forcetends to move it away from the positive point and toward the negative point.

B.4 Electric Current

An electric current is produced by a motion of charges. The magnitude of thecurrent depends on the amount of charge flowing past a given point in a givenperiod of time. Current is measured in amperes (A). One ampere is 1 coulomb(C) of charge flowing past a point in 1 second (sec).









290

Appendix B Review of Electricity

B.5

Electric Circuits resistivity, and it is analogous to friction in mechanical motion. Capacitance measures the ability of the material to store electriccharges. Inductance measures the opposition in the material to changes incurrent flow. All materials exhibit to some extent all three of these properties; often, however, one of these properties is predominant. It is possible tomanufacture components with specific values of resistance, capacitance, orinductance. These are called, respectively, resistors, capacitors, and inductors.

The schematic symbols for these three electrical components are shown in Fig. B.3. Electrical components can be connected together to form an electriccircuit. Currents can be controlled by the appropriate choice of componentsand interconnections in the circuit. An example of an electric circuit is shownin Fig. B.4. Various techniques have been developed to analyze such circuitsand to calculate voltages and currents at all the points in the circuit.

B.5.1 Resistor R)is measured in units of ohm (). The relation between current (I ) and FIGURE B.3  Circuit components.

FIGURE B.4  Example of an electric circuit.