Elektrický proud je průtok (pohyb) elektrického náboje. Jednotkou elektrických proudů SI je ampér (A), který se rovná průtoku jednoho coulombu náboje za sekundu.
Množství elektrického proudu (měřeno v ampérech) přes nějaký povrch, např. průřez měděným vodičem, je definováno jako množství elektrického náboje (měřeno v coulombech), které v čase protéká tímto povrchem. Pokud Q je množství náboje, které prošlo povrchem v čase T, pak průměrný proud I je:
Zmenšením doby měření T na nulu získáme okamžitý proud i(t) jako:
V pevném vodivém kovu je velká populace elektronů pohyblivými nebo „volnými“ elektrony. Tyto elektrony jsou vázány na kovovou mřížku, ale ne na žádný jednotlivý atom. I bez aplikovaného vnějšího elektrického pole se tyto elektrony pohybují přibližně náhodně vlivem tepelné energie, ale v průměru je uvnitř kovu nulový čistý proud. Vzhledem k imaginární rovině, kterou drát prochází, je počet elektronů pohybujících se z jedné strany na druhou v libovolném časovém úseku přesně roven počtu procházejících v opačném směru.
Typickým kovovým drátem pro elektrické vedení je měděný drát.
Proudové I v ampérech lze vypočítat podle následující rovnice:
Hustota proudu je míra hustoty elektrického proudu. Je definována jako vektor, jehož velikost je elektrický proud na plochu průřezu. V jednotkách SI se hustota proudu měří v ampérech na metr čtvereční.
Rychlost driftu elektrických nábojů
Mobilní nabité částice ve vodiči se neustále pohybují náhodnými směry. Aby mohl existovat čistý tok náboje, musí se částice pohybovat společně s průměrnou rychlostí driftu. Elektrony jsou nosiči náboje v kovech a sledují nepravidelnou dráhu, odrážejí se od atomu k atomu, ale obecně se pohybují ve směru elektrického pole. Rychlost, kterou se pohybují, lze vypočítat z rovnice:
Elektrické proudy v pevné hmotě jsou typicky velmi pomalé proudy. Například v měděném drátu o průřezu 0,5 mm², nesoucím proud 5 A, se rychlost proudění elektronů pohybuje v řádu milimetrů za sekundu. Abychom uvedli jiný příklad, v blízkém vakuu uvnitř katodové trubice se elektrony pohybují v téměř rovných čarách („balisticky“) rychlostí asi desetiny rychlosti světla.
Povahu těchto tří rychlostí lze objasnit analogicky se třemi podobnými rychlostmi spojenými s plyny. Nízká driftová rychlost nosičů náboje je analogická pohybům vzduchu; větru. Velká rychlost signálu je zhruba analogická rychlému šíření zvukových vln, zatímco velký náhodný pohyb nábojů je analogický teplu; vysoké tepelné rychlosti náhodně vibrujících částic plynu.
Ohmův zákon předpovídá, že proud v (ideálním) rezistoru (nebo jiném ohmickém zařízení) bude aplikován napětím děleným odporem:
Schéma vybíjecího galvanického článku: Elektrický proud je veden elektrony vně článku (elektrický proud jde opačným směrem než elektrony) a je veden kladně nabitými kationty uvnitř článku (elektrický proud jde stejným způsobem jako anionty)
Konvenční proud byl definován již v rané historii elektrovědy jako tok kladného náboje. V pevných kovech, podobně jako u drátů, jsou kladné náboje nepohyblivé a pouze záporně nabité elektrony proudí ve směru opačném konvenčnímu proudu, ale to není případ většiny nekovových vodičů. V jiných materiálech proudí nabité částice oběma směry současně. Elektrické proudy v elektrolytech jsou toky elektricky nabitých atomů (iontů), které existují v kladné i záporné variantě. Například elektrochemický článek může být zkonstruován se slanou vodou (roztok chloridu sodného) na jedné straně membrány a čistou vodou na druhé. Membrána nechává projít kladné ionty sodíku, ale ne záporné ionty chloridu, takže výsledkem je čistý proud. Elektrické proudy v plazmě jsou toky elektronů stejně jako kladných a záporných iontů. V ledu a v některých pevných elektrolytech tvoří proudový proud proudící protony. Pro zjednodušení této situace stále platí původní definice konvenčního proudu.
Existují také případy, kdy jsou elektrony nábojem, který se pohybuje, ale kdy má větší smysl považovat proud za pohyb pozitivních „děr“ (míst, která by měla mít elektron, aby vodič byl neutrální). To je případ polovodičů typu p.
Podle Ampèrova zákona vytváří elektrický proud magnetické pole.
Každý elektrický proud vytváří magnetické pole. Magnetické pole může být vizualizováno jako obrazec kruhových siločar obklopujících drát.
Elektrický proud může být měřen přímo galvanometrem, ale tato metoda zahrnuje přerušení obvodu, což je někdy nepohodlné. Proud může být také měřen bez přerušení obvodu detekcí magnetického pole, které vytváří. Mezi zařízení používaná k tomuto účelu patří Hallovy efektové senzory, proudové svorky, proudové transformátory a Rogowského cívky.
Při studiu elektrických obvodů je možné, že skutečný směr proudu v určitém obvodovém prvku není na začátku znám. Proto každé proudové proměnné libovolně přiřadíme referenční směr. Po vyřešení proudových hodnot mohou některé z nich zobrazovat záporné hodnoty. Proto u záporných proudových proměnných proudí skutečný proud opačným směrem, než byl původně zvolen referenční směr.
Elektrické oblouky, které se mohou vyskytovat u zdrojů libovolného napětí (například typický obloukový svařovací stroj má napětí mezi elektrodami jen několik desítek voltů), jsou velmi horké a vyzařují ultrafialové (UV) a infračervené záření (IR). Blízkost elektrického oblouku proto může způsobit vážné tepelné popáleniny a UV záření poškozuje nechráněné oči a kůži.
Náhodné elektrické topení může být také nebezpečné. Přetížený napájecí kabel je častou příčinou požáru. Baterie tak malá, jako je AA článek umístěný v kapse s kovovými mincemi, může vést ke zkratu při ohřevu baterie a mincí, který může způsobit popáleniny. NiCad, NiMh články a lithiové baterie jsou obzvláště rizikové, protože mohou dodávat velmi vysoký proud díky své nízké vnitřní odolnosti.