Ток, или электрический ток (electric current), — это физическая величина, характеризующая направленное движение электрических зарядов (заряженных частиц) в проводящей среде под действием электрического поля. В металлических проводниках (медных дорожках печатной платы) ток представляет собой движение свободных электронов. Количественно ток (I) определяется как количество заряда (Q), проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени (t):
I = Q / t
В Международной системе единиц (SI) ток измеряется в амперах (А). Постоянный ток (direct current, DC) имеет неизменное направление и величину, переменный ток (alternating current, AC) периодически изменяется по величине и направлению.
Значение в контексте печатных плат
В проектировании и производстве печатных плат расчёт и контроль тока имеют определяющее значение:
-
Расчёт сечения проводников (trace width calculation). Ток, протекающий по печатному проводнику, вызывает его нагрев из-за омических потерь (I²R). Во избежание перегрева и повреждения платы ширина проводника (conductor width) должна быть достаточной для безопасного пропускания требуемого тока с учётом допустимого роста температуры. Стандарт IPC-2152 (Standard for Determining Current-Carrying Capacity in Printed Board Design) предоставляет методики для таких расчётов.
-
Целостность цепи (circuit integrity). При электрических испытаниях платы измерение тока используется для проверки на наличие коротких замыканий (Short circuit, чрезмерный ток) или обрывов (open circuit, отсутствие тока).
-
Питание компонентов. Каждый активный компонент на плате требует для работы определённого тока, что учитывается при проектировании цепей питания (power distribution network, PDN).
Практические аспекты для производства
Для контрактного производителя косвенным подтверждением корректности платы является соответствие её потребляемого тока ожидаемым значениям при функциональном тесте. Знание основных законов, связывающих ток, напряжение и сопротивление (закон Ома), необходимо технологам для понимания принципов работы собираемых устройств и диагностики возможных неисправностей.
Источники: IPC-2152 (Standard for Determining Current-Carrying Capacity in Printed Board Design). Базовые определения и единицы измерения регламентированы международными (IEC 60050) и российскими стандартами, такими как ГОСТ Р 52002-2003 (Электротехника. Термины и определения основных понятий).