Hogyan működik az elektromosság?

Alapvető tulajdonságok

Az elektromos áram működését három fő tulajdonság határozza meg:feszültség, áram és ellenállás. Ezek a tulajdonságok együtt működnek egy áramkörön belül, lehetővé téve az elektromosság egyik helyről a másikra történő mozgását. A tudósok a feszültséget volt mértékegységben, az áramerősséget amperben és az ellenállást ohmban mérik. Ez a három mennyiség az Ohm törvényének nevezett egyszerű matematikai összefüggéshez vezet, ahol egy voltos feszültség egy ohmos ellenálláson egy amper áramot ad.

Elektronok mozgása

Az elektromosság folyamata akkor kezdődik, amikor a fényből, hőből vagy mágneses mezőből származó energia stimulálja az atom elektronjait, és mozgásba hozza azokat. Egyes atomok az atommag közelében tartják elektronjaikat, mások pedig nem. Azok az atomok, amelyek lazán tartják az elektronjukat, a legjobban vezetnek elektromos áramot.

Vezetők és szigetelők

Az olyan anyagokban, mint az ezüst, az arany, a réz és az alumínium, atomjai vannak lazán kötött elektronokkal, ezek az elemek mind fémek, és a legtöbb fém jó elektromos vezető. Az olyan anyagokat, mint az üveg, a levegő és a műanyag, szigetelőknek nevezzük; elektronfelépítésük akadályozza az elektromos áram áramlását.

Áram és feszültség

Ahhoz, hogy az elektromosság áramban folyhasson, valamilyen erőnek vagy nyomásnak kell lennie, amely az elektronokat végignyomja. Ezt az erőt elektromotoros erőnek vagy EMF-nek nevezik, amelyet feszültségnek is neveznek.

Egy elektromos áramkör részei

Egy áramkör viszi ezt az elektromos áramot. Ez egy elektromos forrásból, egy terhelésből és olyan vezetőkből áll, mint például vezetékek, amelyek a forrás és a terhelés között továbbítják az áramot. Az elektromos forrásra példa az akkumulátor. A terhelés szinte bármilyen elektronikus alkatrész lehet, az egyszerű izzótól az összetett eszközökig, például okostelefonokig.

Feszültség és áram

A forrás által kifejtett elektromotoros erő nagysága határozza meg, hogy mekkora feszültség megy át az áramkörön. Ezzel szemben az áram azon elektronok mennyisége, amelyek adott idő alatt az áramkör egy pontján áthaladnak.

Ellenállás

Az elektromos kirakós játék utolsó darabja az elektromos árammal szemben működő ellenálláshoz kapcsolódik. Például, ha két nagy átmérőjű vezetéket használna az áramkörben, több áram folyik, mintha két vékony vezetéket használna. A vastagabb vezetékeknek kisebb az ellenállása és nagyobb áramot engednek meg. Hasonló a csövön átfolyó vízhez:egy nagy cső több vizet szállít, mint egy keskeny.

Villamos energia és áram

Az elektromosság energiát hordoz, és az elektromos teljesítményt wattban számíthatja ki úgy, hogy megszorozza a voltokat amperrel. Az áram az elektromos forrásból a terheléshez és vissza; a terhelés az elektromos energiát hasznos feladat elvégzésére használja, például konyhai lámpa meggyújtására vagy villanymotor működtetésére egy hibrid autóban.