Um die Grundlagen der Elektrizität zu verstehen, ist es hilfreich, zuerst Atome zu verstehen.
Atome sind kleine Teilchen, aus denen alle Materie besteht. Im Inneren des Atoms befinden sich noch kleinere Objekte, die Elektronen, Protonen und Neutronen genannt werden. Elektronen haben eine negative Ladung (-) und Protonen haben eine positive Ladung (+). Die Protonen und Neutronen haften im Zentrum des Atoms, dem so genannten Kern, zusammen. Die Elektronen drehen sich schnell um die Außenseite. Die positive Ladung der Protonen verhindert, dass die Elektronen abfliegen und das Atom verlassen. Bei einigen Elementen befinden sich Elektronen an der Außenseite des Atoms, die sich lösen und zu einem anderen Atom bewegen können, wenn eine Kraft ausgeübt wird. Wenn ein Bündel von Atomen zusammen ist und sich Elektronen in derselben Richtung von einem Atom zum anderen bewegen, spricht man von Elektrizität. Elektrizität ist der „Fluss“ von Elektronen. Denken Sie daran, was passiert, wenn Sie an einem trockenen Tag einen Luftballon gegen Ihr Haar reiben oder mit Ihren Schuhen auf dem Teppich scheuern und dann einen Türknauf berühren.
Das Ohmsche Gesetz ist ein grundlegendes Gesetz auf dem Gebiet der Elektrizität. Es wurde von George Ohm entdeckt und nach ihm benannt. Das Ohmsche Gesetz liefert die Beziehung zwischen Strom, Spannung und Widerstand. Es besagt, dass die Spannung über jedem Widerstand gleich dem Strom mal dem Widerstand ist.
V = I × R
Sie können auch den Strom und den Widerstand aus dem Ohmschen Gesetz finden
I = V/R und R = V/I
Einige verwandte Begriffe
Wir können Strom erzeugen, indem wir einen elektrischen Strom erzeugen, der besteht aus:
1. Stromquelle – kann eine Batterie oder eine Steckdose sein.
2. Leiter – Die Drähte, die den Strom von Ort zu Ort transportieren.
3. Last – was der Strom antreibt, wie die Glühbirne, die Klimaanlage.
4. Schalter – verbindet den Stromkreis miteinander, um den Stromfluss zu starten.
Spannung ist ein elektrischer Druck, der die elektrischen Ladungen (Elektronen) dazu zwingt, sich in einem Stromkreis zu bewegen. Sie wird in Volt gemessen, abgekürzt als V. Es ist die Messung der Arbeit, die erforderlich ist, um sich von einer Einheit zwischen zwei Punkten zu bewegen.
Elektrischer Strom ist die Anzahl der Elektronen, die durch einen Punkt in einem Stromkreis fließen. Sie wird in Ampere gemessen, manchmal auch „Ampere“ genannt. Es wird mit dem Buchstaben „I“ bezeichnet.
Widerstand, wie der Name schon sagt, bietet Widerstand gegen den elektrischen Strom. Es versucht immer, den Stromfluss zu stoppen. Jedes Material auf der ganzen Welt hat Widerstand gegen elektrischen Strom. Es wird in Ohm gemessen.
Einige Materialien haben einen sehr geringen Widerstand; sie werden Dirigenten genannt; während andere Materialien einen sehr hohen Widerstand haben und Isolatoren genannt werden. Wir verwenden die Leiter im Stromkreis, damit elektrischer Strom leicht fließen kann.
Der Widerstand hängt von der Struktur des Materials ab:
Es gibt zwei Arten von Strom, die in einem Stromkreis fließen – eine heißt DC (Gleichstrom) und die andere ist AC (Wechselstrom).
DC – Gleichstrom
Gleichstrom ist der Fluss von Elektronen in einer Richtung. Obwohl die Größe des Stroms abnehmen oder zunehmen kann, fließt er in einem Stromkreis immer in eine Richtung. Batterien und Ladegeräte erzeugen Gleichstrom.
AC – Wechselstrom
Der Wechselstrom fließt in einem Stromkreis nicht in eine Richtung. Stattdessen ändert es ständig seine Polarität (Richtung). Die Rate der Polaritätsänderung wird als Wechselstromfrequenz bezeichnet. Wir alle verwenden in unseren Haushalten Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 bis 60 Hertz. Wechselstrom wird häufig von den Ladegeräten in Gleichstrom umgewandelt, um den Akku Ihres Laptops und Smartphones aufzuladen.
Wenn Elektrizität ruht, spricht man von statischer Elektrizität. Es bezieht sich auf die elektrischen Ladungen, die sich auf der Oberfläche von Materialien oder Substanzen aufbauen. Diese sogenannten statischen Aufladungen bleiben bestehen, bis sie geerdet oder entladen werden.
Statische Elektrizität wird durch Reibung oder plötzlichen Kontakt erzeugt – zum Beispiel durch Reiben zweier Materialien aneinander. Normalerweise sind Atome „ungeladen“. Diese gelten als neutrale Substanzen, können aber durch Reibung Elektronen abgeben oder aufnehmen.
Durch den Reibvorgang können die Atome bestimmter Substanzen ihre Elektronen verlieren. Dieser Elektronenverlust führt dazu, dass die Substanz oder das Material positiv geladen wird. Die überschüssigen Protonen bewirkten, dass die Substanz eine positive Ladung aufwies. Umgekehrt soll die Substanz, die die Elektronen aufnimmt, negativ geladen sein.
Stromelektrizität hingegen ist ein Phänomen, bei dem sich Elektronen auf einem bestimmten Weg oder in einer bestimmten Richtung bewegen, wie z. B. ein Strom von ihnen, der durch leitende Materialien fließt. Strom kann aus verschiedenen Quellen stammen. Die am häufigsten verwendete Stromquelle sind Batterien. Diese Batterien verlassen sich auf die chemischen Reaktionen in ihnen, um Strom zu erzeugen.
Strom wird in großen Mengen normalerweise von Generatoren erzeugt. Kraftwerke haben viele davon, um enorme Mengen an Strom zu erzeugen. Das Phänomen ist normalerweise kontrolliert und erfordert einen Elektronenfluss entlang eines Pfades, der passenderweise als „elektrischer Strom“ bezeichnet wird.
