Da bismo razumjeli osnove elektriciteta, korisno je prvo razumjeti atome.
Atomi su male čestice koje čine svu tvar. Unutar atoma nalaze se još manji objekti koji se nazivaju elektroni, protoni i neutroni. Elektroni imaju negativan naboj (-), a protoni pozitivni (+). Protoni i neutroni se drže zajedno u središtu atoma, zvanom jezgra. Elektroni se brzo vrte oko vanjske strane. Pozitivni naboj protona sprječava elektrone da odlete i napuste atom. U nekim elementima na vanjskoj strani atoma postoje elektroni koji se, kada se primijeni sila, mogu olabaviti i premjestiti na drugi atom. Kada je gomila atoma zajedno i elektroni se kreću od jednog atoma do drugog u istom smjeru, to se naziva elektricitet. Elektricitet je "tok" elektrona. Zamislite što se događa kada protrljate balon o kosu ili obrišite cipele o tepih na suhom danu, a zatim dodirnete kvaku.
Ohmov zakon je temeljni zakon u području električne energije. Otkrio ga je George Ohm i dobio ime po njemu. Ohmov zakon daje odnos između struje, napona i otpora. Kaže da je napon na bilo kojem otporu jednak struji puta otporu.
V = I × R
Također možete pronaći struju i otpor iz Ohmovog zakona
I = V/R i R = V/I
Neki povezani pojmovi
Električnu energiju možemo proizvesti stvaranjem električne struje koja se sastoji od:
1. Izvor napajanja – može biti baterija ili zidna utičnica.
2. Provodnik – žice koje prenose struju s mjesta na mjesto.
3. Opterećenje – što struja napaja, poput žarulje, klima uređaja.
4. Prekidač – povezuje strujni krug zajedno kako bi pokrenuo struju.
Napon je električni tlak, koji tjera električne naboje (elektrone) da se kreću u električnom krugu. Mjeri se u voltima, skraćeno V. To je mjerenje rada potrebnog za pomicanje od jedinice između dvije točke.
Električna struja je broj elektrona koji prolaze kroz točku u krugu. Mjeri se u amperima, koji se ponekad nazivaju "amperima". Označava se slovom "I".
Otpor, kao što ime govori, pruža otpor električnoj struji. Uvijek pokušava zaustaviti protok struje. Svaki materijal na svijetu ima otpornost na električnu struju. Mjeri se u Ohmima.
Neki materijali imaju vrlo mali otpor; nazivaju se kondukterima; dok drugi materijali imaju vrlo visoku otpornost i nazivaju se izolatorima. Koristimo vodiče u krugu kako bi električna struja lako prolazila.
Otpornost ovisi o strukturi materijala:
Postoje dvije vrste struje koje teče u strujnom krugu – jedna se zove DC (Direct Current), a druga je AC (Izmjenična struja).
DC – istosmjerna struja
Istosmjerna struja je tok elektrona u jednom smjeru. Iako se veličina struje može smanjiti ili povećati, uvijek će teći u jednom smjeru u krugu. Baterije i punjači proizvode DC.
AC – izmjenična struja
Izmjenična struja ne teče u jednom smjeru u krugu. Umjesto toga, stalno mijenja svoj polaritet (smjer). Brzina promjene polariteta naziva se frekvencijom izmjenične struje. Svi koristimo izmjeničnu struju u našim domovima s frekvencijom od 50 do 60 Herca. Punjači često pretvaraju izmjeničnu struju u istosmjernu za punjenje baterije vašeg prijenosnog računala i pametnog telefona.
Kada elektricitet miruje, naziva se statički elektricitet. Odnosi se na električne naboje koji se grade na površini materijala ili tvari. Ti takozvani statički naboji ostaju sve dok se ne uzemljuju ili isprazne.
Statički elektricitet nastaje trenjem ili iznenadnim kontaktom – na primjer, trljanjem dva materijala jedan o drugi. Obično su atomi 'nenabijeni'. One se smatraju neutralnim tvarima, ali mogu izgubiti ili dobiti elektrone trenjem.
Postupak trljanja može uzrokovati da atomi određenih tvari izgube svoje elektrone. Ovaj gubitak elektrona učinit će da tvar ili materijal postane pozitivno nabijen. Višak protona uzrokovao je da tvar ima pozitivan naboj. Obrnuto, tvar koja dobiva elektrone kaže se da je negativno nabijena.
S druge strane, struja struje je fenomen pomicanja elektrona u određenom putu ili smjeru, kao što je njihova struja koja teče kroz vodljive materijale. Trenutna električna energija može doći iz različitih izvora. Najčešće korišteni izvor struje su baterije. Ove baterije se oslanjaju na kemijske reakcije unutar njih kako bi proizvele električnu energiju.
Trenutnu električnu energiju, u ogromnim količinama, obično donose generatori. Elektrane imaju mnogo njih za proizvodnju ogromnih količina struje. Fenomen je obično kontroliran i zahtijeva protok elektrona duž putanje, što se prikladno naziva 'električna struja'.
