Щоб зрозуміти основи електрики, корисно спочатку зрозуміти атоми.
Атоми — це маленькі частинки, з яких складається вся речовина. Всередині атома є ще менші об’єкти, які називаються електронами, протонами та нейтронами. Електрони мають негативний заряд (-), а протони — позитивний (+). Протони і нейтрони злипаються в центрі атома, який називається ядром. Електрони швидко обертаються ззовні. Позитивний заряд протонів не дає електронам відлітати та залишати атом. У деяких елементів на зовнішній стороні атома є електрони, які під час дії сили можуть роз’єднатися й перейти до іншого атома. Коли група атомів разом і електрони рухаються від одного атома до іншого в одному напрямку, це називається електрикою. Електрика – це «потік» електронів. Подумайте, що трапиться, коли ви потрете повітряну кульку об своє волосся або потерте взуття об килим у сухий день, а потім торкнетеся дверної ручки.
Закон Ома — основний закон в галузі електрики. Він був відкритий Джорджем Омом і названий на його честь. Закон Ома визначає залежність між струмом, напругою та опором. Він говорить, що напруга на будь-якому опорі дорівнює струму, помноженому на опір.
V = I × R
Ви також можете знайти струм і опір за законом Ома
I = V/R і R = V/I
Деякі споріднені терміни
Ми можемо виробляти електрику, створюючи електричний струм, який складається з:
1. Джерело живлення – це може бути акумулятор або розетка.
2. Провідник – дроти, які переносять електрику з місця на місце.
3. Навантаження – що живить електрика, наприклад, лампочка, кондиціонер.
4. Перемикач - він з'єднує ланцюг разом, щоб почати потік електрики.
Напруга - це електричний тиск, який змушує електричні заряди (електрони) рухатися в електричному ланцюзі. Він вимірюється у вольтах, скорочено В. Це вимірювання роботи, необхідної для переміщення від одиниці між двома точками.
Електричний струм — це кількість електронів, що протікають через точку кола. Він вимірюється в амперах, які іноді називають «амперами». Позначається літерою «І».
Опір, як випливає з назви, забезпечує опір електричному струму. Він завжди намагається зупинити протікання струму. Кожен матеріал у світі має опір електричному струму. Вимірюється в Омах.
Деякі матеріали мають дуже малий опір; їх називають кондукторами; тоді як інші матеріали мають дуже високий опір і називаються ізоляторами. Ми використовуємо провідники в колі для легкого проходження електричного струму.
Стійкість залежить від структури матеріалу:
У ланцюзі протікає два види струму: один називається постійним (постійним), а інший — змінним (змінним).
DC – постійний струм
Постійний струм — це потік електронів в одному напрямку. Незважаючи на те, що величина струму може зменшуватися або збільшуватися, він завжди буде текти в одному напрямку в ланцюзі. Акумулятори та зарядні пристрої виробляють постійний струм.
AC – змінний струм
Змінний струм не тече в одному напрямку в колі. Натомість він постійно змінює свою полярність (напрямок). Швидкість зміни полярності називається частотою змінного струму. Ми всі використовуємо вдома змінний струм із частотою від 50 до 60 герц. Змінний струм часто перетворюється на постійний струм за допомогою зарядних пристроїв, щоб зарядити акумулятор ноутбука та смартфона.
Коли електрика перебуває в спокої, це називається статичною електрикою. Це відноситься до електричних зарядів, які утворюються на поверхні матеріалів або речовин. Ці так звані статичні заряди зберігаються, доки вони не будуть заземлені або розряджені.
Статична електрика утворюється через тертя або раптовий контакт, наприклад, тертя двох матеріалів один об одного. Зазвичай атоми «незаряджені». Вони вважаються нейтральними речовинами, але вони можуть втрачати або отримувати електрони через тертя.
Процедура тертя може спричинити втрату атомами певних речовин своїх електронів. Ця втрата електронів змусить речовину або матеріал отримати позитивний заряд. Надлишок протонів викликав позитивний заряд речовини. І навпаки, речовина, яка отримує електрони, називається негативно зарядженою.
Поточна електрика, з іншого боку, — це явище руху електронів певним шляхом або напрямком, наприклад, їх потік, що протікає через провідні матеріали. Поточна електроенергія може надходити з різних джерел. Найпоширенішим джерелом струму є акумулятори. Ці батареї покладаються на хімічні реакції всередині них для виробництва електроенергії.
Поточна електроенергія у величезних кількостях зазвичай виробляється генераторами. Електростанції мають багато з них, щоб виробляти величезну кількість поточної електроенергії. Це явище зазвичай контролюється, і вимагає потоку електронів уздовж шляху, який доречно називається «електричним струмом».
