Електричната енергија е основен дел од нашиот секојдневен живот, кој напојува сè, од мали уреди како паметни телефони до големи системи како градски електрични мрежи. Кога зборуваме за струја , се однесуваме на протокот на електричен полнеж низ проводник, како што е метална жица, поради потенцијална разлика или напон низ него. Овој тек е она што ги напојува нашите електрични уреди.
За да ја разбереме струјата на струја, започнуваме со основната единица на полнење, наречена електрон . Електрична струја се јавува кога електроните се движат низ материјалот. Насоката што конвенционално се смета за проток на електрична струја е спротивна на насоката на движење на електроните, од позитивниот до негативниот терминал на изворот на енергија.
Количината на електричен полнеж што минува низ дел од проводникот во дадено време е позната како електрична струја и се мери во ампери (А). Математички, тоа се изразува како:
\(I = \frac{Q}{t}\)каде \(I\) е струјата во ампери, \(Q\) е полнење во кулони и \(t\) е времето во секунди во кое тече полнежот.
Напонот , или електричната потенцијална разлика, е движечка сила што го турка електричното полнење низ проводникот. Се мери во волти (V) и може да се смета како електричен притисок што предизвикува движење на електричните полнежи.
Отпорот е спротивставување што материјалот го нуди на протокот на електрична струја. Тоа зависи од својствата на материјалот, како и неговата должина и површината на пресекот. Отпорот се мери во оми ( \(\Omega\) ). Односот помеѓу напонот (V), струјата (I) и отпорот (R) е даден со Омовиот закон:
\(V = I \times R\)Оваа равенка покажува дека струјата што тече низ проводникот помеѓу две точки е директно пропорционална на напонот низ двете точки и обратно пропорционална на отпорот меѓу нив.
Во сериско коло , компонентите се поврзани од крај до крај, така што има само една патека за проток на струја. Ако некој дел од колото е прекинат, целото коло престанува да работи. Вкупниот отпор на сериското коло е збир на поединечни отпори:
\(R_{total} = R_1 + R_2 + R_3 + \ ... \)Во паралелно коло , компонентите се поврзани преку заеднички точки или крстосници, обезбедувајќи повеќе патеки за проток на струја. Напонот на секоја компонента во паралелно коло е ист. Реципроцитетот на вкупниот отпор во паралелно коло е еднаков на збирот на реципроците на секој отпор:
\(\frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ ... \)Моќноста на електричното коло е брзината со која електричната енергија се пренесува преку електрично коло. Единицата за моќност SI е вати (W). Моќта може да се пресмета со формулата:
\(P = V \times I\)Оваа формула покажува дека моќноста (во вати) е производ на напонот (во волти) и струјата (во ампери).
Материјалите кои овозможуваат лесен проток на електричен полнеж се нарекуваат спроводници . Повеќето метали, како што се бакар и алуминиум, се добри проводници и најчесто се користат во електрични жици. Од друга страна, изолаторите се материјали кои не дозволуваат електричното полнење да тече слободно. Примерите вклучуваат гума, стакло и пластика. Овие материјали се користат за обложување или опкружувачки проводници за да се спречи несаканиот проток на електрична енергија, обезбедувајќи безбедност.
Едноставно електрично коло може да ги демонстрира принципите на тековната електрична енергија. Размислете за коло што се состои од батерија, отпорник и сијалица, сите поврзани во серија. Кога колото е затворено, батеријата создава напон кој ги турка електроните низ колото. Отпорникот го ограничува протокот на електрони, а со тоа ја контролира струјата. Сијалицата ја претвора електричната енергија во светлина, што ја илустрира употребата на електрична енергија.
За експериментално да се потврди законот на Ом, може да се постави коло со променливо напојување, амперметар за мерење на струјата и волтметар за мерење на напон на отпорник. Со менување на напонот и снимање на соодветната струја, се открива дека напонот преку отпорникот е директно пропорционален на струјата што тече низ него, во согласност со законот на Ом.
Тековната електрична енергија е огромно поле кое опфаќа многу основни концепти, вклучувајќи електрична струја, напон, отпор, кола и електрична енергија. Разбирањето на овие концепти е од суштинско значење за разбирање како функционираат електричните уреди и за безбедно и ефективно користење на електричната енергија. Со примена на принципи како Омовиот закон и разбирање на однесувањето на сериските и паралелните кола, може да се предвиди и контролира протокот на електрична енергија во различни поставки.
