Energjia elektrike është një pjesë thelbësore e jetës sonë të përditshme, duke fuqizuar gjithçka, nga pajisjet e vogla si telefonat inteligjentë deri te sistemet e mëdha si rrjetet elektrike të qytetit. Kur flasim për elektricitetin aktual , ne i referohemi rrjedhës së ngarkesës elektrike përmes një përcjellësi, siç është një tel metalik, për shkak të një ndryshimi potencial ose tensionit në të. Kjo rrjedhë është ajo që fuqizon pajisjet tona elektrike.
Për të kuptuar elektricitetin aktual, fillojmë me njësinë bazë të ngarkesës, të quajtur elektron . Një rrymë elektrike ndodh kur elektronet lëvizin nëpër një material. Drejtimi i konsideruar në mënyrë konvencionale për rrjedhën e rrymës elektrike është i kundërt me drejtimin e lëvizjes së elektroneve, nga terminali pozitiv në atë negativ të një burimi energjie.
Sasia e ngarkesës elektrike që kalon nëpër një seksion të një përcjellësi në një kohë të caktuar njihet si rryma elektrike dhe matet në amper (A). Matematikisht, ai shprehet si:
\(I = \frac{Q}{t}\)ku \(I\) është rryma në amper, \(Q\) është ngarkesa në kulonë dhe \(t\) është koha në sekonda gjatë së cilës ngarkesa rrjedh.
Tensioni , ose ndryshimi i potencialit elektrik, është forca lëvizëse që shtyn ngarkesën elektrike përmes një përcjellësi. Ajo matet në volt (V) dhe mund të konsiderohet si presioni elektrik që shkakton lëvizjen e ngarkesave elektrike.
Rezistenca është kundërshtimi që një material i ofron rrjedhës së rrymës elektrike. Varet nga vetitë e materialit, si dhe nga gjatësia dhe zona e prerjes tërthore. Rezistenca matet në ohmë ( \(\Omega\) ). Marrëdhënia midis tensionit (V), rrymës (I) dhe rezistencës (R) jepet nga Ligji i Ohmit:
\(V = I \times R\)Ky ekuacion tregon se rryma që rrjedh përmes një përcjellësi midis dy pikave është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin në të dy pikat dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën ndërmjet tyre.
Në një qark të serisë , komponentët janë të lidhur nga skaji në skaj, kështu që ka vetëm një rrugë për rrjedhjen e rrymës. Nëse ndonjë pjesë e qarkut prishet, i gjithë qarku ndalon së punuari. Rezistenca totale e një qarku serik është shuma e rezistencave individuale:
\(R_{total} = R_1 + R_2 + R_3 + \ ... \)Në një qark paralel , komponentët janë të lidhur nëpër pika të përbashkëta ose kryqëzime, duke siguruar shtigje të shumta për rrjedhjen e rrymës. Tensioni në çdo komponent në një qark paralel është i njëjtë. Reciproku i rezistencës totale në një qark paralel është i barabartë me shumën e reciprokeve të secilës rezistencë:
\(\frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ ... \)Fuqia e një qarku elektrik është shpejtësia me të cilën energjia elektrike transferohet nga një qark elektrik. Njësia e fuqisë SI është vat (W). Fuqia mund të llogaritet duke përdorur formulën:
\(P = V \times I\)Kjo formulë tregon se fuqia (në vat) është produkt i tensionit (në volt) dhe rrymës (në amper).
Materialet që lejojnë rrjedhjen e lehtë të ngarkesës elektrike quhen përçues . Shumica e metaleve, si bakri dhe alumini, janë përçues të mirë dhe zakonisht përdoren në instalime elektrike. Nga ana tjetër, izoluesit janë materiale që nuk lejojnë ngarkesën elektrike të rrjedhë lirshëm. Shembujt përfshijnë gomën, qelqin dhe plastikën. Këto materiale përdoren për të veshur ose rrethuar përçuesit për të parandaluar rrjedhjen e padëshiruar të energjisë elektrike, duke siguruar siguri.
Një qark i thjeshtë elektrik mund të demonstrojë parimet e elektricitetit aktual. Konsideroni një qark të përbërë nga një bateri, një rezistencë dhe një llambë të lidhur të gjitha në seri. Kur qarku mbyllet, bateria krijon një tension që shtyn elektronet nëpër qark. Rezistenca kufizon rrjedhën e elektroneve, duke kontrolluar kështu rrymën. Llamba e dritës konverton energjinë elektrike në dritë, duke ilustruar përdorimin e energjisë elektrike.
Për të verifikuar eksperimentalisht Ligjin e Ohm-it, mund të vendosni një qark me një furnizim të ndryshueshëm të energjisë, një ampermetër për të matur rrymën dhe një voltmetër për të matur tensionin në një rezistencë. Duke ndryshuar tensionin dhe duke regjistruar rrymën përkatëse, zbulohet se voltazhi në të gjithë rezistencën është drejtpërdrejt proporcional me rrymën që rrjedh nëpër të, në përputhje me Ligjin e Ohm-it.
Energjia elektrike aktuale është një fushë e gjerë që përfshin shumë koncepte themelore, duke përfshirë rrymën elektrike, tensionin, rezistencën, qarqet dhe fuqinë elektrike. Kuptimi i këtyre koncepteve është thelbësor për të kuptuar se si funksionojnë pajisjet elektrike dhe për përdorimin e sigurt dhe efektiv të energjisë elektrike. Duke zbatuar parime të tilla si Ligji i Ohm-it dhe duke kuptuar sjelljen e qarqeve seri dhe paralele, mund të parashikohet dhe kontrollohet rrjedha e energjisë elektrike në një sërë mjedisesh.
