Come funziona l'elettricità?

Ci sono tre proprietà principali che fanno funzionare l'elettricità: tensione, corrente e resistenza. Queste proprietà lavorano insieme all'interno di un circuito, consentendo all'elettricità di spostarsi da un luogo all'altro. Gli scienziati misurano la tensione in unità chiamate volt, la corrente in ampere e la resistenza in ohm. Queste tre quantità portano a una semplice relazione matematica chiamata legge di Ohm, dove una tensione di un volt attraverso una resistenza di un ohm fornisce una corrente di un amp.

Il processo dell'elettricità inizia quando l'energia proveniente dalla luce, dal calore o dai campi magnetici stimola gli elettroni di un atomo, facendoli muovere. Alcuni atomi tengono i loro elettroni vicino al nucleo e altri no. Gli atomi con una presa debole sui loro elettroni sono i migliori nel condurre una corrente elettrica.

Materiali come argento, oro, rame e alluminio hanno atomi con elettroni poco legati, questi elementi sono tutti metalli e la maggior parte dei metalli sono buoni conduttori di elettricità. Materiali come vetro, aria e plastica sono chiamati isolanti; la loro composizione elettronica ostruisce il flusso di una corrente elettrica.

Affinché l'elettricità possa fluire in una corrente, deve esserci una sorta di forza o pressione che spinge gli elettroni. Questa forza è chiamata forza elettromotrice o EMF, che è anche chiamata tensione.

Un circuito trasporta questa corrente elettrica. È composto da una sorgente elettrica, un carico e conduttori come i fili che trasportano la corrente tra la sorgente e il carico. Un esempio di una fonte elettrica è una batteria. Il carico potrebbe essere quasi qualsiasi tipo di componente elettronico, da una semplice lampadina a dispositivi complessi come gli smartphone.

La quantità di forza elettromotrice applicata dalla sorgente determina la quantità di tensione che attraversa il circuito. Al contrario, la corrente è la quantità di elettroni che fluiscono oltre un punto nel circuito in un determinato periodo di tempo.

L'ultimo pezzo del puzzle elettrico ha a che fare con il tipo di resistenza che lavora contro la corrente elettrica. Ad esempio, se dovessi usare due fili di grosso calibro nel tuo circuito, scorrerebbe più corrente che se dovessi usare due fili sottili. I fili più spessi hanno meno resistenza e consentono una maggiore corrente. È simile all'acqua che scorre attraverso un tubo: un tubo grande può trasportare più acqua di uno stretto.

L'elettricità trasporta energia e puoi calcolare la potenza elettrica in watt moltiplicando i volt per gli ampere. La corrente scorre dalla sorgente elettrica al carico e viceversa; il carico utilizza l'energia elettrica per svolgere un'attività utile, come accendere una lampada da cucina o far funzionare un motore elettrico in un'auto ibrida.