電気はどのように機能しますか？

電気を機能させる主な特性は、電圧、電流、抵抗の3つです。 これらの特性は回路内で連携して機能し、電気が場所から場所へと移動できるようにします。 科学者は、電圧をボルト、電流をアンペア、抵抗をオームと呼ばれる単位で測定します。 これらの3つの量は、オームの法則と呼ばれる単純な数学的関係につながります。オームの法則では、1オームの抵抗の両端に1ボルトの電圧があり、1アンペアの電流が流れます。

電気のプロセスは、光、熱、または磁場からのエネルギーが原子の電子を刺激して移動させるときに始まります。 一部の原子は電子を原子核の近くに保持し、一部は保持しません。 電子を緩く保持している原子は、電流を流すのに最適です。

銀、金、銅、アルミニウムなどの材料には、電子が緩く結合した原子があり、これらの元素はすべて金属であり、ほとんどの金属は優れた電気伝導体です。 ガラス、空気、プラスチックなどの材料は絶縁体と呼ばれます。 それらの電子構成は電流の流れを妨げます。

電気が電流に流れるためには、電子を押し進める何らかの力または圧力が必要です。 この力は起電力またはEMFと呼ばれ、電圧とも呼ばれます。

回路はこの電流を運びます。 これは、電源、負荷、および電源と負荷の間で電流を運ぶワイヤなどの導体で構成されています。 電源の例はバッテリーです。 負荷は、単純な電球からスマートフォンなどの複雑なデバイスまで、ほぼすべての種類の電子部品である可能性があります。

ソースによって加えられる起電力の量は、回路を通過する電圧の量を決定します。 対照的に、電流は、特定の時間内に回路内のあるポイントを通過して流れる電子の量です。

電気のパズルの最後のピースは、電流に対して作用している種類の抵抗と関係があります。 たとえば、回路で2本の太いワイヤを使用する場合、2本の細いワイヤを使用する場合よりも多くの電流が流れます。 太いワイヤーは抵抗が少なく、より大きな電流が流れます。 これは、パイプを流れる水に似ています。大きなパイプは、細いパイプよりも多くの水を運ぶことができます。

電気は電力を運びます。ボルトにアンペアを掛けることで、電力をワットで計算できます。 電流は電源から負荷に流れ、再び戻ります。 負荷は電力を使用して、キッチンランプの点灯やハイブリッド車の電気モーターの運転などの便利なタスクを実行します。