Kā darbojas elektrība?

Ir trīs galvenās īpašības, kas liek elektrībai darboties: spriegums, strāva un pretestība. Šīs īpašības darbojas kopā ķēdē, ļaujot elektrībai pārvietoties no vienas vietas uz otru. Zinātnieki mēra spriegumu vienībās, ko sauc par voltiem, strāvu ampēros un pretestību omos. Šie trīs lielumi noved pie vienkāršas matemātiskas sakarības, ko sauc par Ohma likumu, kur viena volta spriegums pāri viena oma pretestībai nodrošina viena ampēra strāvu.

Elektrības process sākas, kad gaismas, siltuma vai magnētiskā lauka enerģija stimulē atoma elektronus, liekot tiem kustēties. Daži atomi tur savus elektronus tuvu kodolam, bet daži ne. Atomi, kas brīvi notur elektronus, vislabāk vada elektrisko strāvu.

Tādos materiālos kā sudrabs, zelts, varš un alumīnijs satur atomi ar brīvi saistītiem elektroniem, visi šie elementi ir metāli, un lielākā daļa metālu ir labi elektrības vadītāji. Materiālus, piemēram, stiklu, gaisu un plastmasu, sauc par izolatoriem; to elektronu sastāvs kavē elektriskās strāvas plūsmu.

Lai elektrība plūst strāvā, ir jābūt kādam spēkam vai spiedienam, kas virza elektronus līdzi. Šo spēku sauc par elektromotora spēku vai EMF, ko sauc arī par spriegumu.

Šo elektrisko strāvu nes ķēde. Tas sastāv no elektriskā avota, slodzes un vadītājiem, piemēram, vadiem, kas vada strāvu starp avotu un slodzi. Elektrības avota piemērs ir akumulators. Slodze var būt gandrīz jebkura veida elektroniska sastāvdaļa, sākot no vienkāršas spuldzes līdz sarežģītām ierīcēm, piemēram, viedtālruņiem.

Avota pielietotā elektromotora spēka daudzums nosaka, cik liels spriegums iet caur ķēdi. Turpretim strāva ir elektronu daudzums, kas noteiktā laika posmā plūst garām ķēdes punktam.

Pēdējais elektrības mīklas gabals ir saistīts ar pretestības veidu, kas darbojas pret elektrisko strāvu. Piemēram, ja savā ķēdē izmantotu divus biezus vadus, plūstu vairāk strāvas nekā tad, ja izmantotu divus plānus vadus. Biezākiem vadiem ir mazāka pretestība un tie nodrošina lielāku strāvu. Tas ir līdzīgi ūdenim, kas plūst pa cauruli: liela caurule var pārvadāt vairāk ūdens nekā šaura.

Elektrība nodrošina jaudu, un jūs varat aprēķināt elektrisko jaudu vatos, reizinot voltus ar ampēriem. Strāva plūst no elektrības avota uz slodzi un atpakaļ; slodze izmanto elektrisko jaudu, lai veiktu kādu noderīgu uzdevumu, piemēram, iedegtu virtuves lampu vai darbinātu elektromotoru hibrīdauto.