Prąd elektryczny
Prąd elektryczny to przepływ ładunków elektrycznych. Równanie prądu jest:
I = Δ Q Δ t {\i1} {\i1}Delta Q Δ t {\i1}
gdzie
I {\i1}jest prąd płynący.{\i0}
Δ Q {\i1}Delta Q{\i0}jest zmiana ładunku elektrycznego
Δ t {\i1}Delta t{\i0} to zmiana w czasie
Jednostką SI prądu elektrycznego jest amperomierz (A). Jest on równy jednemu ładunkowi w jednej sekundzie. Prąd można znaleźć w przewodach, akumulatorach i piorunach.
Źródło prądu
W materiałach przewodzących, niektóre elektrony są bardzo luźno związane z atomami materiału. Kiedy duże ilości tych atomów łączą się ze sobą, powstaje swego rodzaju chmura elektronów, która "unosi się" w pobliżu atomów materiału. Jeśli zbadamy przekrój poprzeczny kawałka materiału przewodzącego, elektrony będą się przez niego bardzo szybko przemieszczać. Ruch ten jest spowodowany temperaturą, a elektrony płynące w jednym kierunku mają tendencję do dorównywania elektronom płynącym z drugiego kierunku, więc to nie to powoduje przepływ prądu. Elektrony przepływają od jednego atomu do drugiego, proces ten został porównany do przepływu wiader wody od jednej osoby do drugiej w brygadzie kubełkowej.
Gdy na przewód nałożymy pole elektryczne, elektrony reagują niemal natychmiastowo, dryfując lekko w przeciwnym kierunku niż pole. Otrzymują one energię z pola, która jest bardzo szybko tracona, gdy wpadają na inne elektrony w materiale. Tak długo jednak jak pole istnieje, elektrony odzyskają tę utraconą energię i proces ten będzie trwał dalej. Ten "wstrząs", który elektrony otrzymują od pola elektrycznego, jest źródłem prądu, a nie całkowitego przepływu samych elektronów. Z tej dyskusji widzimy dwie rzeczy, że prąd nie jest prądem:
- Nie jest to rzeczywisty "przepływ" elektronów w potocznym znaczeniu tego słowa: Jeśli zbadamy prędkość nadaną elektronom przez pole, to zazwyczaj jest ona bardzo mała, rzędu milimetrów na sekundę. Pół godziny zajęłoby elektronom przekroczenie 10-metrowego (3 m) pomieszczenia z tą prędkością. Ponieważ żarówka zapala się prawie natychmiast po uderzeniu w wyłącznik, musi być coś jeszcze w pracy.
- Nie jest to również "efekt domina", chociaż ta analogia jest bliższa niż przepływ. Ponieważ elektrony są tak malutkie, nawet gdy poruszają się bardzo szybko, nie są one napędzane wielką siłą.
Prąd w obwodach
Gdy w obwodzie przewodowym płynie prąd, przyspiesza on, gdy nie ma w nim rezystancji. Oporniki służą do zwiększenia rezystancji w obwodzie, więc spowalniają prąd. Zależność pomiędzy opornością, prądem i napięciem (inna część obwodu) jest pokazana przez prawo Ohma.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest prąd elektryczny?
O: Prąd elektryczny to przepływ ładunków elektrycznych.
P: Jakie jest równanie prądu?
A: Równanie prądu to I = ΔQ/Δt, gdzie I to płynący prąd, ΔQ to zmiana ładunku elektrycznego, a Δt to zmiana czasu.
P: Jakiej jednostki miary używa się w przypadku prądu elektrycznego?
O: W prądzie elektrycznym stosuje się jednostkę SI - amper (A), która jest równa jednemu kulombowi ładunku na sekundę.
P: Gdzie można znaleźć przykłady prądów elektrycznych?
O: Przykłady prądów elektrycznych można znaleźć w przewodach, bateriach i piorunach.
P: Co oznacza "I" w równaniu na prąd?
O: W równaniu na prąd, "I" oznacza ilość przepływającego prądu.
P: Co oznacza "ΔQ" w równaniu na prąd?
A: W równaniu na prąd, "ΔQ" oznacza zmianę ładunku elektrycznego.