Come funziona l'elettricità?
Proprietà di base
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, corrente in ampere e resistenza in ohm. Queste tre quantità portano a una semplice relazione matematica chiamata legge di Ohm, in cui una tensione di un volt su una resistenza di un ohm fornisce una corrente di un ampere.
Movimento degli elettroni
Il processo di elettricità inizia quando l'energia della luce, del calore o dei 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 libera sui loro elettroni sono i migliori nel condurre una corrente elettrica.
Conduttori e isolatori
Materiali come argento, oro, rame e alluminio hanno atomi con elettroni legati in modo lasco, 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.
Corrente e tensione
Affinché l'elettricità fluisca in una corrente, deve esserci una sorta di forza o pressione che spinge gli elettroni lungo. Questa forza è chiamata forza elettromotrice o EMF, che è anche chiamata tensione.
Parti di un circuito elettrico
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 fonte elettrica è una batteria. Il carico potrebbe essere qualsiasi tipo di componente elettronico, da una semplice lampadina a dispositivi complessi come gli smartphone.
Tensione e corrente
La quantità di forza elettromotrice applicata dalla sorgente determina quanta tensione passa attraverso il circuito. Al contrario, la corrente è la quantità di elettroni che fluiscono oltre un punto del circuito in un determinato periodo di tempo.
Resistenza
L'ultimo pezzo del puzzle dell'elettricità ha a che fare con il tipo di resistenza che funziona contro la corrente elettrica. Ad esempio, se dovessi utilizzare due fili di grosso calibro nel tuo circuito, fluirebbe più corrente rispetto a quando dovessi utilizzare 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.
Elettricità ed elettricità
L'elettricità trasporta energia e puoi calcolare la potenza elettrica in watt moltiplicando i volt per 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.