Ηλεκτρικό ρεύμα

Ο ηλεκτρισμός είναι μέρος της ζωής όλων των σύγχρονων ανθρώπων. Το χρησιμοποιούμε καθημερινά για πολλές διαφορετικές εφαρμογές. Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ο ρυθμός ροής των ηλεκτρονίων σε έναν αγωγό. Γνωρίζουμε ότι τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια στην υποατομική διαμόρφωση του ατόμου. Αυτά τα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε κίνηση ανά πάσα στιγμή και δεν είναι μονής κατεύθυνσης. Μόλις εφαρμοστεί τάση, τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να κινούνται προς μία κατεύθυνση και το ηλεκτρικό ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω του αγωγού.

Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος 

Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι αντίθετη από την κατεύθυνση της κίνησης των ηλεκτρονίων. Συμβατικά, το ρεύμα ρέει από τον θετικό στον αρνητικό πόλο μιας μπαταρίας  και υποδεικνύει μια θετική ροή φόρτισης. Η ροή των ηλεκτρονίων συμβαίνει από το αρνητικό στο θετικό τερματικό καθώς αυτά είναι τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια που απωθούνται από το αρνητικό τερματικό.

Τι είναι η μονάδα ηλεκτρικού ρεύματος;

Το μέγεθος του ηλεκτρικού ρεύματος μετριέται σε κουλόμπ ανά δευτερόλεπτο.

Η μονάδα ηλεκτρικού ρεύματος είναι το Ampere στο SI, το οποίο αντιπροσωπεύεται ως "A".

Ένα Αμπέρ ηλεκτρικού ρεύματος σημαίνει διέλευση ενός κουλόμπ φορτίου στην επιφάνεια σε ένα δευτερόλεπτο. Επιπλέον, υπάρχουν διαφορετικοί πολλαπλασιαστές όπως microamp (0,000001A), milliamp (0,001A), κ.λπ. Το αμπερόμετρο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ηλεκτρικού ρεύματος.

Χαρακτηριστικά ηλεκτρικού ρεύματος

• Γενικά, το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει προς την κατεύθυνση προς την οποία κινείται το θετικό φορτίο. Ως εκ τούτου, κατευθύνεται προς το αρνητικό τερματικό και μακριά από το θετικό τερματικό.
• Το ηλεκτρικό ρεύμα μετριέται σε Amperes.
• Υπάρχουν δύο τύποι ηλεκτρικού ρεύματος, δηλαδή, εναλλασσόμενο ρεύμα και συνεχές ρεύμα. Ενώ το AC μπορεί να ρέει και προς τις δύο κατευθύνσεις, το DC ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση.
• Όταν τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από το ένα σημείο στο άλλο, το έργο που πραγματοποιείται ονομάζεται ηλεκτρική ενέργεια.
• Μια ηλεκτρική συσκευή μέτρησης που ονομάζεται αμπερόμετρο υπολογίζει το ηλεκτρικό ρεύμα.

Επιδράσεις ηλεκτρικού ρεύματος

• Μαγνητικά εφέ: Το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να σχηματίσει μια μαγνητική δύναμη που ονομάζεται μαγνητικό φαινόμενο. Όταν περνάτε ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από έναν αγωγό, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο γύρω του. Αυτό το μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται έτσι σε διάφορες ηλεκτρικές εφαρμογές.

• Εφέ θέρμανσης: Με τη διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσω ενός αγωγού, θα μπορείτε να παράγετε θερμότητα. Αυτό το φαινόμενο αναπαρίσταται ως H =I2RT, όπου T είναι ο χρόνος, R είναι η αντίσταση και I είναι η ποσότητα του ρεύματος. Έτσι, εάν περάσετε μια μικρή ποσότητα ρεύματος, η θερμότητα που παράγεται θα είναι μικρή. Ομοίως, η διέλευση μεγάλης ποσότητας ρεύματος μέσω του αγωγού αυξάνει τη θερμοκρασία του.

• Χημικές επιδράσεις: Το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να διασπάσει τα συστατικά των διαλυμάτων στην ιοντική τους κατάσταση. Μπορείτε περαιτέρω να παρατηρήσετε ότι το χρώμα αυτών των διαλυμάτων αλλάζει, με μεταλλικές εναποθέσεις στα ηλεκτρόδια. Θα δείτε επίσης παραγωγή αερίου ή σχηματισμό φυσαλίδων κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας διάλυσης.

Προϋποθέσεις για ροή ηλεκτρικού ρεύματος

Το ηλεκτρικό ρεύμα δεν μπορεί να διαρρέει κάθε τύπο κυκλώματος. Για να περάσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από ένα κύκλωμα, πρέπει να τηρηθούν ορισμένες προδιαγραφές.

Πρώτον, θα πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον μία πηγή EMF ή τάσης που καθορίζει την κατεύθυνση των ηλεκτρονίων. Επίσης, το κύκλωμα πρέπει να κλείσει με διακόπτη για να περάσει ηλεκτρικό ρεύμα από το κύκλωμα.

Ηλεκτροκινητική Δύναμη

Τα ηλεκτρόνια κινούνται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση λόγω της δύναμης που ασκεί πάνω τους. Αυτή η δύναμη ονομάζεται ηλεκτροκινητική δύναμη ή EMF. Η ποσότητα του EMF δίνεται σε τάση και μπορεί να μετρηθεί σε βολτ. Χωρίς κάποια συγκεκριμένη κατεύθυνση, τα ηλεκτρόνια θα κινούνται τυχαία με χαοτικό τρόπο. Το EMF παρέχει κατεύθυνση και ευθυγραμμίζει αυτά τα ηλεκτρόνια σε κάποιο βαθμό. Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε έναν αγωγό οφείλεται αποκλειστικά στο EMF που δρα στα ηλεκτρόνια.

Συμπέρασμα

Ως εκ τούτου, είναι εύκολο να κατανοήσουμε τα βασικά του ηλεκτρικού ρεύματος. Είναι απλώς ο ρυθμός κίνησης των ηλεκτρονίων στον αγωγό. Η μονάδα SI ηλεκτρικού ρεύματος σε Amperes. Οποιοδήποτε κύκλωμα με πηγή ενέργειας και κλειστό αγώγιμο βρόχο μπορεί να περάσει το ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό μπορεί εύκολα να οπτικοποιηθεί χρησιμοποιώντας την αναλογική μέθοδο σωλήνων νερού. Η συμβατική ροή του ηλεκτρικού ρεύματος είναι αντίθετη από τη ροή των ηλεκτρονίων. Έχει θερμαντικά, μαγνητικά και χημικά αποτελέσματα.