Supakorn Kaewinta / EyeEm / Getty Images
For de fleste er elektrisitet en mystisk kraft som på en eller annen måte magisk vises når vi vender en lysbryter eller kobler til et apparat. Likevel, mens vitenskapen bak strømmen av elektrisitet er veldig kompleks, er det grunnleggende om elektrisk strøm, eller strøm, lett å forstå hvis du lærer noen sentrale begreper og funksjoner. Det hjelper også å sammenligne strømmen av strøm gjennom ledninger med strømmen av vann gjennom rør. Selv om analogien ikke er perfekt, er mange egenskaper ved elektrisk strømning i kretsledninger lik vannstrømmen i et rørleggeranlegg.
-
Flytte elektroner
Sharif Tarabay / Getty Images
Det vi kaller elektrisk strøm, oppstår på partikkelnivået blant atomene i et ledende materiale - i en husholdningskrets, dette kobberledningen. I hvert atom er det tre typer partikler: nøytroner, protoner (som har en positiv elektromagnetisk ladning) og elektroner (som har en negativ ladning). Den viktige partikkelen her er elektronet, siden det har den unike egenskapen å kunne skille seg fra atomet og bevege seg til et tilstøtende atom. Denne strømmen av elektroner er det som skaper elektrisk strøm - hoppet av negativt ladede elektroner fra atom til atom.
Hvordan generatorer fungerer
Hva sender elektronene i bevegelse? Fysikken er komplisert, men i hovedsak blir elektrisk strømning i kretsledninger muliggjort av en verktøygenerator (en turbin drevet av vind, vann, en atomreaktor eller brenning av fossilt brensel). I 1931 oppdaget Michael Faraday at elektriske ladninger ble opprettet når et materiale som leder strøm (metalltråd) ble flyttet innenfor et magnetfelt. Dette er det viktigste moderne generatorer fungerer: Turbinene - enten de er drevet av fallende vann eller damp skapt av kjernefysiske reaktorer - roterer enorme spiraler av metalltråd i gigantiske magneter, og får elektriske ladninger til å strømme.
Med dette enorme elektriske feltet med positive og negative ladninger etablert, hopper elektronene i ledningene i hele strømnettet i handling og begynner å flyte i tråkkfrekvens med det elektriske feltet. Når du blar i en lysbryter eller kobler til en lampe eller brødrister, tapper du faktisk på en stor bruksområde med strøm av elektroner som blir trukket og dyttet av verktøygeneratorer som kan være hundrevis av kilometer unna.
Noen ganger blir elektriske generatorer sammenlignet med vannpumper - de lager ikke strømmen (akkurat som en vannpumpe ikke skaper vann), men de gjør det mulig å strømme elektroner.
-
Nåværende = strøm av elecricity
Victor De Schwanberg / Science Photo Library / Getty Images
Begrepet strøm refererer til den enkle strømmen av elektroner i en krets eller et elektrisk system. Du kan også sammenligne elektrisk strøm med mengden eller volumet av vann som strømmer gjennom et vannrør. Elektrisk strøm måles i strømstyrke eller ampere.
AC vs. DC strøm
Elektrisk strøm eksisterer i to typer: vekselstrøm (AC) og likestrøm (DC). Teknisk flyter likestrøm bare i en retning, mens vekselstrøm reverserer retning. I daglige ordelag er vekselstrøm form av generator skapt strøm som betjener lys, apparater og stikkontakter i hjemmet ditt, mens DC er den formen for strøm levert av batterier. For eksempel er lommelyktene DC-systemer, mens hjemmekontaktene bruker et AC-system.
Mange fornybare energikilder som sol- og vindkraftgeneratorer, produserer likestrøm som blir konvertert til AC for bruk i hjemmet. Batteriets batteri er et likestrømssystem som brukes til å starte motoren, men når motoren er startet har bilens elektriske system en generator som begynner å skape vekselstrøm for å kjøre de forskjellige systemene.
-
Spenning = trykk
Marek Jagoda / EyeEm / Getty Images
Spenning, også kjent som elektromotorisk kraft , defineres ofte som trykket til elektronene i et system. Det kan sammenlignes med vanntrykket i et rør. Standardkretsene i hjemmet ditt har enten rundt 120 volt (den faktiske spenningen kan variere mellom 115 og 125 volt) eller 240 volt (faktisk område: 230 til 250 volt). De fleste lysarmaturer og stikkontakter mates av 120-volts kretser, mens tørketrommel, rekkevidde og andre store apparater vanligvis bruker 240-volts kretser.
-
Wattage = Flowhastighet
Tom Chance / Getty Images
Begrepet wattmengde refererer til hastigheten som elektrisk energi blir spredt eller forbrukt. Den totale mengden strøm som forbrukes av det elektriske systemet i hjemmet ditt, leses gjennom hjelpefirmaets elektriske meter. Det måles i kilowattimer eller 1000 wattimer, og det er slik du blir fakturert.
Hver elektrisk enhet, for eksempel en lysarmatur eller apparat, har en brukshastighet målt i watt. For eksempel bruker en 100-watts lyspære som brenner i 10 timer en kilowatt-time strøm.
Forsterkere, volt og watt eksisterer i et matematisk forhold til hverandre, uttrykt som følger: Watts = Volt x Amps
Hvis et apparat er vurdert til 120 volt og 10 ampere, vil det bruke opp til 1200 watt når det kjører: 120 volt x 10 ampere = 1200 watt.
-
Ohms = Motstand
Stanley K Patz / Getty Images
Ohms er målingen av motstand mot strømmen av elektron gjennom et ledende materiale. Jo høyere motstand, jo lavere strøm av elektroner. Denne motstanden fører til at en viss mengde varme genereres i kretsen. Årsaken til at en hårføner blåser for eksempel varm luft, er på grunn av motstand i den interne kablingen, som produserer varme. Og det er motstand i de ørsmå ledningene til en glødepære som får den til å varme opp og gløde av lys. Det er også motstand som kan overopphete en skjøteledning hvis den brukes på et apparat som trekker for mye strøm.
I kretsledninger kan for mye motstand overbelaste en krets og forårsake elektrisk brann. Fordi dårlige tilkoblinger forårsaket av ting som løse skrueklemmer og korrosjon sannsynligvis er skyldige, bør elektriske tilkoblinger sjekkes regelmessig for å sikre sikkerhet i et elektrisk system.
