Supakorn Kaewinta / EyeEm / Getty Images
För de flesta är elektricitet en mystisk kraft som på något sätt magiskt visas när vi vänder en ljusströmbrytare eller ansluter en apparat. Även om vetenskapen bakom flödet av elektricitet är mycket komplex, är grunderna för elektriskt flöde eller ström lätt att förstå om du lär dig några viktiga termer och funktioner. Det hjälper också att jämföra flödet av elektricitet genom ledningar med flödet av vatten genom rör. Även om analogin inte är perfekt, är många egenskaper hos elektriskt flöde i kretsledningar liknar flödet av vatten i ett VVS-system.
-
Flytta elektroner
Sharif Tarabay / Getty Images
Det vi kallar elektrisk ström inträffar på partikelnivån mellan atomerna i ett ledande material - i en hushållskrets, detta kopparledningarna. I varje atom finns det tre typer av partiklar: neutroner, protoner (som har en positiv elektromagnetisk laddning) och elektroner (som har en negativ laddning). Den viktiga partikeln här är elektronen, eftersom den har den unika egenskapen att kunna skilja sig från sin atom och flytta till en angränsande atom. Detta elektronflöde är det som skapar elektrisk ström - hoppet av negativt laddade elektroner från atom till atom.
Hur generatorer fungerar
Vad skickar elektronerna i rörelse? Fysiken är komplicerad, men i själva verket möjliggörs elektriskt flöde i kretsledningar av en verktygsgenerator (en turbin som drivs av vind, vatten, en atomreaktor eller brinnande fossila bränslen). 1931 upptäckte Michael Faraday att elektriska laddningar skapades när ett material som leder elektricitet (metalltråd) flyttas inom ett magnetfält. Detta är den viktigaste som moderna generatorer arbetar med: Turbinerna - oavsett om de drivs av fallande vatten eller ånga som skapas av kärnreaktorer - roterar enorma spolar av metalltråd inuti jätte magneter och därmed får elektriska laddningar att flyta.
Med det här enorma elektriska fältet med positiva och negativa laddningar etablerade hoppar elektronerna i ledningarna i hela elnätet i aktion och börjar strömma i kadens med det elektriska fältet. När du vänder en ljusströmbrytare eller ansluter en lampa eller brödrost, knackar du faktiskt på ett stort verktygsbrett flöde av elektroner som dras och skjuts av verktygsgeneratorer som kan vara hundratals mil bort.
Elektriska generatorer liknas ibland med vattenpumpar - de skapar inte elektricitet (precis som en vattenpump inte skapar vatten), men de möjliggör flöden av elektroner.
-
Ström = flöde av elecricity
Victor De Schwanberg / Science Photo Library / Getty Images
Termen ström avser det enkla flödet av elektroner i en krets eller ett elektriskt system. Du kan också jämföra elektrisk ström med mängden eller volymen vatten som strömmar genom ett vattenrör. Elektrisk ström mäts i strömstyrka eller ampere.
AC vs. DC Ström
Elektrisk ström finns i två typer: växelström (AC) och likström (DC). Tekniskt flyter likström endast i en riktning, medan växelströmmen vänder mot riktningen. I vardagsförhållanden är växelströmsform av generator skapad el som driver ljus, apparater och uttag i ditt hem, medan DC är den form av ström som tillhandahålls av batterier. Till exempel är dina ficklampor likströmssystem medan ditt hems uttag använder ett AC-system.
Många förnybara energikällor, till exempel sol- och vindgeneratorer, producerar likström som konverteras till växelström för användning i hemmet. En bilbatteri är ett likströmssystem som används för att starta motorn, men när motorn startats har bilens elektriska system en växelströmsgenerator som börjar skapa växelström för att köra de olika systemen.
-
Spänning = tryck
Marek Jagoda / EyeEm / Getty Images
Spänning, även känd som elektromotorisk kraft , definieras ofta som trycket för elektronerna i ett system. Det kan jämföras med vattentrycket i ett rör. Standardkretsarna i ditt hem har antingen cirka 120 volt (den faktiska spänningen kan variera mellan 115 och 125 volt) eller 240 volt (verkligt intervall: 230 till 250 volt). De flesta ljusarmaturer och uttag matas med 120-volts kretsar, medan torktumlare, intervall och andra stora apparater vanligtvis använder 240-volts kretsar.
-
Wattage = Flödeshastighet
Tom Chance / Getty Images
Termen wattage avser den hastighet med vilken elektrisk energi sprids eller förbrukas. Den totala mängden energi som förbrukas av det elektriska systemet i ditt hem läses igenom elföretagets elmätare. Det mäts i kilowattimmar eller 1 000 wattimmar, och det är hur du faktureras.
Varje elektrisk enhet, till exempel en lampa eller apparat, har en användningshastighet uppmätt i watt. Till exempel använder en 100-watts glödlampa som bränner i 10 timmar en kilowatt-timme el.
Förstärkare, volt och watt finns i ett matematiskt förhållande till varandra, uttryckt enligt följande: Watts = volt x ampere
Om en apparat är klassad till 120 volt och 10 ampere, kommer den att använda upp till 1 200 watt när den är igång: 120 volt x 10 ampere = 1 200 watt.
-
Ohms = Motstånd
Stanley K Patz / Getty Images
Ohms är mätningen av motståndet mot elektronflödet genom ett ledande material. Ju högre motstånd, desto lägre elektronflöde. Detta motstånd gör att en viss mängd värme genereras i kretsen. Anledningen till att en hårtork till exempel blåser varm luft beror på motstånd i den interna ledningen, som producerar värme. Och det är motstånd i de små trådarna på en glödlampa som får den att värmas upp och glöda med ljus. Det är också motstånd som kan överhettas en förlängningssladd om den används på en apparat som drar för mycket ström.
Vid kretsledningar kan för mycket motstånd överbelasta en krets och orsaka elektrisk brand. Eftersom dåliga anslutningar orsakade av saker som lösa skruvplintar och korrosion sannolikt är skyldiga bör elektriska anslutningar kontrolleras regelbundet för att säkerställa säkerhet i ett elektriskt system.
