Ce este curentul electric și cum funcționează

Energia electrică sau curentul electric este un concept important în domeniul științei, dar unul care este adesea înțeles greșit. Aflați exact ce este energia electrică și câteva reguli aplicate atunci când se utilizează în calcule:

Curentul electric, definiție

Curentul electric este o formă de energie rezultată din fluxul de încărcare electrică. Energia are abilitatea de a face o muncă sau de a aplica forța pentru a muta un obiect. În cazul energiei electrice, forța este o atracție sau o repulsie electrică între particulele încărcate.

Energia electrică poate fi fie energia potențială sau energia cinetică , dar este de obicei întâlnită ca energie potențială, care este stocată ca energie datorită pozițiilor relative ale particulelor încărcate sau ale câmpurilor electrice. Mișcarea particulelor încărcate printr-un fir sau alt mediu se numește curent sau energie electrică . Există și electricitate statică, care rezultă dintr-un dezechilibru sau separare a sarcinilor pozitive și negative. 

Electricitatea statică este o formă de energie potențială electrică. Dacă se acumulează suficientă încărcătură, energia electrică poate fi descărcată pentru a forma o scânteie, care are o energie cinetică electrică.

Prin convenție, direcția unui câmp electric este întotdeauna indicată de direcția în care o particulă pozitivă s-ar mișca dacă ar fi plasată în acest câmp. Acest lucru este important de reținut atunci când lucrăm cu energie electrică, deoarece cel mai comun purtător de curent este un electron, care se mișcă în direcția opusă în comparație cu un proton.

Cum funcționează curentul electric?

Omul de știință britanic Michael Faraday a descoperit o metodă de generare a energiei electrice încă din anii 1820. A mutat o buclă sau un disc de metal conductiv între polii unui magnet. Principiul de bază este că electronii din sârmă de cupru sunt liberi să se miște. Fiecare electron are o sarcină electrică negativă.

Mișcarea este guvernată de forțe atractive între electron și încărcăturile pozitive (cum ar fi protonii și ionii încărcați pozitiv) și forțele respingătoare între electron și încărcături similare (cum ar fi alți electroni și ioni încărcați negativ). Cu alte cuvinte, câmpul electric care înconjoară o particulă încărcată (un electron, în acest caz) exercită o forță asupra altor particule încărcate, determinând-o să se miște și, astfel, să lucreze. Forța trebuie aplicată pentru a deplasa două particule încărcate atrase una față de cealaltă.

Orice particule încărcate pot fi implicate în producerea energiei electrice, inclusiv electroni, protoni, nuclee atomice, cationi (ioni încărcați pozitiv) și anioni (ioni încărcați negativ), positroni (echivalentul antimateriei la electroni) și așa mai departe.

Exemple de energie electrică

Energia electrică utilizată pentru alimentarea domestică, cum ar fi curentul electric utilizat pentru aprinderea unui bec sau alimentarea unui calculator, este o energie care este transformată din energia potențială electrică. Această energie potențială este transformată într-un alt tip de energie (căldură, lumină, energie mecanică etc.). Pentru un utilitar de energie, mișcarea electronilor în sârmă produce potențialul electric și curent.

O baterie este o altă sursă de energie electrică. Sistemele biologice utilizează de asemenea energie electrică. De exemplu, ionii de hidrogen, electronii sau ionii metalici pot fi mai concentrați pe partea unei membrane decât în celelalte părți, stabilind un potențial electric care poate fi folosit pentru a transmite impulsurile nervoase.

Exemple specifice de energie electrică includ:

  • Curent alternativ (AC)
  • Curent direct (DC)
  • Fulger
  • Baterii
  • condensatori
  • Energia generată de anghilele electrice

Unități de energie electrică

Unitatea SI de diferență de potențial sau de tensiune este volt (V). Aceasta este diferența de potențial dintre două puncte de pe un conductor care transportă 1 amperi de curent cu puterea de 1 watt. Cu toate acestea, mai multe unități se găsesc în electricitate, inclusiv:

UnitateSimbolCantitate
VoltVDiferența potențială, tensiunea (V), forța electromotoare (E)
Amperi (amp)ACurent electric (I)
OhmΩRezistența (R)
WattWPuterea electrică (P)
faradFCapacitate (C)
HenryHInductanță (L)
CoulombCÎncărcarea electrică (Q)
JouleJEnergie (E)
KilowattorăkWhEnergie (E)
HertzHzFrecventa f)

Relația dintre electricitate și magnetism

curentul electric

Amintiți-vă întotdeauna, o particulă încărcată în mișcare, fie că este un proton, electron sau ion, generează un câmp magnetic. În mod similar, schimbarea unui câmp magnetic induce un curent electric într-un conductor (de exemplu un fir). Astfel, oamenii de știință care studiază electricitatea se referă de obicei la el ca electromagnetism, deoarece electricitatea și magnetismul sunt conectați unul la celălalt.

Puncte cheie

  • Electricitatea este definită ca fiind tipul de energie produsă de o încărcătură electrică în mișcare.
  • Electricitatea este întotdeauna asociată cu magnetismul.
  • Direcția curentului indică direcția în care se va mișca o încărcare pozitivă, dacă este plasată în câmp electric. Acest lucru este opus fluxului de electroni, cel mai frecvent transportator curent. 

Curentul electric este o descoperire senzațională, care a schimbat pentru totdeauna societatea și cultura modernă.

More Articles for You

Spacewar, primul joc de calculator din toate timpurile

„Dacă n-aș fi făcut-o, cineva ar fi făcut ceva la fel de interesant dacă nu chiar mai bine în următoarele …

Proiectul Manhattan și invenția bombei atomice

În timpul celui de-Al Doilea Război Mondial, fizicienii și inginerii americani au început o cursă împotriva Germaniei naziste pentru a …

Evoluția culorii părului

Imaginați-vă o lume cu numai bruneți în ea. Aceasta a fost lumea în care primii strămoși ai omului au început să …

5 concepte greșite despre Darwin

Charles Darwin  este considerat creierul din spatele  teoriei evoluției  și  selecției naturale . Dar unele convingeri comune despre acest om de știință sunt extrem de simplificate, …

Lilith, prima femeie care l-a abandonat pe Adam și care este cenzurată în Biblie

În unele texte Lilith este descrisă ca demon, în altele este o icoană a păgânismului. Lilith este una dintre cele mai …

Evoluția creierului uman. Cum s-a dezvoltat cel mai important organ de-a lungul timpului

Organele umane, la fel ca și creierul, s-au schimbat și au evoluat în de-a lungul timpului. Creierul uman nu face excepție de …