Podstawy prądu elektrycznego
Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. W przewodnikach są to elektrony swobodne, a w elektrolitach i gazach - jony. Warto zauważyć, że umowny kierunek przepływu prądu jest przeciwny do ruchu elektronów.
Definicja: Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych w przewodnikach, elektrolitach i gazach.
Aby prąd mógł płynąć, muszą być spełnione dwa warunki:
- Obwód musi być zamknięty.
- Musi istnieć źródło napięcia (np. baterie, akumulatory, generatory).
Highlight: Napięcie elektryczne jest kluczowe dla przepływu prądu - to różnica potencjałów między końcami przewodnika.
Napięcie i natężenie prądu to dwie fundamentalne wielkości w elektrotechnice:
- Napięcie [U] mierzy się w woltach (V) za pomocą woltomierza, który przyłącza się równolegle do badanego elementu obwodu.
- Natężenie [I] mierzy się w amperach (A) za pomocą amperomierza, który włącza się szeregowo w obwód.
Vocabulary: Woltomierz - przyrząd do pomiaru napięcia, przyłączany równolegle.
Vocabulary: Amperomierz - przyrząd do pomiaru natężenia prądu, włączany szeregowo.
Prawo Ohma stanowi, że natężenie prądu jest wprost proporcjonalne do napięcia między końcami przewodnika. Wprowadza ono pojęcie oporu elektrycznego [R], mierzonego w omach (Ω).
Definition: Opór elektryczny to stały iloraz napięcia U między końcami przewodnika i natężenia prądu I w nim płynącego.
Prawo Kirchhoffa mówi, że suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń wypływających z węzła.
W obwodach elektrycznych rozróżniamy połączenia szeregowe i równoległe, które mają różne właściwości:
- W połączeniu szeregowym: I₁=I₂=I₃, U₁+U₂=U, R=R₁+R₂
- W połączeniu równoległym: I₁=I₂+I₃, U=U₁=U₂, 1/R = 1/R₁ + 1/R₂
Example: W połączeniu szeregowym natężenie prądu jest takie samo we wszystkich elementach, ale napięcia się sumują.
