Prąd elektryczny: główne cechy i warunki jego istnienia

Prąd elektryczny jest czymś, bez czego ludzkie życie jest nie do pomyślenia.

Dziś trudno jest wyobrazić sobie życie bez takiego zjawiska jak elektryczność, a jednak ludzkość nauczyła się, jak używać go do własnych celów nie tak dawno temu. Badanie istoty i właściwości tego szczególnego rodzaju materii trwało kilka stuleci, jednak obecnie nie można z pewnością stwierdzić, że wiemy o tym absolutnie wszystko.

Pojęcie i istota prądu elektrycznego

Prąd elektryczny, jak dobrze wiadomo ze szkolnego kursu fizyki, jest niczym innym jak uporządkowanym ruchem wszelkich naładowanych cząstek. Oba ujemnie naładowane elektrony i jony mogą działać jako drugie. Uważa się, że ten rodzaj materii może występować tylko w tak zwanych przewodnikach, ale jest to dalekie od przypadku. Chodzi o to, że kiedy jakiekolwiek ciała dotykają, zawsze pojawia się pewna ilość przeciwnie naładowanych cząstek, które mogą zacząć się poruszać. W dielektrykach swobodny ruch tych samych elektronów jest bardzo trudny i wymaga ogromnych wysiłków zewnętrznych, dlatego mówią oni, że nie przewodzą prądu elektrycznego.

Warunki istnienia prądu w obwodzie

Naukowcy już dawno zauważyli, że to fizyczne zjawisko nie może wystąpić i być trzymane samodzielnie przez długi czas. Warunki istnienia prądu elektrycznego obejmują kilka kluczowych punktów. Po pierwsze, zjawisko to jest niemożliwe bez obecności wolnych elektronów i jonów, które pełnią rolę przekaźników ładunków. Po drugie, aby te elementarne cząstki zaczęły poruszać się w uporządkowany sposób, konieczne jest utworzenie pola, którego główną cechą jest potencjalna różnica między dowolnymi punktami elektryka. Wreszcie, po trzecie, prąd elektryczny nie może istnieć przez długi czas tylko pod wpływem sił Coulomba, ponieważ stopniowo potencjały się wyrównują. Dlatego potrzebne są pewne komponenty, które są konwerterami różnych rodzajów energii mechanicznej i cieplnej. Nazywa się je źródłami prądu.

Pytanie o obecne źródła

Źródła prądu elektrycznego to specjalne urządzenia wytwarzające pole elektryczne. Najważniejsze z nich to ogniwa galwaniczne, ogniwa słoneczne, generatory, akumulatory. Aktualne źródła charakteryzuje ich moc, wydajność i czas pracy.

Prąd, napięcie, rezystancja

Jak każdy inny fizyczny fenomen, prąd elektryczny ma wiele cech. Najważniejsze z nich to jego wytrzymałość, napięcie i opór. Pierwszym z nich jest charakterystyka ilościowa ładunku, który przechodzi przez przekrój danego przewodnika na jednostkę czasu. Napięcie (zwane również siłą elektromotoryczną) jest niczym innym, jak wielkością potencjalnej różnicy, dzięki której przepuszczany ładunek wykonuje pewną pracę. Wreszcie, opór jest wewnętrzną cechą przewodnika, pokazującą, ile energii musi wydać na to przejście.