電気の仕組み

基本プロパティ

電気を機能させる主な特性には、電圧、電流、抵抗の 3 つがあります。これらの特性は回路内で連携して機能し、電気が場所から場所へ移動できるようにします。科学者は電圧をボルトと呼ばれる単位で、電流をアンペアで、抵抗をオームで測定します。これらの 3 つの量は、オームの法則と呼ばれる単純な数学的関係につながります。この法則では、1 オームの抵抗に 1 ボルトの電圧がかかると、1 アンペアの電流が得られます。

電子の移動

電気のプロセスは、光、熱、または磁場からのエネルギーが原子の電子を刺激し、それらを動かすときに始まります。電子を原子核の近くに保持している原子もあれば、保持していない原子もあります。電子をゆるく保持している原子は、電流を最もよく伝導します。

導体と絶縁体

銀、金、銅、アルミニウムなどの材料には、ゆるく結合した電子を持つ原子があり、これらの元素はすべて金属であり、ほとんどの金属は電気の良導体です。ガラス、空気、プラスチックなどの材料は絶縁体と呼ばれます。それらの電子構造は電流の流れを妨げます.

電流と電圧

電気が電流として流れるためには、何らかの力または圧力が電子を押し進める必要があります。この力は起電力または EMF と呼ばれ、電圧とも呼ばれます。

電気回路の部品

回路はこの電流を運びます。これは、電源、負荷、および電源と負荷の間で電流を運ぶワイヤなどの導体で構成されています。電源の例はバッテリーです。負荷は、単純な電球からスマートフォンなどの複雑なデバイスまで、ほぼすべての種類の電子部品である可能性があります。

電圧と電流

ソースによって適用される起電力の量は、回路を通過する電圧の量を決定します。対照的に、電流は、一定時間内に回路内のポイントを通過する電子の量です。

抵抗

電気パズルの最後のピースは、電流に逆らって働く抵抗の種類と関係があります。たとえば、回路で 2 本の太いワイヤを使用する場合は、2 本の細いワイヤを使用する場合よりも多くの電流が流れます。太いワイヤは抵抗が少なく、より大きな電流を流すことができます。これは、パイプを流れる水に似ています。大きなパイプは、細いパイプよりも多くの水を運ぶことができます。

電気と電力

電気は電力を運びます。電力は、ボルトにアンペアを掛けることでワット単位で計算できます。電流は電源から負荷に流れ、再び負荷に戻ります。負荷は電力を使用して、キッチン ランプを点灯したり、ハイブリッド車で電気モーターを動かしたりするなど、有用なタスクを実行します。