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Per la maggior parte delle persone, l'elettricità è una forza misteriosa che in qualche modo appare magicamente quando si inserisce un interruttore della luce o si collega un apparecchio. Tuttavia, mentre la scienza alla base del flusso di elettricità è molto complessa, le basi del flusso elettrico o della corrente sono facili da capire se apprendi alcuni termini e funzioni chiave. Aiuta anche a confrontare il flusso di elettricità attraverso i fili con il flusso di acqua attraverso i tubi. Sebbene l'analogia non sia perfetta, molte caratteristiche del flusso elettrico nei fili del circuito sono simili al flusso d'acqua in un impianto idraulico.
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Elettroni in movimento
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Ciò che chiamiamo corrente elettrica si verifica a livello di particelle tra gli atomi di un materiale conduttore: in un circuito domestico, questo è il cablaggio in rame. In ogni atomo ci sono tre tipi di particelle: neutroni, protoni (che portano una carica elettromagnetica positiva) ed elettroni (che portano una carica negativa). La particella importante qui è l'elettrone, poiché ha la caratteristica unica di essere in grado di separarsi dal suo atomo e spostarsi su un atomo adiacente. Questo flusso di elettroni è ciò che crea corrente elettrica, il salto di elettroni carichi negativamente da atomo a atomo.
Come funzionano i generatori
Cosa fa muovere gli elettroni? La fisica è complicata, ma in sostanza, il flusso elettrico nei fili del circuito è reso possibile da un generatore di corrente (una turbina alimentata da vento, acqua, un reattore atomico o combustibili fossili). Nel 1931, Michael Faraday scoprì che venivano create cariche elettriche quando un materiale che conduce l'elettricità (filo metallico) viene spostato all'interno di un campo magnetico. Questo è il principio con cui funzionano i moderni generatori: le turbine - sia alimentate dall'acqua che cade o dal vapore creato dai reattori nucleari - ruotano enormi bobine di filo metallico all'interno di magneti giganti, causando così il flusso di cariche elettriche.
Con questo enorme campo elettrico di cariche positive e negative, gli elettroni nei fili della rete elettrica entrano in azione e iniziano a fluire in cadenza con il campo elettrico. Quando si accende un interruttore della luce o si collega una lampada o un tostapane, si sta effettivamente attingendo a un grande flusso di elettroni che viene tirato e spinto da generatori di utilità che possono essere a centinaia di miglia di distanza.
I generatori elettrici a volte sono paragonati alle pompe dell'acqua: non creano elettricità (proprio come una pompa dell'acqua non crea acqua), ma rendono possibile il flusso di elettroni.
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Current = Flow of Elecricity
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Il termine corrente si riferisce al semplice flusso di elettroni in un circuito o in un sistema elettrico. Puoi anche paragonare la corrente elettrica alla quantità o al volume di acqua che scorre attraverso un tubo dell'acqua. La corrente elettrica viene misurata in amperaggio o ampere.
AC vs. DC Current
La corrente elettrica esiste in due tipi: corrente alternata (CA) e corrente continua (CC). Tecnicamente, la corrente continua scorre in una sola direzione, mentre la corrente alternata inverte la direzione. In termini quotidiani, la corrente alternata è la forma di elettricità creata dal generatore che gestisce luci, elettrodomestici e prese in casa, mentre la corrente continua è la forma di energia fornita dalle batterie. Ad esempio, le tue torce sono sistemi CC, mentre le prese di casa utilizzano un sistema CA.
Molte fonti di energia rinnovabile come i generatori di energia solare ed eolica, producono elettricità DC che viene convertita in AC per l'uso domestico. La batteria di un'automobile è un sistema CC utilizzato per avviare il motore, ma una volta avviato il motore, il sistema elettrico dell'automobile ha un alternatore che inizia a creare corrente alternata per far funzionare i vari sistemi.
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Tensione = Pressione
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La tensione, nota anche come forza elettromotrice , viene spesso definita come la pressione degli elettroni in un sistema. Può essere paragonato alla pressione dell'acqua in un tubo. I circuiti standard in casa trasportano circa 120 volt (la tensione effettiva può variare tra circa 115 e 125 volt) o 240 volt (portata effettiva: da 230 a 250 volt). La maggior parte delle lampade e delle prese sono alimentate da circuiti da 120 volt, mentre gli essiccatori, le gamme e gli altri grandi apparecchi usano tipicamente circuiti da 240 volt.
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Potenza = Velocità del flusso
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Il termine wattaggio si riferisce alla velocità con cui l'energia elettrica viene dissipata o consumata. La quantità totale di energia consumata dall'impianto elettrico di casa viene letta attraverso il contatore elettrico della società di servizi. Viene misurato in kilowattora o 1.000 wattora ed è così che ti viene addebitato.
Ogni dispositivo elettrico, come una lampada o un apparecchio, ha un tasso di utilizzo misurato in watt. Ad esempio, una lampadina da 100 watt che brucia per 10 ore utilizza un chilowattora di elettricità.
Amp, volt e watt esistono in una relazione matematica tra loro, espressa come segue: Watt = Volt x Amp
Se un apparecchio è valutato a 120 volt e 10 ampere, utilizzerà fino a 1.200 watt quando è in funzione: 120 volt x 10 amp = 1.200 watt.
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Ohm = resistenza
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Gli ohm sono la misura della resistenza al flusso di elettroni attraverso un materiale conduttivo. Maggiore è la resistenza, minore è il flusso di elettroni. Questa resistenza provoca una certa quantità di calore generato nel circuito. Il motivo per cui un asciugacapelli soffia aria calda, ad esempio, è a causa della resistenza nel cablaggio interno, che produce calore. Ed è la resistenza nei minuscoli fili di una lampadina a incandescenza che la fa riscaldare e risplendere di luce. È anche una resistenza che può surriscaldare una prolunga se viene utilizzata su un apparecchio che assorbe troppa corrente.
Nel cablaggio del circuito, troppa resistenza può sovraccaricare un circuito e causare un incendio elettrico. Poiché i collegamenti difettosi causati da elementi quali terminali a vite allentati e corrosione sono probabilmente colpevoli, i collegamenti elettrici devono essere controllati regolarmente per garantire la sicurezza in un sistema elettrico.
