Prąd elektryczny w metalach

Prąd elektryczny jest jednym z najważniejszych odkryć w historii nauki i technologii. Bez niego dzisiejsze społeczeństwo nie mogłoby funkcjonować tak, jak to robimy obecnie. Umożliwia on nam korzystanie z wielu urządzeń, które ułatwiają nasze codzienne życie, takich jak oświetlenie, klimatyzacja, telewizory, telefony i wiele innych.

Gdyby na jeden dzień nie było dostępu do prądu, w całym mieście wszystkie urządzenia, które wymagają prądu, przestają działać, co oznacza, że wiele branż, takich jak medycyna, transport, komunikacja i wiele innych, nie byłoby w stanie funkcjonować prawidłowo.

Ponadto, bez prądu elektrycznego, wiele ludzi nie miałoby dostępu do ciepłej wody i ogrzewania, co jest niezbędne, zwłaszcza w okresie zimowym. Wszystkie te problemy pokazują, jak ważne jest zrozumienie, jak prąd elektryczny przepływa przez metal i jak działa nasza sieć elektroenergetyczna.

Czym jest prąd elektryczny?

Przepływ prądu elektrycznego - cząsteczki przemieszczają się w jedną stronę

Prąd elektryczny jest strumieniem elektronów, które przepływają przez przewodnik. Elektrony są małymi cząsteczkami, które obracają się wokół jądra atomowego. Kiedy narażone są na działanie pola elektrycznego, mogą swobodnie przemieszczać się w jedną stronę, tworząc przepływ prądu elektrycznego.

Aby zrozumieć, jak działa prąd elektryczny, warto poznać pojęcie napięcia elektrycznego. Napięcie to siła, która pcha elektrony w przewodniku i powoduje przepływ prądu. Jednostką napięcia jest wolt (V). Nazwa ta pochodzi od nazwiska włoskiego fizyka Alessandro Volty, który był jednym z pierwszych badaczy elektryczności.

Aby obliczyć napięcie elektryczne, należy znać pracę wykonaną przez ładunek elektryczny oraz wielkość tego ładunku. Napięcie elektryczne jest zdefiniowane jako stosunek pracy wykonanej na ładunku do wartości tego ładunku. Napięcie obliczamy za pomocą wzoru:

U = W/Q

gdzie U oznacza napięcie elektryczne w woltach (V), W oznacza pracę wykonaną na ładunku elektrycznym w dżulach (J), a Q oznacza wartość ładunku elektrycznego w kulombach (C).

Woltomierz analogowy

Aby zmierzyć napięcie między dwoma punktami przewodu, używa się także przyrządu zwanych woltomierzami. Woltomierz jest bardzo przydatnym narzędziem, które pozwala na dokładne pomiaru napięcia elektrycznego, co jest ważne przy projektowaniu i konserwacji układów elektrycznych.

Istnieją też przyrządy zwane elektroskopami, które pozwalają na wykrycie obecności prądu elektrycznego, ale nie pozwalają na dokładne określenie jego wartości. Przyrządy te były używane już w XVIII wieku przez badaczy, którzy zajmowali się elektrostatyką.