Sprawdzian Spotkania Z Fizyką 3 Prąd Elektryczny

Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. To tak, jakby mrówki biegły jedna za drugą w określonym kierunku. Te "mrówki" to elektrony, a kierunek to obwód elektryczny.

Co to znaczy "uporządkowany ruch"?

Zwykle elektrony w metalu poruszają się chaotycznie. W różnych kierunkach, bez ładu i składu. Kiedy podłączymy baterię (źródło napięcia), elektrony zaczynają poruszać się w jednym, wspólnym kierunku. To jest właśnie uporządkowany ruch. Wyobraź sobie klasę uczniów: przed przerwą biegają w różne strony, a po dzwonku ustawiają się w rzędzie - to uporządkowanie!

Ładunki elektryczne: kto to taki?

Najczęściej mówimy o elektronach. Elektrony mają ładunek ujemny. To one "biegną" w obwodzie elektrycznym. Ale ładunki mogą być też dodatnie (np. protony), choć w typowych obwodach elektrycznych to elektrony się poruszają. Pomyśl o baterii: ma biegun dodatni i ujemny. Elektrony "chcą" się dostać od bieguna ujemnego do dodatniego.

Obwód elektryczny: gdzie płynie prąd?

Obwód elektryczny to zamknięta droga dla prądu. Musi być kompletny, jak zamknięty okrąg. Potrzebujemy źródła napięcia (np. bateria), odbiornika (np. żarówka) i przewodów (np. kable). Jeśli obwód jest przerwany (np. wyłącznik jest otwarty), prąd nie płynie – żarówka nie świeci. Wyobraź sobie tor wyścigowy: jeśli jest przerwa, samochód nie dojedzie do mety.

Napięcie: siła pchająca prąd

Napięcie to "siła", która "pcha" elektrony w obwodzie. Im wyższe napięcie, tym większa "siła" i tym więcej elektronów przepływa. Napięcie mierzymy w woltach (V). Bateria 1.5V ma mniejsze napięcie niż bateria 9V.

Natężenie prądu: ile prądu płynie?

Natężenie prądu to ilość ładunku przepływającego przez dany punkt w obwodzie w jednostce czasu. Inaczej mówiąc, to, ile elektronów "przebiega" przez dany punkt w ciągu sekundy. Natężenie mierzymy w amperach (A). Im większe natężenie, tym "grubszy" strumień elektronów.

Opór elektryczny: utrudnienie dla prądu

Opór elektryczny to przeszkoda dla prądu. Każdy materiał stawia jakiś opór przepływowi elektronów. Im większy opór, tym trudniej elektronom "biec". Opór mierzymy w omach (Ω). Przewody mają mały opór, a rezystory mają duży opór. Wyobraź sobie bieg po piasku – jest trudniej niż po asfalcie, bo piasek stawia opór.

Prawo Ohma: związek napięcia, natężenia i oporu

Prawo Ohma opisuje związek między napięciem (U), natężeniem (I) i oporem (R): U = I * R. Oznacza to, że napięcie jest równe natężeniu pomnożonemu przez opór. Jeśli zwiększymy napięcie, to przy stałym oporze wzrośnie natężenie. Jeśli zwiększymy opór, to przy stałym napięciu zmaleje natężenie. To podstawowe prawo elektrotechniki.