Γιατί το ρεύμα ρέει μέσω του καλωδίου;
Όταν δημιουργείται διαφορά τάσης ή διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων σε έναν αγωγό, όπως ένα καλώδιο, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ αυτών των σημείων. Αυτό το ηλεκτρικό πεδίο ασκεί μια δύναμη στα ελεύθερα ηλεκτρόνια μέσα στον αγωγό, προωθώντας τους προς το σημείο χαμηλότερου δυναμικού. Η κίνηση αυτών των ηλεκτρονίων αποτελεί ηλεκτρικό ρεύμα.
Σε μέταλλα, τα οποία χρησιμοποιούνται συνήθως ως αγωγοί σε καλώδια, τα εξώτατα ηλεκτρόνια των ατόμων είναι χαλαρά δεσμευμένα και μπορούν να κινούνται ελεύθερα μέσα στο υλικό. Αυτά τα χαλαρά δεσμευμένα ηλεκτρόνια, γνωστά ως ελεύθερα ηλεκτρόνια ή ηλεκτρόνια αγωγιμότητας, μπορούν εύκολα να απομακρυνθούν από τα γονικά άτομα τους και να γίνουν κινητά. Όταν εφαρμόζεται ένα ηλεκτρικό πεδίο, αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια επιταχύνονται από το πεδίο και μετατοπίζονται προς το θετικό τερματικό, μεταφέροντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του καλωδίου.
Η ροή των ηλεκτρονίων σε ένα σύρμα είναι ανάλογη με τη ροή του νερού σε ένα σωλήνα. Ακριβώς όπως τα μόρια του νερού κινούνται μέσα από ένα σωλήνα όταν δημιουργείται μια διαφορά πίεσης, τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσα από ένα σύρμα όταν δημιουργείται μια διαφορά τάσης. Η αντοχή του ηλεκτρικού πεδίου, ανάλογη με τη διαφορά πίεσης στον σωλήνα νερού, καθορίζει το μέγεθος του ρεύματος που ρέει μέσω του καλωδίου.
Η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα καλώδιο είναι απαραίτητη για τη λειτουργία διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών και συστημάτων. Επιτρέπει τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας από πηγές ενέργειας, όπως μπαταρίες ή σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, σε φορτία, όπως φώτα, κινητήρες και ηλεκτρονικές συσκευές. Με τον έλεγχο της τάσης και του ρεύματος σε ένα κύκλωμα, είναι δυνατόν να ρυθμιστεί η λειτουργία αυτών των συσκευών και συστημάτων.
