Sebuah gambar atom di atas adalah gambar konseptual dari sebuah atom. Atom blok bangunan materi. Segala sesuatu terbuat dari atom, dari batu, ke pohon, ke bintang-bintang, bahkan diri Anda sendiri. Sebuah atom terdiri dari inti dikemas erat yang berisi satu atau lebih proton (berwarna merah dalam gambar), dan biasanya jumlah yang sama neutron (abu-abu). Elektron (biru) mengelilingi inti, elektron membentuk awan. Jumlah elektron dalam atom stabil listrik selalu sama dengan jumlah proton dalam inti.
Muatan Electric
Menarik biaya berlawanan. Seperti menangkis tuduhan. Sebuah hal aneh terjadi antara proton dan elektron: sebuah proton dan sebuah elektron yang selalu tertarik pada satu sama lain, sedangkan proton akan menolak proton lain, dan sebuah elektron akan menolak elektron lain. Perilaku ini disebabkan oleh sesuatu yang disebut kekuatan listrik. Proton dikatakan memiliki muatan listrik positif, sedangkan elektron memiliki muatan listrik negatif. Dua objek dengan tipe yang sama muatan mendorong menjauh dari satu sama lain, sementara dua objek dengan menarik biaya berlawanan satu sama lain. Karena sebuah proton dan sebuah elektron memiliki muatan listrik yang berlawanan, mereka saling tertarik. Dua proton, bagaimanapun, menjauh dari satu sama lain karena mereka sama muatan listrik. Hal yang sama berlaku bagi dua elektron, yang mendorong menjauh dari satu sama lain karena mereka sama biaya negatif.
Electric Balance
Listrik keseimbangan Kebanyakan berisi materi yang sama jumlah proton dan elektron. Elektron negatif mengimbangi proton positif, dan masalah tidak memiliki muatan listrik secara keseluruhan. Kata keseluruhan adalah penting, karena pungutan masih ada di sana, terpental sekitar di dalam masalah. Muatan listrik di mana-mana, tetapi kita tidak bisa masuk akal mereka karena mereka seimbang. Bahkan, jika Anda mengambil kimia, Anda akan belajar bahwa gaya listrik adalah hal yang sangat penting bersama-sama memegang. Lain kali Anda mengambil sesuatu, hanya berpikir bahwa apa pun yang Anda pegang adalah benar-benar penuh dengan muatan listrik. Ini adalah fakta penting bahwa banyak orang kehilangan ketika mereka belajar listrik.
Listrik Statis
Sebuah gambar dari dua ion Andaikan saja kita mencuri satu elektron dari satu atom dan memberikan elektron kepada atom lain. Satu atom akan memiliki keseluruhan muatan positif dan yang lain akan memiliki muatan negatif secara keseluruhan. Ketika ini terjadi, dua atom disebut ion. Karena ion memiliki muatan listrik secara keseluruhan, mereka dapat berinteraksi dengan benda-benda bermuatan lain. Karena biaya seperti biaya berlawanan mengusir dan menarik, ion positif akan menarik benda bermuatan negatif, seperti elektron atau ion lain, dan akan menolak benda-benda bermuatan positif. Sebuah ion bermuatan negatif akan menarik benda-benda bermuatan positif, dan akan menolak benda-benda bermuatan negatif lainnya.
Hal yang sama berlaku untuk objek yang lebih besar. Jika Anda mengambil elektron dari satu objek dan menempatkannya pada objek lain, objek pertama akan memiliki keseluruhan muatan positif sementara yang kedua akan memiliki muatan negatif secara keseluruhan. Tergantung pada jenis objek dan jumlah muatan yang terlibat, gaya listrik mungkin cukup untuk menyebabkan objek untuk tetap bersama. Fenomena ini sering disebut sebagai "listrik statis."
Ada beberapa cara untuk mencuri elektron dari satu objek dan memberikannya kepada yang lain. Beberapa cara termasuk reaksi kimia, mekanik gerak, cahaya, dan bahkan panas. Jika Anda menggosok batang kaca dengan sutra, elektron dalam batang kaca akan terlempar dari dan dikumpulkan di sutra. Batang kaca keuntungan secara keseluruhan muatan positif, dan keuntungan sutra keseluruhan muatan negatif. Dalam baterai, reaksi kimia yang digunakan untuk memaksa elektron dari terminal positif dan menempatkan mereka pada terminal negatif.
Mengukur Biaya
Jumlah keseluruhan muatan listrik yang dimiliki oleh sebuah objek diukur dalam coulomb. Satu coulomb adalah kira-kira sama dengan jumlah muatan yang dimiliki oleh 6.000.000.000.000.000.000 (enam miliar miliar) elektron. Meskipun hal ini mungkin tampak seperti jumlah besar pada awalnya, itu tidak benar-benar banyak, karena elektron sangat kecil. Hanya untuk memberikan gagasan, kira-kira satu coulomb adalah jumlah muatan yang mengalir melalui 12-watt bohlam otomotif dalam satu detik.
Jika jumlah muatan yang dimiliki oleh dua benda dan jarak antara mereka diketahui, adalah mungkin untuk menghitung jumlah gaya antara obyek menggunakan rumus yang dikenal sebagai hukum Coulomb. Hukum ini ditemukan oleh Charles Coulomb pada tahun 1784, dan menyatakan bahwa gaya antara dua benda bervariasi secara langsung dibebankan sebagai biaya dari objek dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka. Hukum Coulomb diberikan di bawah ini dalam bentuk rumus:
F = kqq '/ r ^ 2
F adalah gaya, dalam Newton.
q dan q 'merupakan tagihan dari dua benda, dalam coulomb.
r adalah jarak antara benda-benda, dalam meter.
k adalah konstanta yang sama dengan 8,98755 × 109 N m2 C-2
Tegangan
Setiap kali elektron diambil dari satu objek dan ditempatkan pada objek lain, menyebabkan ketidakseimbangan biaya, kita mengatakan bahwa ada tegangan. Itulah yang seseorang berarti ketika mereka mengatakan bahwa ada sesuatu yang begitu banyak volt listrik. Mereka menggambarkan perbedaan muatan di dua tempat yang berbeda. Sebuah baterai AA standar perbedaan 1,5 volt antara terminal positif dan negatif, sementara baterai mobil memiliki perbedaan dari 12 volt antara dua terminal, dan jenis sehari-hari listrik statis yang menyebabkan hal untuk tetap bersama-sama dan kadang-kadang memberi Anda sebuah sentakan ketika Anda menyentuh benda logam biasanya diukur dalam ribuan volt.
Dua sejajar plates.Another dibebankan cara untuk memahami tegangan adalah untuk memikirkan sebuah "medan listrik." Bayangkan sebuah piring dengan muatan positif di sebelah piring dengan muatan negatif. Jika saya menempatkan muatan positif antara piring, piring-piring 'medan listrik akan menarik biaya ke sisi negatif. Bayangkan bahwa saya menempatkan sebuah 1 coulomb muatan positif di sebelah piring negatif, dan kemudian tarik ke arah plat positif. Karena medan listrik menciptakan sebuah gaya dalam arah yang berlawanan, bergerak tuduhan membutuhkan energi. Jumlah energi yang tergantung pada jarak antara pelat dan kekuatan medan listrik diciptakan oleh piring. Kami menyebutnya energi medan listrik itu "tegangan." Satu volt adalah jumlah energi dalam joule diperlukan untuk memindahkan 1 coulomb of charge melalui medan listrik. Secara matematis, 1Volt = 1Joule / 1Coulomb.
Volt berguna, karena mereka rapi menggambarkan ukuran dan kekuatan medan listrik apapun. Memvisualisasikan medan listrik antara dua lempeng sederhana mudah, tetapi memvisualisasikan bidang dalam rangkaian rumit dengan baterai, motor, bola lampu, dan switch adalah sangat sulit. Tegangan menyederhanakan sirkuit seperti ini dengan menggambarkan seluruh medan listrik dengan satu angka.
Electric Current
Arus dalam gerakan animaiton. Kata saat ini berasal dari kata Latin currere, yang berarti untuk menjalankan atau mengalir. Arus listrik tidak lebih dari aliran muatan listrik. Muatan listrik hanya dapat mengalir melalui bahan-bahan tertentu, yang disebut konduktor. Meskipun elektron dalam kebanyakan bahan-bahan terbatas tetap orbit, beberapa materi, termasuk sebagian besar logam, memiliki banyak elektron yang lepas bebas untuk berkeliling melalui materi. Bahan dengan properti ini bertindak sebagai konduktor. Bila suatu konduktor ditempatkan di antara dua benda bermuatan, elektron longgar ini didorong pergi oleh objek bermuatan negatif dan terisap ke objek bermuatan positif. Hasilnya adalah bahwa ada aliran muatan, yang disebut arus, dan dua objek tuduhan menjadi seimbang. Jumlah arus yang mengalir melalui suatu konduktor pada waktu tertentu dalam diukur dalam ampere, atau ampli untuk pendek. Ketika Anda membaca bahwa sesuatu menggunakan begitu banyak ampli, apa yang Anda diberitahu adalah jumlah arus yang mengalir melalui perangkat. Satu ampere adalah sama dengan aliran satu coulomb muatan dalam satu detik.
Baterai dan Current
Baterai dan arus Dalam ayat sebelumnya, kita melihat bagaimana arus mengalir dari satu objek dibebankan ke yang lain, membatalkan tuduhan dari dua benda. Setelah tuduhan itu dibatalkan, saat ini berhenti. Jika saat ini selalu berumur pendek ini, akan sangat tidak praktis. Bayangkan sebuah senter yang hanya berlangsung sepersekian detik sebelum perlu diisi ulang! Sementara saat ini memang cenderung untuk membatalkan dakwaan pada dua benda dan kemudian berhenti mengalir, jika biaya dapat ditempatkan pada objek lebih cepat daripada arus yang dapat menguras biaya, adalah mungkin untuk menjaga arus yang mengalir tanpa batas. Itulah yang terjadi dalam baterai. Reaksi kimia dalam baterai pompa elektron dari terminal positif ke terminal negatif lebih cepat daripada perangkat yang terhubung ke baterai dapat mengalir mereka. Baterai akan terus memasok sebanyak saat ini sebagai perangkat ini memerlukan sampai bahan-bahan kimia di dalam baterai habis, pada titik mana baterai mati dan harus diganti.
Perlawanan
Semua konduktor menawarkan beberapa derajat perlawanan terhadap aliran arus listrik. Apa yang terjadi adalah: Ketika elektron perjalanan melalui konduktor, mereka bertabrakan dengan atom, kehilangan beberapa gerakan mereka dalam bergoyang atom. Hasilnya adalah bahwa arus mengalir melalui konduktor melambat, dan konduktor dipanaskan. Jumlah yang konduktor tertentu menolak aliran arus listrik diukur dalam ohm.
Kekuasaan
Setiap kali arus mengalir, kerja yang dilakukan. Suatu konduktor dapat dipanaskan, motor dapat berputar, bohlam bisa mengeluarkan cahaya, atau beberapa bentuk energi lain yang dapat dilepaskan. Ada sebuah hukum sederhana yang memberitahu persis berapa banyak pekerjaan yang dapat dilakukan oleh sebuah arus yang mengalir. Jumlah pekerjaan yang dilakukan adalah sama dengan tegangan suplai kali arus yang melalui kawat. Undang-undang ini dinyatakan dalam bentuk P = IV, di mana P adalah daya dalam watt, I adalah arus dalam ampli, dan V adalah tegangan dalam volt. Sebagai contoh, jika kita menemukan bahwa setengah bola lampu menarik dari sebuah amp pada 120 volt, kita hanya kalikan 120 volt dengan setengah amp untuk menemukan bahwa bola lampu 60 watt menarik kekuasaan.
Hukum Ohm
Katakanlah Anda memiliki enam volt baterai dan Anda perlu untuk menarik dua ampere arus. Apa resistensi harus Anda membuat konduktor? Atau katakanlah Anda memiliki tiga volt power supply dan seribu ohm resistor. Berapa banyak arus akan mengalir melalui resistor jika Anda menghubungkan resistor ke listrik? Dalam rangka untuk menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini, semua yang perlu Anda lakukan adalah dengan menggunakan rumus matematika sederhana yang disebut hukum ohm. Hukum Ohm menyatakan bahwa jumlah arus yang mengalir melalui sebuah konduktor kali resistansi konduktor adalah sama dengan tegangan listrik. Hukum ini seringkali dinyatakan dalam bentuk V = IR, di mana V adalah tegangan yang diukur dalam volt, I adalah arus diukur dalam ampli, dan R adalah resistansi yang diukur dalam ohm.
sirkuit listrik, jalan tak terputus sepanjang arus listrik yang ada atau yang dimaksudkan atau dapat mengalir. Rangkaian sederhana bisa terdiri dari sel listrik (sumber daya), dua kawat konduksi (salah satu ujung setiap makhluk yang melekat pada masing-masing terminal sel), dan sebuah lampu kecil (beban) yang berakhir bebas dari kabel terkemuka dari sel yang terpasang. Ketika sambungan dibuat dengan benar, arus mengalir, sirkuit dikatakan "tertutup," dan lampu akan menyala. Arus mengalir dari sel sepanjang satu kawat ke lampu, melalui lampu, dan sepanjang kawat lain kembali ke sel. Ketika kabel terputus, sirkuit dikatakan "terbuka" atau "rusak." Dalam praktiknya, sirkuit yang dibuka oleh peralatan seperti saklar, sekering, dan pemutus rangkaian (lihat sekering, listrik; pemutus arus; sirkuit pendek). Dua rangkaian umum klasifikasi adalah seri dan paralel. Unsur-unsur dari suatu rangkaian seri dihubungkan dari ujung ke ujung; arus yang sama mengalir melalui bagian-bagiannya satu demi satu. Elemen rangkaian paralel terhubung sehingga masing-masing komponen mempunyai tegangan yang sama dengan terminal; aliran arus dibagi di antara bagian-bagiannya. Ketika dua elemen rangkaian dihubungkan secara seri, resistansi efektif mereka (impedansi jika diberi makan rangkaian arus bolak-balik) adalah sama dengan jumlah dari resistensi terpisah; yang sekarang adalah sama pada setiap komponen seluruh rangkaian. Ketika elemen rangkaian dihubungkan secara paralel, resistansi total adalah lebih kecil daripada elemen memiliki sedikitnya perlawanan, dan arus total sama dengan jumlah arus di masing-masing cabang. Sebuah rangkaian bertenaga baterai adalah contoh sebuah sirkuit arus langsung, sedangkan tegangan dan arus yang konstan dan besarnya tidak berubah dengan waktu. Dalam rangkaian arus bolak-balik, tegangan dan arus arah sebaliknya secara berkala dengan waktu. Standar pasokan listrik arus bolak-balik. Rangkaian lampu dan mesin listrik arus bolak-balik menggunakan sirkuit. Banyak perangkat lain, termasuk komputer, sistem stereo, dan televisi, harus terlebih dahulu mengubah arus bolak-balik ke arus searah. Yang dilakukan oleh sirkuit internal khusus yang biasanya disebut power supply. Rangkaian digital adalah jenis khusus dari sirkuit elektronik yang digunakan dalam komputer dan perangkat lainnya. Sirkuit magnetik analog dengan sirkuit listrik, di mana bahan magnetik dianggap sebagai konduktor fluks magnet. Sirkuit magnetik dapat menjadi bagian dari rangkaian listrik, sebuah transformator adalah sebuah contoh. Rangkaian ekuivalen digunakan dalam analisis rangkaian sebagai alat modeling; sebuah rangkaian sederhana terdiri dari sebuah resistor, dan induktor dapat digunakan untuk mewakili listrik pengeras suara. Rangkaian listrik juga dapat digunakan dalam bidang ilmu lainnya. Dalam studi aliran panas, misalnya, sebuah resistor digunakan untuk mewakili isolasi termal. Operasi rangkaian listrik dapat digunakan untuk memecahkan masalah umum (seperti dalam komputer analog).
