Електричество - най-използваното от човекавид енергия. Без преувеличение може да се каже, че определението на електрическия ток като подредено движение на електрони е добре известно от учебника по училищна физика. Но ето какво е напрежението и как се гарантира това „подредено движение“, не всеки ще отговори. Спомнете си, че един електрон, елементарен електрически заряд, не се движи сам по един проводник. От друга страна, само движението на зарядите по веригата се придружава от извършването на полезна работа под формата на преобразуване на енергия от един тип в друг. Благодарение на тези трансформации електрически ток в някои случаи запалва нажежаемата жичка на електрическа крушка, а в други върти ротора на електродвигателя. В първия случай имаме преобразуване на електрическата енергия в топлинна, а във втория - в магнитна. Енергията на движещите се заряди се изразходва от източник, който поддържа електрически ток във веригата. Протичащ по проводника, токът предава енергията на източника на емф на потребителя - нажежаема жичка, намотки на двигателя и др.
Ако определите текущия като брой такси,течаща по проводника, може да се каже, че работата на тока зависи от броя на тези заряди за единица време. И от какво зависи електрическият ток във веригата? Помислете за модела на текущия поток, като използвате примера на водна струя, която тече от отвор в долната част на цилиндър, запълнен до върха. Представете си, че в нашия модел цилиндърът е проводник, а водата е голям брой електронни капчици. Тогава е напълно ясно, че количеството вода, изтичаща за единица време, зависи от два параметъра - налягането на водния стълб, което се нарича напрежение в електрически вериги, и диаметърът на отвора - аналог на електрическото съпротивление. Височината на водния стълб в този модел определя горния потенциал на енергийния източник, капковите заряди са подобни на потока от електрони, които се движат от горния слой до долния. Потенциалната енергия на водната маса, т.е. способността да вършите някаква полезна работа е различна в горното и долното ниво. Поради потенциалната разлика водата може да изтича от дупката и с преобразуването на потенциалната енергия на водния стълб в кинетична енергия на водната струя. Ако височината на водния стълб се увеличава, тогава потенциалната разлика или напрежението се увеличава, а силата на тока, по-точно, масата на водата, изтичаща за единица време, също се увеличава. По този начин, предложеният модел показва пряко пропорционална зависимост на силата на тока от напрежението.
В теории электричества этот вывод записывается както следва: I = f (U) * K, където I е токът, U е напрежението и K е индивидуалният отговор на електрическата верига на преминаващия ток - проводимост. В техниката обикновено се използва реципрочността на проводимостта R = 1 / K и тя се нарича "съпротивление". Съпротивлението обикновено се интерпретира като полезен товар на веригата. В нашия модел такова „съпротивление“ е площта на отвора за оттичане на вода: колкото е по-голяма, толкова по-голяма е нейната пропускливост или, ако се използва езика на електротехниката, проводимост, което означава, че устойчивостта на водния поток намалява.
Моделът ясно показва какъв потенциал имаенергията на потока с капков заряд се преобразува в кинетична енергия на изтичащата струя. Колкото по-ниско е съпротивлението (или колкото по-голяма е проводимостта), толкова по-механична работа се извършва върху масата на водата. С други думи, различните видове полезни натоварвания са преобразуватели на ток, например нажежаема жичка превръща електрическа енергия в топлина и светлина, релейна намотка превръща електрическата енергия в магнитна и др.
Връщайки се към електрическите вериги, можем да заключим, че силата на тока I и напрежението U са електрически параметри, които определят работата на ток A (A = U * I).
В този случай силата на тока се определя от количествотопрехвърленият заряд и напрежение са причината, поради която електроните „подреждат” да преминават от по-голям потенциал към по-малък. Ако няма напрежение, тогава никакво количество свободни електрони в веществото няма да доведе до движението на заряди. Това означава, че липсата на напрежение не води до прехвърляне на енергия.
Добра демонстрация на откритията еводноелектрически централи: те се изграждат с помощта на голяма разлика във водни нива (потенциали). Тук масата на падащата вода е подобна на текущата и разликата в нивата на горния и долния басейн играе ролята на потенциална разлика.
