L'elettricità è la più utilizzata dall'uomotipo di energia. Non è esagerato affermare che la definizione di corrente elettrica come movimento ordinato di elettroni è ben nota anche da un libro di testo di fisica della scuola. Ma non tutti risponderanno alla tensione e al modo in cui questo "movimento ordinato" è garantito. Ricordiamo che un elettrone, una carica elettrica elementare, non si muove da solo lungo un conduttore. D'altra parte, solo il movimento delle cariche lungo la catena è accompagnato dall'esecuzione di un lavoro utile sotto forma di conversione di energia da un tipo a un altro. È grazie a queste trasformazioni che la corrente elettrica in alcuni casi illumina il filamento della lampadina e in altri ruota il rotore del motore elettrico. Nel primo caso, abbiamo la trasformazione dell'energia elettrica in calore e nel secondo - in magnetico. L'energia delle cariche in movimento viene consumata da una fonte che mantiene una corrente elettrica nel circuito. Attraversando il conduttore, la corrente trasferisce l'energia della sorgente EMF al consumatore - il filamento, gli avvolgimenti del motore, ecc.
Se definiamo la corrente come il numero di addebiti,che scorre attraverso il conduttore, quindi possiamo dire che il lavoro della corrente dipende dal numero di queste cariche per unità di tempo. E da cosa dipende la corrente elettrica nel circuito? Consideriamo un modello di flusso di corrente usando l'esempio di un getto d'acqua che fuoriesce da un foro nella parte inferiore di un cilindro riempito verso l'alto. Immaginiamo che nel nostro modello il cilindro sia un conduttore e l'acqua sia un gran numero di goccioline-elettroni. Quindi è abbastanza chiaro che la quantità di acqua che fluisce per unità di tempo dipende da due parametri: la pressione della colonna d'acqua, che nei circuiti elettrici viene definita tensione di corrente, e il diametro del foro, che è un analogo della resistenza elettrica. L'altezza della colonna d'acqua in questo modello determina il potenziale superiore della fonte di energia, le cariche di goccioline sono simili al flusso di elettroni che si spostano dallo strato superiore a quello inferiore. L'energia potenziale della massa d'acqua, ad es. la capacità di svolgere un lavoro utile è diversa ai livelli superiore e inferiore. A causa della presenza di una potenziale differenza, l'acqua può defluire dal foro e convertire l'energia potenziale della colonna d'acqua in energia cinetica del getto d'acqua. Se si aumenta l'altezza della colonna d'acqua, aumenta anche la differenza di potenziale, o la tensione di corrente, e aumenta anche la forza corrente, più precisamente, la massa di acqua che scorre per unità di tempo. Pertanto, il modello proposto mostra una dipendenza direttamente proporzionale dell'intensità di corrente sulla tensione.
Nella teoria dell'elettricità, questa conclusione è scrittacome segue: I = f (U) * K, dove I è la corrente, U è la tensione e K è la caratteristica individuale della reazione del circuito elettrico alla corrente passante - conducibilità. Nella tecnologia, di solito viene utilizzato un valore inverso alla conducibilità R = 1 / K e si chiama "resistenza". La resistenza viene generalmente interpretata come il carico utile del circuito. Nel nostro modello, tale "resistenza" è l'area del foro per il drenaggio dell'acqua: maggiore è, maggiore è la sua permeabilità o, nel linguaggio dell'ingegneria elettrica, conducibilità, il che significa che la resistenza al flusso d'acqua diminuisce.
Il modello mostra chiaramente quanto potenzialel'energia del flusso di goccioline-cariche viene convertita nell'energia cinetica del getto in uscita. Meno resistenza (o più conduttività), maggiore è il lavoro meccanico sul corpo idrico. In altre parole, diversi tipi di payload sono convertitori di corrente, ad esempio un filamento converte l'energia elettrica in calore e luce, una bobina di relè converte l'energia elettrica in magnetico, ecc.
Tornando ai circuiti elettrici, possiamo concludere che la corrente I e la tensione U sono parametri elettrici che determinano il lavoro della corrente A (A = U * I).
In questo caso, la forza attuale è determinata dalla quantitàcarica trasferita, e la tensione è la ragione per cui gli elettroni "ordinano" si spostano da un potenziale superiore a uno inferiore. Se non c'è tensione di corrente, allora nessuna quantità di elettroni liberi nella sostanza porterà al movimento delle cariche. Ciò significa che l'assenza di tensione non comporta il trasferimento di energia.
Una buona dimostrazione dei risultati sonocentrali idroelettriche: sono costruite utilizzando una grande differenza nei livelli di acqua (potenziali). Qui, la massa dell'acqua che cade è simile a una corrente e la differenza nei livelli delle piscine a monte e a valle svolge il ruolo di una potenziale differenza.
