Διασκεδαστικά γεγονότα σχετικά με τα απλά κυκλώματα

Η ηλεκτρική ενέργεια ανακαλύφθηκε από τους αρχαίους Έλληνες που έδειξαν ότι το τρίψιμο της γούνας από κεχριμπάρι οδήγησε σε αμοιβαία έλξη μεταξύ των δύο υλικών. Ωστόσο, μόλις το 1800 ο Alessandro Volta παρήγαγε ένα σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα. Η εκμάθηση απλών κυκλωμάτων είναι απαραίτητη στην εκπαίδευση γυμνασίου και μπορεί επίσης να είναι πολύ διασκεδαστική.

Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από τη ροή των υποατομικών φορτισμένων σωματιδίων που είναι γνωστά ως ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια είναι τα από τα μικρότερα γνωστά σωματίδια και έχουν μέγεθος περίπου ένα τετρα δισεκατομμύριο του μέτρου (ένα τετραδιόλιο του ποδιού). Ένα τετραπλάσιο είναι ένα ακολουθούμενο από 15 μηδενικά. Έχουν μάζα περίπου 10 μη δισεκατομμυρίων κιλογραμμαρίων (10 μη δισεκατομμύρια λίρες). Ένα μη δισεκατομμύριο είναι ένα ακολουθούμενο από 30 μηδενικά.

Ένα από τα απλούστερα ηλεκτρικά κυκλώματα που μελετήθηκε αποτελείται από μια μπαταρία και μια αντίσταση. Η αντίσταση είναι ένα ηλεκτρικό στοιχείο που μειώνει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Στη μικροσκοπική κλίμακα, η αντίσταση παράγεται από ηλεκτρόνια που χτυπούν το ένα το άλλο και ανακάμπτουν από σύνορα. Αυτό μειώνει την ταχύτητά τους και συνεπώς το ρεύμα τους.

Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ένα μέτρο της ταχύτητας με την οποία ρέουν τα ηλεκτρόνια μέσω ενός κυκλώματος. Η ταχύτητα με την οποία ρέουν τα ηλεκτρόνια είναι συχνά κοντά στην ταχύτητα του φωτός που είναι 1.079.252.850 χιλιόμετρα ανά ώρα (670.616.629 μίλια ανά ώρα). Τα απλά ηλεκτρικά κυκλώματα περιέχουν συχνά μια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ηλεκτρικού ρεύματος. Αυτή η συσκευή είναι γνωστή ως αμπερόμετρο και μετρά αμπέρ.

Οι μπαταρίες είναι η κύρια πηγή ενέργειας σε απλά ηλεκτρικά κυκλώματα και χρησιμοποιούν χημικές αντιδράσεις για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Περιέχουν ένα υγρό που ονομάζεται ηλεκτρολύτης και φιλοξενεί δισεκατομμύρια ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα ή ιόντα. Τα ιόντα αντιδρούν με ηλεκτρόδια της μπαταρίας προκειμένου να παράγουν ηλεκτρόνια που ρέουν μέσω του κυκλώματος. Δεδομένου ότι υπάρχει μόνο ένας πεπερασμένος αριθμός ιόντων εντός του ηλεκτρολύτη, αφού όλα έχουν αντιδράσει με τα ηλεκτρόδια, η μπαταρία δεν είναι πλέον ικανή να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα.