Elektrische stroom

De bron van de stroom

Bij het geleiden van materialen zijn sommige elektronen zeer losjes gebonden aan de atomen van het materiaal. Wanneer grote hoeveelheden van deze atomen samenkomen, is er een soort elektronenwolk die "zweeft" in de buurt van de atomen van het materiaal. Als je een doorsnede van het geleidende materiaal bekijkt, zullen de elektronen er heel snel doorheen bewegen. Deze beweging wordt veroorzaakt door de temperatuur, en de elektronen die in één richting stromen hebben de neiging om de elektronen die uit de andere richting stromen te evenaren, dus dit is niet wat de stroom veroorzaakt om te stromen. Elektronen stromen van het ene atoom naar het andere, een proces is vergeleken met het doorgeven van emmers water van de ene persoon naar de andere in een emmerbrigade.

Wanneer een elektrisch veld op de draad wordt gezet, reageren de elektronen bijna onmiddellijk door lichtjes in de tegenovergestelde richting van het veld te drijven. Ze winnen energie uit het veld, die zeer snel verloren gaat als ze andere elektronen in het materiaal tegenkomen. Zolang het veld op zijn plaats is, echter, zullen de elektronen die energie terugkrijgen die ze verloren hebben, en het proces zal doorgaan. Deze "schok" die de elektronen uit het elektrische veld ontvangen is de bron van de stroom, niet de totale stroom van de elektronen zelf. Uit deze discussie kunnen we twee dingen zien die stroom niet is:

• Het is geen echte "stroom" van elektronen in de alledaagse zin van het woord: als we de snelheid onderzoeken die het veld aan de elektronen geeft, is die meestal erg klein, in de orde van millimeters per seconde. Het zou een half uur duren voordat de elektronen in dit tempo een kamer van 3 meter doorkruisen. Aangezien een gloeilamp bijna direct na het raken van de schakelaar aangaat, moet er iets anders aan het werk zijn.
• Het is ook geen "domino-effect", hoewel deze analogie dichterbij is dan de stroom. Omdat de elektronen zo klein zijn, worden ze zelfs als ze heel snel bewegen niet door grote kracht voortgestuwd.

Stroom in circuits

Als er in een draadcircuit stroom vloeit, versnelt deze als er geen weerstand in het circuit aanwezig is. Weerstanden worden gebruikt om de weerstand in de kring te verhogen zodat de stroom wordt vertraagd. De relatie tussen weerstand, stroom en spanning (een ander deel van de schakeling) wordt weergegeven door de wet van Ohm.