Elektrická energie je hlavní součástí moderního denního života, ale je často nepochopena. Všichni jsme seděli během bouřky a přemýšleli jsme o smrtící moci blesku. Všichni víme, že se nedotýkáme zásuvek mokrýma rukama, ale chápeme, proč by naše ruce měly být suché? Elektrická energie řídí mnoho hlavních funkcí našeho těla, zejména v mozku a nervovém systému, a je také mimořádně všestranným zdrojem používaným v domácnostech a podnicích po celém světě. Následující aktivity pomohou studentům pochopit základy elektrických obvodů a vliv elektřiny na náš život každý den.
Povaha elektřiny zmařila vědce po tisíciletí a byla skutečně pochopena teprve za posledních 200 let. Starověcí Řekové si poprvé všimli jevu travních semen, která se drží jantaru (zkamenělá stromová míza) poté, co byl jantar potřen zvířecí kožešinou. To je něco, co bychom později objevili jako statickou elektřinu . Termín elektřina pochází z latinského slova pro jantar, electrum a byl poprvé používán sirem Thomasem Brownem v 1600s po studiích Williama Gilberta o atraktivních vlastnostech jantaru, kde používal termín “electro”.
V pozdní 19. století, první veřejná elektrická síť byla vyrobena v Godalming, Anglie. Generátor Siemens byl připojen k místnímu vodnímu mlýnu a městem vedly dráty, které spojovaly různá světla. Nyní žijeme v novém věku, kdy si bez elektřiny nedokážeme představit život. A v tomto věku jsou na naše zdroje kladeny limity a vědci hledají novější, zelenější a vynalézavější způsoby výroby elektřiny.
Baterie připojená k žárovce se dvěma dráty je nejjednodušší z elektrických systémů, které používáme k zahájení výuky našich studentů. Baterie poskytuje potenciální rozdíl, který způsobuje, že se náboj v drátech pohybuje kolem obvodu. Když náboj teče, říkáme tomu elektrický proud. Aby proud mohl proudit, potřebujeme něco, aby se náboj pohyboval, jako je baterie, a úplnou cestu k nabití nábojů. Pokud elektrický obvod není kompletní, přerušený obvod , proud nebude protékat a žárovka se nerozsvítí.
Tři hlavní proměnné v základních obvodech jsou proud , napětí (rozdíl potenciálů) a odpor . Toto je shrnuto Ohmovým zákonem: napětí = proud x odpor. Napětí se měří ve voltech, proud v ampérech a odpor v ohmech. Proud můžete měřit pomocí ampérmetru, který je zapojen do série v obvodu. K měření napětí je třeba zapojit voltmetr paralelně do obvodu.
Pokud zvětšíme potenciální rozdíl, například přidáním více baterií, zvýší se také proud tekoucí v obvodu. Odpor je měřítkem toho, jak je obtížné proudit proudem v obvodu. Pokud přidáme více žárovek, zvýší se celkový odpor v obvodu. Pokud zvýšíme odpor, je obtížnější pohybovat se elektrony, takže proud klesá a žárovky budou tlumenější nebo blikající.
