Elektra

Elektra

Een elektrische stroom is een stroom van elektrische lading. In elektrische circuits wordt deze lading vaak gedragen door bewegende elektronen in een draad. Het kan ook worden gedragen door ionen in een elektrolyt, of door zowel ionen als elektronen zoals in een geïoniseerd gas (plasma). De SI-eenheid voor het meten van een elektrische stroom is de ampère, wat de stroom van elektrische lading over het oppervlak is met een snelheid van één coulomb per seconde. Elektrische stroom wordt gemeten met behulp van een apparaat dat een ampèremeter wordt genoemd. Elektrische stromen veroorzaken Joule-verwarming, waardoor er licht ontstaat in gloeilampen. Ze creëren ook magnetische velden, die worden gebruikt in motoren, smoorspoelen en generatoren. De bewegende geladen deeltjes in een elektrische stroom worden ladingsdragers genoemd. In metalen zijn één of meer elektronen van elk atoom losjes gebonden aan het atoom en kunnen ze zich vrij bewegen in het metaal. Deze geleidende elektronen zijn de ladingsdragers in metalen geleiders.

Wisselend en gelijkstroom

In wisselstroom (AC) -systemen keert de beweging van de elektrische lading periodiek de richting om. AC is de vorm van elektriciteit die meestal wordt geleverd aan bedrijven en woningen. De gebruikelijke golfvorm van een wisselstroomcircuit is een sinusgolf. Bepaalde applicaties gebruiken verschillende golfvormen, zoals driehoekige of vierkante golven. Audio- en radiosignalen die op elektrische draden worden gedragen, zijn ook voorbeelden van wisselstroom. Een belangrijk doel in deze toepassingen is het terugwinnen van informatie die is gecodeerd (of gemoduleerd) op het AC-signaal. Daarentegen is gelijkstroom (DC) de unidirectionele stroom van elektrische lading, of een systeem waarin de beweging van elektrische lading slechts in één richting is. Gelijkstroom wordt geproduceerd door bronnen zoals batterijen, thermokoppels, zonnecellen en commutator-type elektrische machines van het type dynamo. Gelijkstroom kan in een geleider zoals een draad vloeien, maar kan ook door halfgeleiders, isolatoren of zelfs door een vacuüm stromen zoals in elektronen- of ionenbundels. Een oude naam voor gelijkstroom was galvanische stroom.

Stroommeting

De stroom kan worden gemeten met behulp van een ampèremeter. Op circuitniveau worden verschillende technieken gebruikt om stroom te meten:

  • Shunt-weerstanden
  • Hall-effect transducers van de sensor
  • Transformers (DC kan echter niet worden gemeten)
  • Magnetoresistieve veldsensoren

Electromagnetisme

In een elektromagneet gedraagt een spiraal, van een groot aantal cirkelvormige windingen van geïsoleerde draad, gewikkeld op een cilindrische kern zich als een magneet wanneer er een elektrische stroom doorheen stroomt. Wanneer de stroom is uitgeschakeld, verliest de spoel zijn magnetisme onmiddellijk. Magnetisme kan ook elektrische stromen produceren. Wanneer een veranderend magnetisch veld wordt toegepast op een geleider, wordt een elektromotorische kracht (EMF) geproduceerd en wanneer er een geschikt pad is, veroorzaakt dit stroom. Elektrische stroom kan direct worden gemeten met een galvanometer, maar deze methode heeft betrekking op het verbreken van het elektrische circuit, wat soms onhandig is. De stroom kan ook worden gemeten zonder het circuit te onderbreken door het magnetisch veld van de stroom te detecteren. Apparaten die hiervoor worden gebruikt, zijn Hall-effectsensoren, stroomtangen, stroomtransformatoren en Rogowski-spoelen.

Elektrolyten

Elektrische stromen in elektrolyten zijn stromen van elektrisch geladen deeltjes (ionen). Als bijvoorbeeld een elektrisch veld over een oplossing van Na + en Cl- wordt geplaatst (en de omstandigheden kloppen), bewegen de natriumionen naar de negatieve elektrode (kathode), terwijl de chloride-ionen naar de positieve elektrode (anode) bewegen. De reacties vinden plaats op beide elektrodeoppervlakken en absorberen elk ion. Waterijs en bepaalde vaste elektrolyten die protongeleiders worden genoemd, bevatten positieve waterstofionen (“protonen”) die mobiel zijn. In deze materialen zijn elektrische stromen samengesteld uit bewegende protonen, in tegenstelling tot de bewegende elektronen in metalen. In bepaalde elektrolytmengsels zijn felgekleurde ionen de bewegende elektrische ladingen. De langzame voortgang van de kleur maakt de stroom zichtbaar.