Elektrik enerjisi günümüz hayatının büyük bir bölümünü oluşturuyor, ancak sıklıkla yanlış anlaşılıyor. Hepimiz bir fırtınada oturduk ve ölümcül yıldırımın gücünü merak ettik. Hepimiz ıslak ellerle soketlere dokunmamayı biliyoruz, fakat ellerimizin neden kuru olması gerektiğini anlıyor muyuz? Elektrik, vücudumuzun, özellikle beyin ve sinir sistemindeki pek çok önemli işlevi kontrol eder ve aynı zamanda, tüm dünyadaki evlerde ve işletmelerde kullanılan çok yönlü bir kaynaktır. Aşağıdaki aktiviteler, öğrencilerin elektrik devrelerinin temelini ve elektriğin her gün hayatımızı nasıl etkilediğini anlamalarına yardımcı olacaktır.
Elektriğin doğası bin yıl boyunca bilim adamlarını şaşırtmıştı ve son 200 yılda gerçekten anlaşıldı. Antik Yunanlılar ilk önce kehribarın hayvan kürkü ile ovulmasından sonra kehribar (fosilleşmiş ağaç özü) yapışan ot tohumu fenomenini not etmişlerdir. Bu daha sonra statik elektrik olarak keşfedeceğimiz bir şey. Elektrik terimi, amber, elektrum için Latince kelimesinden gelir ve ilk olarak 1600'lerde Sir Thomas Browne tarafından William Gilbert'in "elektrik" kelimesini kullandığı kehribarın cazip özelliklerini araştırmasından sonra kullanılmıştır.
19. yüzyılın sonlarında, ilk kamu elektrik şebekesi İngiltere'nin Godalming kentinde yapıldı. Yerel bir su değirmenine bir Siemens jeneratörü bağlandı ve çeşitli ışıkları bağlamak için teller şehirden geçti. Şimdi elektriksiz bir hayatı hayal edemediğimiz yeni bir çağda yaşıyoruz. Ve bu çağda, kaynaklarımıza sınırlamalar getiriliyor ve bilim adamları elektrik üretmek için daha yeni, daha yeşil ve daha yaratıcı yollar arıyorlar.
İki telli bir ampule bağlı pil, öğrencilerimize öğretmeye başlamak için kullandığımız elektrik sistemlerinin en basitidir. Akü, tellerdeki yükün devre etrafında hareket etmesini sağlayan potansiyel bir fark sağlar. Şarj aktığında, buna elektrik akımı diyoruz. Akımın akması için, şarjı bir akü gibi hareket ettirecek bir şeye ve şarjların akması için tam bir yola ihtiyacımız var. Elektrik devresi tamamlanmamışsa, açık bir devre , akım akmaz ve böylece ampul yanmaz.
Temel devrelerde üç ana değişken akım , gerilim (potansiyel farkı) ve dirençtir . Bu, Ohm yasası ile özetlenmiştir: voltaj = akım x direnç. Voltaj volt olarak ölçülür, amperde akım ve ohmda direnç olarak ölçülür. Devreye seri halinde yerleştirilmiş bir ampermetre kullanarak akımı ölçebilirsiniz. Gerilimi ölçmek için devrede paralel olarak bir voltmetre bağlamanız gerekir.
Potansiyel farkı arttırırsak, örneğin daha fazla pil ekleyerek, devrede akan akım da artacaktır. Direnç , akımın bir devrede akmasının ne kadar zor olduğunun bir ölçüsüdür. Daha fazla ampul eklersek, bir devredeki toplam direnç artar. Direnci arttırırsak, elektronların hareket etmesi zorlaşır, böylece akım azalır ve ampuller sönük veya titreyecektir.