Sähkövirta
Sähkövirta on sähkövarauksen virtaus. Virran yhtälö on:
I = Δ Q Δ t {\displaystyle I={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}} 
jossa
I {\displaystyle I}
on virta, joka virtaa...
Δ Q {\displaystyle \Delta Q}
on sähkövarauksen muutos.
Δ t {\displaystyle \Delta t}
on ajan muutos.
Sähkövirran SI-yksikkö on ampeeri (A). Se vastaa yhtä coulombin varausta yhdessä sekunnissa. Virtaa esiintyy johdoissa, paristoissa ja salamoissa.
Virran lähde
Johtavissa materiaaleissa osa elektroneista on hyvin löyhästi sidottu materiaalin atomeihin. Kun suuria määriä näitä atomeja kokoontuu yhteen, syntyy eräänlainen elektronipilvi, joka "leijuu" materiaalin atomien lähellä. Jos tutkit johtavan materiaalin palan poikkileikkausta, elektronit liikkuvat sen läpi hyvin nopeasti. Tämä liike johtuu lämpötilasta, ja yhteen suuntaan virtaavilla elektroneilla on taipumus tasata toisesta suunnasta virtaavat elektronit, joten tämä ei aiheuta virran kulkua. Elektronit virtaavat atomista toiseen, ja tätä prosessia on verrattu vesiämpäreiden siirtämiseen ihmiseltä toiselle ämpärikaupalla.
Kun lankaan kohdistetaan sähkökenttä, elektronit reagoivat siihen lähes välittömästi siirtymällä hieman kentän vastakkaiseen suuntaan. Ne saavat kentästä energiaa, joka häviää hyvin nopeasti, kun ne törmäävät materiaalin muihin elektroneihin. Niin kauan kuin kenttä on paikallaan, elektronit saavat kuitenkin menettämänsä energian takaisin, ja prosessi jatkuu. Tämä elektronien sähkökentästä saama "tärähdys" on virran lähde, ei itse elektronien kokonaisvirtaus. Tämän keskustelun perusteella voimme nähdä kaksi asiaa, joita virta ei ole:
- Kyseessä ei ole varsinainen elektronien "virtaus" sanan jokapäiväisessä merkityksessä: jos tarkastelemme kentän elektroneille antamaa nopeutta, se on yleensä hyvin pieni, noin millimetriä sekunnissa. Elektronilta kestäisi puoli tuntia kulkea 3 metrin (10 jalan) huoneen läpi tällä nopeudella. Koska hehkulamppu syttyy melkein heti kytkimen painamisen jälkeen, täytyy taustalla olla jotain muuta.
- Se ei myöskään ole "dominovaikutus", vaikka tämä analogia on lähempänä kuin virtaus. Koska elektronit ovat niin pieniä, vaikka ne liikkuisivat hyvin nopeasti, niitä ei liikuta suuri voima.
Virta virtapiireissä
Kun virta virtaa johdinpiirissä, se kiihtyy, kun piirissä ei ole vastusta. Vastuksia käytetään lisäämään vastusta piirissä, jotta se hidastaa virtaa. Vastuksen, virran ja jännitteen (toinen piirin osa) välinen suhde ilmenee Ohmin laista.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on sähkövirta?
V: Sähkövirta on sähkövarauksen virtaus.
K: Mikä on virran yhtälö?
V: Virran yhtälö on I = ΔQ/Δt, jossa I on virtaava virta, ΔQ on sähkövarauksen muutos ja Δt on ajan muutos.
K: Mitä mittayksikköä sähkövirta käyttää?
V: Sähkövirrassa käytetään SI-yksikköä ampeeri (A), joka vastaa yhtä coulombin varausta sekunnissa.
K: Mistä voimme löytää esimerkkejä sähkövirroista?
V: Esimerkkejä sähkövirroista löytyy johdoista, paristoista ja salamasta.
K: Mitä tarkoittaa "I" virran yhtälössä?
V: Virran yhtälössä 'I' tarkoittaa virtaavan virran määrää.
K: Mitä tarkoittaa "ΔQ" virran yhtälössä?
V: Virran yhtälössä 'ΔQ' tarkoittaa sähkövarauksen muutosta.
