Elektrický prúd (pohyb častíc)

Zdroj prúdu

Vo vodivých materiáloch sú niektoré elektróny veľmi voľne viazané na atómy materiálu. Keď sa spojí veľké množstvo týchto atómov, vznikne akýsi oblak elektrónov, ktorý sa "vznáša" v blízkosti atómov materiálu. Ak preskúmate prierez kúskom vodivého materiálu, elektróny sa v ňom budú pohybovať veľmi rýchlo. Tento pohyb je spôsobený teplotou a elektróny prúdiace jedným smerom majú tendenciu vyrovnať sa elektrónom prúdiacim z druhého smeru, takže to nie je to, čo spôsobuje tok prúdu. Elektróny prúdia od jedného atómu k druhému, pričom tento proces bol prirovnaný k podávaniu vedier s vodou od jedného človeka k druhému pri brigáde s vedrami.

Keď na drôt pôsobí elektrické pole, elektróny takmer okamžite reagujú miernym unášaním v opačnom smere ako pole. Získajú energiu z poľa, ktorá sa veľmi rýchlo stratí, keď narazia na iné elektróny v materiáli. Pokiaľ je však pole na mieste, elektróny získajú stratenú energiu späť a proces pokračuje. Tento "náraz", ktorý elektróny dostanú od elektrického poľa, je zdrojom prúdu, nie celkového toku samotných elektrónov. Z tejto diskusie vidíme dve veci, ktorými prúd nie je:

• Nejde o skutočný "tok" elektrónov v bežnom zmysle slova: ak skúmame rýchlosť, ktorú pole udeľuje elektrónom, je zvyčajne veľmi malá, rádovo milimetre za sekundu. Elektrónom by trvalo pol hodiny, kým by takouto rýchlosťou prešli cez trojmetrovú miestnosť. Keďže žiarovka sa rozsvieti takmer okamžite po stlačení vypínača, musí byť v činnosti niečo iné.
• Nie je to ani "domino efekt", hoci táto analógia je bližšia ako tok. Keďže elektróny sú také malé, aj keď sa pohybujú veľmi rýchlo, nie sú poháňané veľkou silou.

Prúd v obvodoch

Keď v obvode vodiča tečie prúd, zrýchľuje sa, keď v obvode nie je žiadny odpor. Odpory sa používajú na zvýšenie odporu v obvode, takže spomaľujú prúd. Vzťah medzi odporom, prúdom a napätím (ďalšou časťou obvodu) znázorňuje Ohmov zákon.