Para manter as coisas simples por enquanto (quando você chegar à faculdade de física, isso será expandido), a carga é de elétrons empilhados ou a falta de elétrons onde você espera que haja alguns. Os elétrons têm carga negativa e prótons, carga positiva. Um átomo normal tem o mesmo número de elétrons que os prótons, portanto, nenhuma carga líquida.
Em alguns átomos, os poucos elétrons externos estão um pouco "soltos". Quando você tem um monte desses átomos um ao lado do outro, como átomos de cobre em um fio de cobre, esses elétrons soltos podem pular entre átomos adjacentes. No entanto, se eles pularem muito longe, eles deixarão uma carga positiva (uma vez que a negativa foi embora) de onde partiram e uma carga negativa onde estão. Esse desequilíbrio de cargas cria um campo elétrico , que você pode considerar um campo de força que empurra e puxa elétrons. Os elétrons são atraídos para cargas positivas e afastados por negativos. Portanto, este campo elétrico não permitirá que os elétrons desocupem um local e se acumulem em outro no espaço de alguns átomos.
Uma fonte de tensão, como uma bateria, é algo que cria um campo elétrico. Se você conectar as extremidades opostas da bateria às extremidades opostas deste fio de cobre com todos os elétrons um tanto móveis, poderá conseguir que todos os elétrons, em média, passem da extremidade da tensão negativa do fio para a extremidade da tensão positiva. Para manter o campo elétrico aplicado ao fio, a bateria bombeia os elétrons que fluem da extremidade + do fio de volta para a extremidade - do fio, onde pulam novamente entre os átomos de cobre e terminam na extremidade + novamente .
O movimento de massa dos elétrons é chamado de corrente , que é a carga que flui. Isto é muito parecido com a corrente em um rio, com muitas pequenas moléculas de água fluindo. Como a carga de um elétron é muito pequena e de pouca utilidade em nossa escala humana, usamos uma unidade de carga chamada Coulomb . No entanto, um Coulomb é apenas uma pilha de carga calibrada. De fato, são cerca de 6,24 x 10 cargas de 18 elétrons. Na verdade, são -6,24 x 10 18 elétrons, uma vez que decidimos arbitrariamente que os elétrons têm carga negativa.
Novamente, para manter o intervalo de números mais agradável em escala humana, medimos a corrente em Amperes , que é um Coulomb de carga que flui a cada segundo. Portanto, se você tiver 1 Ampère (às vezes "Amp" ou a abreviação oficial "A") fluindo da esquerda para a direita em um fio, na verdade existem 6.240.000.000.000.000.000.000 de elétrons fluindo da direita para a esquerda por segundo além de qualquer ponto ao longo desse fio.
Agora que você tem uma idéia básica do que são carga e corrente, esqueça os elétrons se movendo com suas cargas negativas. O restante da eletrônica é todo construído em Amp e Coulombs. Pense nisso como as unidades conceituais de corrente e carga que você usará daqui em diante. O fato de que estes acontecem (geralmente) com base em cargas negativas reais é irrelevante e apenas convida à confusão.
Então agora vamos voltar para a bateria que causou corrente no nosso fio. Uma bateria é realmente apenas uma bomba para carregar. Em outras palavras, pode tornar atual. No entanto, há mais uma métrica que é importante mencionar aqui, que é a força da bateria. Uma bateria pode ser capaz de pressionar com mais força do que outra, assim como uma bomba de água pode fazer uma pressão maior que a outra. É essa pressão que faz o campo elétrico que faz as cargas se moverem, que é atual. Essa pressão elétrica é medida em unidades de volts . Quanto mais Volts uma bateria puder produzir, mais corrente ela poderá causar através da mesma resistência . É como uma bomba de água de pressão mais alta pode fazer mais fluxo de água através do bico do mesmo tamanho.
Então, como podemos relacionar tensão, corrente e resistência? Como você provavelmente pode ver, mais tensão (pressão) gera mais corrente (fluxo), mas mais resistência (bico menor) gera menos fluxo. Para colocar isso matematicamente:
corrente = tensão / resistência
Isso também nos dá uma definição de resistência, reorganizando esta equação:
resistência = tensão / corrente
O conceito de resistência surge muito na eletrônica, por isso temos uma unidade especial apenas para medi-la, chamada Ohm . De fato, o Ohm é definido como:
Ohm = Volt / Ampère
Temos abreviações curtas para todas essas três quantidades, uma vez que praticamente todos os eletrônicos são baseados nelas. Um Volt é abreviado como "V", o Ampere como "A" e o Ohm com a letra grega "Ω".
Essa equação que relaciona resistência, tensão e corrente é uma pedra angular da eletrônica e é chamada Lei de Ohm , em homenagem ao cara que a inventou pela primeira vez.
Vamos voltar à primeira forma da lei de Ohm que mostrei, que nos diz quanta corrente temos:
Em quantidades físicas: corrente = tensão / resistência
Em unidades comuns: Amperes = Volts / Ohms ou A = V / Ω
Já é muito o que pensar. Tente entender isso antes de prosseguir. Faça perguntas aqui, pois você precisa entender isso. Depois de conseguir isso, podemos continuar com todos os tipos de coisas legais.