Untuk membuatnya tetap sederhana untuk saat ini (setelah Anda masuk ke fisika perguruan tinggi, ini akan diperluas), muatan adalah elektron yang menumpuk, atau kekurangan elektron di mana Anda berharap ada beberapa. Elektron memiliki muatan negatif dan proton bermuatan positif. Atom normal memiliki jumlah elektron yang sama dengan proton, jadi tidak ada muatan netto.
Pada beberapa atom, beberapa elektron terluar agak "longgar". Ketika Anda memiliki sejumlah besar atom-atom ini di samping satu sama lain, seperti atom tembaga dalam kawat tembaga, elektron yang lepas ini dapat melompat-lompat di antara atom yang berdekatan. Namun, jika mereka melompat terlalu jauh, mereka meninggalkan muatan positif (karena yang negatif pergi) di mana mereka pergi, dan muatan negatif di mana mereka berada. Ketidakseimbangan muatan ini menciptakan medan listrik , yang dapat Anda anggap sebagai medan gaya yang mendorong dan menarik elektron. Elektron ditarik menuju muatan positif dan didorong oleh muatan negatif. Oleh karena itu medan listrik ini tidak akan membiarkan elektron mengosongkan satu lokasi dan menumpuk di tempat lain selama beberapa atom.
Sumber tegangan, seperti baterai, adalah sesuatu yang menciptakan medan listrik. Jika Anda menghubungkan ujung baterai yang berlawanan ke ujung yang berlawanan dari kabel tembaga ini dengan semua elektron yang agak bergerak di dalamnya, Anda bisa mendapatkan semua elektron secara rata-rata untuk berpindah dari ujung tegangan negatif dari kawat ke ujung tegangan positif. Untuk tetap mempertahankan medan listrik yang diterapkan pada kawat, baterai kemudian memompa elektron yang mengalir dari + ujung kawat kembali ke - ujung kabel, di mana mereka kembali melompat di antara atom tembaga dan berakhir di + ujung lagi .
Pergerakan massa elektron disebut arus , yang mana muatan mengalir. Ini seperti arus di sungai, banyak molekul air kecil yang mengalir. Karena muatan satu elektron sangat kecil dan tidak banyak digunakan pada skala manusia, kami menggunakan satuan muatan yang disebut Coulomb . Namun, Coulomb hanyalah setumpuk biaya yang dikalibrasi. Bahkan, ini bernilai sekitar 6,24 x 10 18 elektron. Sebenarnya itu adalah -6,24 x 10 18 elektron karena kita memutuskan bahwa elektron memiliki muatan negatif.
Sekali lagi untuk menjaga rentang angka lebih baik pada skala manusia, kami mengukur arus dalam Ampere , yang merupakan salah satu Coulomb muatan yang mengalir setiap detik. Jadi jika Anda memiliki 1 Ampere (kadang-kadang "Amp" atau singkatan resmi "A") mengalir dari kiri ke kanan dalam sebuah kawat, maka sebenarnya ada 6.240.000.000.000.000.000.000 elektron yang mengalir dari kanan ke kiri per detik melewati satu titik di sepanjang kawat itu.
Sekarang Anda memiliki gagasan dasar tentang muatan dan arus, lupakan elektron yang bergerak dengan muatan negatifnya. Sisa elektronik semuanya dibangun di atas Amp dan Coulomb. Pikirkan itu sebagai unit konseptual saat ini dan biaya yang akan Anda gunakan mulai dari sini. Fakta bahwa ini terjadi (biasanya) didasarkan pada muatan negatif aktual tidak relevan dan hanya mengundang kebingungan.
Jadi sekarang mari kita kembali ke baterai yang menyebabkan arus di kawat kami. Baterai sebenarnya hanya sebuah pompa untuk pengisian daya. Dengan kata lain, itu bisa membuat arus. Namun, ada satu metrik lagi yang penting untuk disebutkan di sini, yaitu seberapa keras baterai dapat mendorong. Satu baterai mungkin bisa mendorong lebih keras pada pengisian daya daripada yang lain, sama seperti satu pompa air dapat membuat tekanan lebih tinggi dari yang lain. Tekanan inilah yang membuat medan listrik yang membuat muatan bergerak, yang saat ini. Tekanan listrik ini diukur dalam satuan Volts . Semakin banyak volt yang dapat dihasilkan oleh baterai, semakin banyak arus yang dapat mengalir melalui resistansi yang sama . Ini seperti pompa air bertekanan tinggi yang dapat membuat lebih banyak air mengalir melalui nosel dengan ukuran yang sama.
Jadi bagaimana kita menghubungkan tegangan, arus, dan resistansi? Karena Anda mungkin dapat melihat lebih banyak tegangan (tekanan) membuat lebih banyak arus (aliran), tetapi lebih banyak resistensi (nozzle yang lebih kecil) membuat aliran lebih sedikit. Untuk menempatkan ini secara matematis:
arus = tegangan / resistansi
Ini juga memberi kita definisi perlawanan dengan mengatur ulang persamaan ini:
resistansi = tegangan / arus
Konsep resistensi muncul banyak dalam elektronik, jadi kami memiliki unit khusus hanya untuk mengukurnya, yang disebut Ohm . Faktanya, Ohm didefinisikan sebagai:
Ohm = Volt / Ampere
Kami memiliki singkatan pendek untuk ketiga jumlah ini karena hampir semua elektronik didasarkan pada mereka. A Volt disingkat "V", Ampere sebagai "A", dan Ohm dengan huruf Yunani "Ω".
Persamaan ini yang mengaitkan hambatan, tegangan, dan arus adalah landasan elektronik, dan disebut Hukum Ohm , setelah orang yang pertama kali mengemukakannya.
Mari kita kembali ke bentuk pertama dari hukum Ohm yang saya perlihatkan, yang memberi tahu kita berapa banyak arus yang kita dapatkan:
Dalam jumlah fisik: arus = tegangan / resitansi
Dalam satuan umum: Amps = Volts / Ohms, atau A = V / Ω
Sudah banyak yang dipikirkan. Cobalah untuk memusatkan pikiran Anda pada hal ini sebelum melangkah lebih jauh. Ajukan pertanyaan di sini karena Anda perlu memahami ini. Setelah Anda mendapatkan ini, kita bisa melanjutkan ke semua jenis barang keren.