Elektrik nedir?

     İki cismin birbirine sürtünmesiyle, sıkıştırma gibi herhangi bir mekanik etki sırasında veya ısının bazı kristallere olan tesiri sebebiyle meydana gelen ve tesirini, çekme, itme, mekanik, kimyasal veya ısı olayları şeklinde gösteren bir enerji çeşiti İnsanlar elektriği yüzyıllar önce kehribarın, mesela, kumaşa sürtünmesinden sonra toz ve kıl gibi hafif cisimleri kendisine çekmesi olayı ile tanımışlardır. Bu deneyi ilk yapan Yunanlı filozof ve bilgin Thales (M.Ö. 640-546) bu olayın sadece kehribarla ilgili olduğunu sanmış ve elektron (Yunanca kehribar) adını kullanmıştır. Aradan yıllar geçtikten sonra elektriğin kanunları bulunmuştur.

     Sürtme ile meydana gelen statik (durgun) elektrikten başka akan elektriğin bulunuşu İtalyan bilgini A. Volta’nın yaptığı deneylerle başlar. Bu bilgin ilk elektrik pilini ve bundan da ilk elektrik akımını elde etmeyi başarabildi. Çok eski bir geçmişi bulunmasına rağmen 1890’ların fizikçileri bile "Elektrik nedir?" sorusunu kendilerine sormaktaydılar. Çeşitli teorilerle cevaplanmaya çalışılan bu soru, nihayet modern atom teorisinin ortaya atılmasından sonra bugünkü anlamda cevaplanabildi. Bohr ve Rutherford’un atom modeline göre her atom pozitif yüklü protonlar ile yüksüz nötronlardan meydana gelen bir çekirdek ve bunun etrafında dönen negatif elektrikle yüklü elektronlardan müteşekkildir. Atom normal halde nötr, yani yüksüzdür. Çünkü proton sayısı ile elektron sayısı eşittir. elektrik akımı bugünkü bilgilerle şu şekilde açıklanabilir: İletkenler dediğimiz maddeler grubunda atomların dış yörüngelerindeki elektronlar, bir atomdan diğer komşu bir atoma rastgele ve serbestçe hareket ederler. Bu elektronlara serbest elektronlar denir.

     İletkenlerde serbest elektronların sayısı son derece fazladır. Hareketleri rastgele olduğundan herhangi bir dış etkiye maruz kalmadıkları sürece bir yöne hareket eden elektronların sayısını zıt yöne hareket edenlerin sayısı ile eşit kabul edebiliriz. Böylece belli bir yöne hareket söz konusu olmayacaktır. Halbuki bir dış sebep yüzünden iletkenin bir ucunda elektron fazlalığı ve diğer ucunda da elektron eksikliği meydana gelirse, iletken içindeki serbest elektronlar iki elektrostatik kuvvete maruz kalırlar. Bunlar pozitif ucuna (elektron eksikliği olan uç) doğru çekme kuvveti ve negatif uçtan (elektron fazlalığı olan uç) öteye doğru bir itme kuvvetidir. Bu durumda serbest elektronların rastgele hareketleri devam ettiği halde pozitif uca doğru aynı zamanda net bir elektron hareketi veya akışı gözlenecektir. Bu elektron akışına elektrik akımı denir. Elektrik akımı büyüklük olarak, birim zamanda bir iletken içinden akan ortalama negatif elektrik yükü (elektron) miktarı şeklinde tarif edilir.

     Yukarıda anlatılan olay iletkenin iki ucunu da, uçlarında potansiyel farkı veya gerilim bulunan bir batarya veya jeneratörün uçlarına bağlamak suretiyle elde edilebilir. Elektrik akımı şiddetinin birimi Amperdir. 1 Amper, saniyede yaklaşık 1018 elektron akışına eşdeğer bir büyüklüktür.