1. Geleiders en isolatoren:
Materialen kunnen worden ingedeeld in geleiders en isolatoren op basis van hun vermogen om elektrische stroom door te laten. Geleiders, zoals metalen, hebben de buitenste elektronen losjes vastgehouden, ook wel vrije elektronen genoemd, en die gemakkelijk van hun atomen kunnen worden losgemaakt. Isolatoren daarentegen hebben strak gebonden elektronen die moeilijk te verplaatsen zijn.
2. Potentieel verschil (spanning):
Om elektriciteit te laten stromen, moet er een potentiaalverschil zijn, ook wel spanning genoemd, tussen twee punten in een circuit. Spanning vertegenwoordigt de elektrische druk of drijvende kracht die ervoor zorgt dat elektronen bewegen.
3. Elektronenbeweging in geleiders:
Wanneer een geleider is aangesloten op een spanningsbron, zoals een batterij, creëert de spanning een elektrisch veld in de geleider. Dit veld oefent een kracht uit op de vrije elektronen, waardoor deze zich losmaken van hun atomen en in beweging komen.
4. Elektronendrift:
De beweging van vrije elektronen in een geleider wordt elektronendrift genoemd. Deze elektronen, aangedreven door het elektrische veld, drijven naar de positieve pool van de spanningsbron.
5. Stroom en weerstand:
De stroom van elektronen vormt een elektrische stroom. De sterkte van de stroom hangt af van het aantal vrije elektronen, hun mobiliteit en de weerstand van de geleider. Weerstand vertegenwoordigt de weerstand tegen de stroomstroming en kan worden beïnvloed door factoren zoals de soortelijke weerstand van het materiaal en de lengte en het dwarsdoorsnedeoppervlak van de geleider.
6. Volledig circuit:
Voor een continue elektriciteitsstroom moet er een compleet circuit zijn. Dit betekent dat er een gesloten pad moet zijn zodat de elektronen van de negatieve pool van de spanningsbron, door de geleider en terug naar de positieve pool kunnen reizen.
7. Conventionele stroom versus elektronenstroom:
Historisch gezien werd elektrische stroom gedefinieerd op basis van de beweging van positieve ladingen, ook al zijn elektronen de feitelijke ladingsdragers. Deze conventie leidde tot de term 'conventionele stroom', die uitgaat van de stroom van positieve ladingen van de positieve pool naar de negatieve pool. In werkelijkheid zijn het de negatief geladen elektronen die in de tegenovergestelde richting bewegen.
Samenvattend stroomt elektriciteit als gevolg van de beweging van vrije elektronen in geleidende materialen. Wanneer er een potentiaalverschil ontstaat tussen twee punten in een circuit, worden elektronen ertoe aangezet om naar de positieve pool te drijven, waardoor een elektrische stroom ontstaat. Deze stroom van elektronen gaat door zolang er een compleet circuit en een spanningsbron is.
