Energia átadás
A RadiWiki wikiből
Az elektronok egyik legnagyobb és legfontosabb feladata az, hogy energiát szállítanak egy adott helyről egy másik helyre. Ahogy a korábbiakban tárgyaltuk, egy egyedi elektron számos energiaformával rendelkezhet. Az elektromos energia szállításának alapelve az, hogy az elektronok energiát vesznek fel egy bizonyos helyen, majd elmozdulnak egy másik helyre, ahol ezt az energiát leadják. Általánosságban az elektronok ezután visszatérnek az energiaforráshoz és a folyamat újra kezdődik. Az imént említett elrendezést áramkörnek hívjuk. Minden áramkör legalább két komponenst (eszközt) tartalmaz, melyek közül az egyiket energiaforrásnak nevezzük. Az energiaforrás valamilyen energiaformát alakít át és az energiát az elektronoknak adja (például akkumulátor). Az áramkör másik komponense a fogyasztó, mely az előzővel lényegében ellenkező funkciót teljesít. Amikor az elektronok egy ilyen eszközön áthaladnak, elvesztik energiájukat, mely energia valamilyen más formába alakul, például egy izzó esetén az elektronok által szállított energia fénnyé és hővé alakul át.
Az energiaforrás és fogyasztó komponenseket két vezetővel kötjük össze, melyekben az elektron szabadon elmozdulhat. Az ideális vezeték ellenállása nulla. Ha a vezető ellenállással rendelkezik, akkor az elektronok energiájuk egy részét elveszítik, mely energiaveszteség hővé alakul. Az elektromos áramkörben nem keletkeznek és nem semmisülnek meg elektronok, hanem azok folyamatosan jelen vannak, csupán energiát nyernek és veszítenek, ahogy az elektronok az áramkörben mozognak. Az áramkörben az elektronok lényegében csak potenciális energiával rendelkeznek mert sebességük és ezért kinetikus energiájuk elhanyagolhatóan kicsi. Tehát az elektronok a vezetőben elmozdulnak, sebességük nem elegendő ahhoz, hogy igazából kinetikus energiára tegyenek szert. Amikor az elektronok térben (röntgencső) mozognak, akkor jelentős kinetikus energiára tehetnek szert. Egy tipikus elektromos áramkörben a vezető egyik szálában az elektronok nagyobb potenciális energiával rendelkeznek, mint a másik vezető szálban. Alapvetően az energiaforrás növeli az elektronok potenciális energiáját, melyek azzal mindaddig rendelkeznek, míg egy fogyasztónak (pl. izzó, villanymotor, stb.) le nem adják. Az alacsony potenciális energiájú elektronok aztán visszatérnek az energiaforráshoz. Az energiaforrás és fogyasztó közötti csatlakozási pontokat, melyeket a vezető köt össze, pozitív vagy negatív pontoknak nevezzük. A megnövekedett potenciális energiával bíró elektronok az energiaforrás negatív pontján lépnek ki, és a fogyasztó negatív pontján lépnek be. Miután energiájukat leadták, a fogyasztó pozitív pontján (pólusán) lépnek ki, és az energiaforrás pozitív pontjához térnek vissza. Következésképpen a negatív pontok közötti vezetőben (úgy mint a negatív pólus és katód) a nagyobb potenciális energiával rendelkező elektronok haladnak, míg a pozitív pontok (úgy mint anód és pozitív pólus) közötti vezetőben az alacsonyabb energiájú elektronok. Egyenáram (DC) esetén a pozitív és negatív pólus nem változik, míg váltóáram (AC) esetén az áramkör polaritása (az áram iránya) periódusonként változik.
