Was ist eine elektrische Kraft?
Unter vier Kräften versteht man das Universum: die starken und schwachen Kernkräfte, die elektromagnetische oder elektrische Kraft und die Schwerkraft. Die beiden letztgenannten Typen, elektrische Kraft und Schwerkraft, sind die einzigen dieser Kräfte, die sich auf einen Makrobereich erstrecken und daher in großem Umfang mit Materie interagieren. Elektromagnetismus ist verantwortlich für chemische Reaktionen, Licht, Sehen und praktisch das gesamte Zusammenspiel von Materie. Fast jede Technologie benötigt Elektrizität, um zu funktionieren, und es gibt verschiedene wichtige Aspekte und Messungen der elektrischen Kraft. Die Basis dieser Kraft ist die Bewegung von Elektronen und die Wirkung positiver und negativer elektrischer Ladungen.
Materieteile können positive oder negative elektrische Ladungen haben. Protonen, die den Kern eines Atoms bilden, sind positiv geladen, während die Elektronen, die den Kern umkreisen, negativ geladen sind. Entgegengesetzte Ladungen ziehen sich gegenseitig an, um die Ladung zu neutralisieren, und stoßen sich wie Ladungen ab. Wenn zwei Magnete gegeneinander gepolt werden, ziehen sich die Enden der Magnete aufeinander zu. Elektrizität ist in ihrer grundlegendsten Form die Bewegung von Elektronen von einem Ort zum anderen in einer statischen Entladung oder in einem elektronischen Schaltkreis. Strom kann nur fließen, wenn ein leitender Pfad zur Verfügung steht.
Die elektromagnetische Kraft wird so genannt, weil sich ein elektrischer Strom und ein magnetisches Feld gegenseitig erzeugen können. Das Hindurchführen eines Magneten durch eine Drahtspule bewirkt, dass sich die Elektronen im Draht aufgrund der Abstoßung der elektrischen Kraft vom Magneten entfernen. In ähnlicher Weise erzeugt das Leiten eines elektrischen Stroms durch einen gewickelten Draht ein Magnetfeld, dessen Richtung aufgrund der elektrischen Trägheit dem Strom entgegengesetzt ist.
Zwei Hauptmessungen der elektrischen Kraft bestimmen den größten Teil des Verhaltens, das Elektrizität bei der Wechselwirkung mit Objekten zeigt: Spannung und Widerstand, aus denen die Messung des Stroms abgeleitet wird. Die Spannung ist die Menge an elektrischem Potential, die von einem Punkt zum anderen vorhanden ist, ähnlich dem Druck, der in einem aktivierten Wasserschlauch aufgebaut wird. Je höher die Spannung zwischen zwei Punkten ist, desto höher ist der elektrische Druck und desto leichter fließt Strom. Das Konzept des Widerstands beschreibt die Neigung eines Objekts, dem elektrischen Fluss zu widerstehen. Der elektrische Strom in Ampere, der von einem Punkt zum anderen fließt, kann als Spannung geteilt durch den Widerstand in Ohm ausgedrückt werden.
Elektrischer Strom ist entweder Wechselstrom oder Gleichstrom. Der Unterschied ist die Strömungsrichtung; Wechselstrom wechselt die Richtung dutzende Male pro Sekunde mit umgekehrter Polarität. Gleichstrom behält die Polarität bei und fließt daher nur in eine Richtung, z. B. durch eine Batterie.