Mkondo wa umeme

Mkondo wa umeme ni mwendo wa chaji ya umeme ndani ya kipitishi. Kipimo sanifu chake ni ampea.

Mkondo ya umeme hutumiwa kwa athari na shughuli nyingi. Unaweza kusababisha

• uga wa sumaku unaoendesha injini au jenereta
• joto unaotumiwa katika jiko au kikanza
• michakato ya kikemia inayotumiwa kwa mfano katika elektrolisisi
• kung'aa kwa gesi kunakotumiwa katika taa za taa memetevu

Mwendo huu unaweza kutokea kwa njia mbalimbali. Njia au media ambako mkondo unapita huitwa kipitishi.

Vipitishi mara nyingi ni metali kama waya. Katika mitambo ya kila siku, mkondo wa umeme unafanywa na harakati ya elektroni ndani ya waya. Metali zinafaa kama vipitishi hasa kutokana na kuwepo kwa elektroni huru zenye nafasi za kupitapita kati ya atomi au ioni za metali. ^[1] Kadiri jinsi metali ina idadi kubwa zaidi ya elektroni huru ubora kama kipitishi cha umeme unaongezeka.

Mwanafizikia George Gamow alieleza mchakato huu hivi: "Dutu metalia zinatofautiana na dutu nyingine kwa hali ya mizingo elektroni ya nje katika atomi zao. Mizingo hii ya nje hazifungwi imara na zinaruhusu mara nyingi elektroni kutoka nje ya mzingo. Kwa hiyo undani wa gomba la metali linajaa idadi kubwa ya elektroni zisizofungwa na atomi yoyote na kuzunguka bla shabaha ndani ya metali. Kama waya ya metali inaathiriwa na kani ya umeme kwenye vyanzo vyake hizi elektoni huru zinakimbia kuelekea chanzo cha kani na hivyo zinafanya kile tunachoita mkondo wa umeme." ^[2]

Katika kiowevu cha elektroliti mkondo wa umeme unatokea kwa njia ya mwendo wa ioni yaani atomi yenye chaji. ^[3]

Gesi katika hali ya utegili huwa pia na tabia ya kipitishi.

Kila kipitishi cha mkondo wa umeme kina ukinzani fulani. Maanake kuna dutu ambako mkondo wa umeme unapita kirahisi, katika nyingine vigumu na nyingine haipiti kabisa. Mfano ni dutu ambako umeme haupiti kabisa kama raba. Kwa kawaida vipitishi ni nyaya za shaba. Fedha ni kipitishi kizuri zaidi chenye ukinzani mdogo lakini ni haba na ghali mno.

Ukinzani unasababisha kupungukiwa kwa volteji kati ya pande mbili ya kipitishi. Tofauti ya volteji kati ya pande hizi mbili huitwa tofauti wezo.

Sheria ya Ohm inaeleza uhusiano huu: mkondo katika kipitishi baina sehemu mbili inalingana moja kwa moja kwa tofauti wezo kati ya sehemu hizi mbili. Ukinzani hapo ni dumifu wa wezo.^[4]

${\displaystyle I={\frac {V}{R}}}$

^[5] Katika fomula hii I ni mkondo wa umeme kwenye kipitishi kwa vizio vya ampea; V ni tofauti wezo katika kipitishi kwa vizio vya volti na R ni ukinzani wa kipitishi kwa vizio vya ohm.

Sheria ya Ohm inasema ya kwamba R katika hali hii ni dumifu, bila kutegema mkondo.^[6]

Kuna aina mbili za mkondo wa umeme ambazo ni

• mkondo mfulizo , kwa kifupi DC (ing. direct current) na
• mkondo geu , kwa kifupi AC (ing. alternating current)

^{[7] [8]}

Mkondo mfulizo (DC) hutirikia kutoka upande moja wa kipitishi kwenda upande mwingine. Unapatikana kutoka beteri, paneli ya sola au mashine za aina ya dainamo.

Mkondo geu (AC) huwa na mwendo unaobadilika mwelekeo mara kwa mara katika kipitishi.

Hii ni aina ya mkondo wa umeme unaopelekwa kwa nyumba za watu na viwanda.

1. ↑ Metallic bonding. chemguide.co.uk
2. ↑ One, Two, Three...Infinity (1947, revised 1961), Viking Press (copyright renewed by Barbara Gamow, 1974), reprinted by Dover Publications, ISBN 978-0-486-25664-1
3. ↑ Anthony C. Fischer-Cripps (2004). The electronics companion. CRC Press. p. 13. ISBN 978-0-7503-1012-3.
4. ↑ Consoliver, Earl L., and Mitchell, Grover I. (1920). Automotive ignition systems. McGraw-Hill. p. 4.
5. ↑ Robert A. Millikan and E. S. Bishop (1917). Elements of Electricity. American Technical Society. p. 54.
6. ↑ Oliver Heaviside (1894). Electrical papers 1. Macmillan and Co. p. 283. ISBN 0-8218-2840-1.
7. ↑ N. N. Bhargava and D. C. Kulshreshtha (1983). Basic Electronics & Linear Circuits. Tata McGraw-Hill Education. p. 90. ISBN 978-0-07-451965-3.
8. ↑ National Electric Light Association (1915). Electrical meterman's handbook. Trow Press. p. 81.