מה זורם
מתכות מלאות באלקטרונים חופשיים. כל אטום בתיל נחושת מוותר על אחד או שניים, והם מתרוצצים בחופשיות בין יוני המתכת כמו גז שכלוא בספוג, ונתקלים ביון אחד אחרי השני. היונים נשארים במקומם במתכת, אבל רוטטים שם. כשדבר אינו דוחף את האלקטרונים, ההתרוצצות שלהם לא מובילה בממוצע לשום מקום, ושום דבר לא קורה.
חברו סוללה, וכולם מרגישים דחיפה באותו כיוון. כל אלקטרון עדיין מתרוצץ באקראי, אבל נוסף על כך ההמון כולו מתחיל להיסחף סביב הלולאה. הסחיפה הזאת היא זרם חשמלי, והוא נמדד באמפר: אמפר אחד הוא כשישה מיליארד מיליארד אלקטרונים שעוברים בנקודה מסוימת בכל שנייה.
הדחיפה והמכשול
הדחיפה של הסוללה היא המתח שלה. מתח גבוה יותר דוחף כל אלקטרון חזק יותר, וההמון נע מהר יותר. כל מה שהאלקטרונים צריכים להידחק דרכו דוחף בחזרה, וזו ההתנגדות. תיל דק מתנגד יותר מתיל עבה, תיל ארוך יותר מתיל קצר, ותיל חם יותר מתיל קר, כי היונים רוטטים חזק יותר ומפריעים לדרך.
הזרם הוא פשוט הדחיפה חלקי המכשול. הכפילו את המתח, והזרם מוכפל; הכפילו את ההתנגדות, והוא יורד בחצי. הכלל הזה הוא חוק אוהם, והוא העובדה השימושית ביותר בכל תחום האלקטרוניקה.
נסו: קבעו את המתח על מצבר רכב והזיזו את ההתנגדות מהקצה התחתון עד הקצה העליון. הסתכלו על הנורה ועל המהירות של ההמון.
למה האור נדלק מיד
האלקטרונים נסחפים לאט, פחות ממילימטר בשנייה בתיל ביתי, כך שנדמה שהנורה אמורה להידלק רק אחרי שעות. זה לא קורה, כי התיל היה מלא באלקטרונים עוד לפני שלחצו על המתג. סגירת המעגל מניעה את כל ההמון בבת אחת, כמו מים בצינור שכבר מלא: פותחים את הברז, ומים יוצאים מיד בקצה השני, אף שאף טיפה בודדת לא עברה דרך ארוכה.
לאן הולכת האנרגיה
אלקטרונים שנתקלים בדרכם בחוט הלהט הדק של הנורה מוסרים אנרגיה בכל התנגשות, וחוט הלהט מתחמם עד שהוא זוהר. החום הזה הוא היונים שרוטטים חזק יותר: פתחו את התיל בסצנה, הגבירו את הזרם, והיונים יתנודדו רחוק יותר סביב מקומם. כל מה שמעגל עושה, מדליק מנורה, מסובב מנוע, טוען טלפון, הוא אנרגיה שמוסרים אלקטרונים שנדחקים דרך משהו שמתנגד להם. הסוללה מכניסה את האנרגיה; ההתנגדות קובעת איפה היא יוצאת.
שני סוגים של זרם
סוללה דוחפת לכיוון אחד, ונותנת זרם ישר. רשת החשמל דוחפת הלוך ושוב חמישים או שישים פעמים בשנייה, ונותנת זרם חילופין, שבו האלקטרונים נעים הלוך ושוב במקום להיסחף למקום כלשהו. ברשת החשמל משתמשים בזרם חילופין כי קל לשנות את המתח שלו בעזרת שנאים, ומתח גבוה מאפשר להעביר הספק לאורך כל המדינה בתילים דקים יותר ובהפסד קטן יותר.