Elektrik akımı nasıl oluşur?

Elektriksel akım olarak da ifade edilen elektrik akımı; akım yoğunluğunun hesaplanabildiği ve Ohm Yasası gibi net formüllerle gerilim hesabı yapılabilen, elektriksel yük parçacıklarıyla alakalı olan hareketlilik prensiplerinin genel ismidir. Aslında elektrik akımıyla ilgili yarı iletkenler gibi birçok istisna da söz konusudur ancak yine de akım ile direnç arasındaki bağlantı Ohm Yasası kapsamında hesaplanabilir. Daha basit bir tanımla elektrik akımı; belirli bir zamanda ölçüm yapılan kesit üzerinden geçen elektrik yükü miktarının hesaplanmasıdır. Elektrik akımının dünya çapında kabul gören ölçüm birimi ise Amper’dir ve kısaca “A” harfi ile ifade edilir. Bir saniye içinde ölçüm yapılan bir kesit üzerinden geçen 1 Coulomb değerinde yük geçmesi halinde bu 1 Amper değere eşdeğerdir. Bir başka değişle kesitten 1 Coulomb değerinde yük geçiyorsa, bu elektrik yükü 1 Amper olarak ifade edilir.

Elektrik akımı ile ilgili evrensel olarak kabul gören Ohm Yasası, madde üzerinden geçen elektrik akımının madde direnci ile ters orantılı olduğunu söyler. Ancak kaidenin Ohm Yasası kapsamındaki cisimler için geçerli olduğu da unutulmamalıdır. Zira her ne kadar doğadaki maddelerin oldukça büyük bir bölümü Ohm Yasası kapsamında girse de, yasaya uymayan maddeler de bulunmaktadır. Ohm Yasası kapsamı dışında kalan maddelerin akım ve gerilimi ile ilgili ilişkiler, gerçek anlamda oldukça karmaşık bir şekilde gelişebilir. Ohm Yasası kapsamında olan maddeler çoğunlukta olduğundan, akım ve direnç arasındaki ilişki  kadar akım ile gerilim ilişkisini de inceler. Ohm Yasası kapsamında maddeden geçen akım ile maddenin direnci ters orantılıyken, akıma sebebiyet veren gerilimle akım arasında doğru orantılı bir ilişki söz konusudur.

Serbest ya da hareketli iyonlara sahip olan katı iletken metaller, hiçbir elektriksel alan ile etkileşim haline geçmeseler dahi ısı sebebiyle rastgele hareket eden elektronlara sahiptir. Kristal yapısına bağlı olan ancak herhangi bir atom ile bağlantılı olmayan katı iletken metal elektronları, normal şartlarda metalin net akımının sıfır olmasına neden olur. Bu tür metallerden yapılan bir telin iki ucuna doğru akım kaynağı bağlanırsa, bir elektrik alanı meydana getirilmiş olunur. Elektrik akımının oluşması da işte bu şekilde sağlanmış olur. Bu şekilde metal bir telin iki ucunun doğru akım kaynağına bağlanması, metalin sahip olduğu elektronların normal alanının ters yönünde hareketlenmesini sağlar ki, bu da normalden daha fazla hareket eden elektronların bir elektrik akımı meydana getirmesini sağlar. Söz konusu metaller olduğunda elektrik akımının oluşumu bu şekildedir.