З'єднаємо проводами електричну лампочку з електричної батарейкою. Провід, нитка лампочки і батарейка утворили замкнутий контур - електричне коло. У цьому ланцюзі тече електричний струм, який розігріває до світіння нитка лампи. Що ж таке електричний струм? Це спрямоване рух заряджених частинок.
У батарейці відбуваються хімічні реакції, в результаті яких на виведенні, позначеному значком «-» (мінус), накопичуються електрони - частинки речовини, що мають найменший заряд. Метал, з якого зроблені дроти і нитка лампочки, складається з атомів, що утворюють кристалічну решітку. Крізь цю решітку можуть вільно проходити електрони. Потік електронів по провідниках (так називають речовини, які пропускають електричний струм) від одного виведення батарейки до іншого - це і є електричний струм. Чим більше електронів пройде через провідник, тим більше сила електричного струму. Вимірюють силу струму в амперах (А).
Якщо по провіднику тече струм силою в 1 А, то через перетин провідника щосекунди пролітає 6,24 • 1018 електронів. Така кількість електронів несе заряд в 1 Кл (кулон).
Електричний струм в ланцюзі, утвореної проводами, ниткою лампи і батарейкою, можна порівняти з потоком рідини, що рухається по трубах водопроводу. З'єднувальні дроти - це ділянки труби з великим перетином, нитка лампочки - тонка трубка, а батарейка - насос, який створює напір. Чим більше натиск, тим більше потік рідини. Батарейка в електричному ланцюзі створює напругу (напір). Чим. більше напруга, тим більше струм в ланцюзі. Напруга вимірюють у вольтах (В). Щоб пропустити через лампочку кишенькового ліхтаря струм, який змусив би світитися її нитка, необхідна напруга 3-4 В. У квартири будинків електрична енергія.подводітся під напругою 127 або 220 В, а по лініях електропередачі (ЛЕП) струм передається під напругою в сотні кіловольт (кВ). Електрична енергія, яка виділяється в 1 с (потужність), дорівнює добутку сили струму на напругу. Потужність при силі струму 1 А і напрузі 1 В дорівнює 1 вату (Вт).
Не всі речовини вільно пропускають електрони, наприклад скло, фарфор (див. Кераміка), гума (див. Каучук і гума) майже не пропускають електричного струму. Такі речовини називають ізоляторами, або діелектриками. Гумою ізолюють провідники, зі скла та порцеляни виготовляють ізолятори для високовольтних ЛЕП. Однак навіть метали чинять опір електричному струму. Електрони при русі «розштовхують» атоми, з яких складається метал, змушують їх швидше рухатися - нагрівають провідник. Нагрівання провідників електричним струмом вперше досліджували російський вчений Е. X. Ленц і англійський фізик Д. Джоуль. Властивість електричного струму нагрівати провідники широко використовується в техніці. Електричний струм розпалює нитки електричних ламп (див. Джерела світла) і електронагрівальних приладів, плавить сталь в електропечах (див. Електрометалургія).
У 1820 р датський фізик Г.-Х. Ерстед виявив, що поблизу провідника зі струмом відхиляється магнітна стрілка. Так було відкрито чудову властивість електричного струму створювати магнітне поле. Це явище докладно дослідив французький вчений А. Ампер. Він встановив, що 2 паралельних дроти, по яких тече струм в однаковому напрямку, притягуються один до одного, а якщо напрямки струмів протилежні, проводи відштовхуються. Ампер пояснив це явище взаємодією магнітних полів, які створюють струми. Ефект взаємодії проводів зі струмом і магнітних полів використовується в електродвигунах, в електричних реле і в багатьох приладах.
Ще одна цікава властивість електричного струму можна виявити, якщо пропустити струм через електроліт - розчин солі, кислоти або лугу. В електролітах молекули речовини розщеплені на іони - частинки молекул з позитивними або негативними зарядами. Струм в електроліті - це рух іонів. Щоб пропустити струм через електроліт, в нього опускають 2 металеві пластини, з'єднані з джерелом струму. Позитивні іони рухаються до електрода, з'єднаного з негативним затискачем джерела, негативні - до електрода, з'єднаного з позитивним затискачем. Іони осідають на електродах. Цей процес називають електролізом. За допомогою електролізу можна з солей виділяти чисті метали, хромувати і нікельованими різні предмети, виробляти складну обробку виробів (див. Електрохімічні методи обробки), яку неможливо робити на простих металорізальних верстатах, розділяти воду на її складові частини - водень і кисень.
У ваннах для електролізу, в лампочці, підключеної до батарейці кишенькового ліхтаря, струм тече весь час в одному напрямку і сила струму не змінюється. Такий струм називається постійним струмом. Однак в техніці частіше використовується змінний струм, напрямок і сила якого періодично змінюються. Час повного циклу зміни напрямку струму називається періодом, а число періодів в 1 с - частотою змінного струму. Промисловий струм, який приводить в рух верстати, висвітлює вулиці і квартири, змінюється з частотою 50 періодів в 1 с. Змінний струм можна легкі трансформувати - підвищувати і знижувати його напруга за допомогою трансформаторів.
Змінний струм теж можна використовувати для передачі інформації. Інформацію змінним струмом можна передавати, змінюючи певним чином амплітуду коливань струму. Таке кодування інформації називається амплітудною м о д у л я ц і е | (AM). Можна також змінювати частоту коливань змінного струму так, щоб деякої зміни частоти відповідала певна інформація. Таке кодування називається частотної модуляцією (ЧМ). У радіоприймачах є канали AM і ЧМ, які «розшифровують» - перетворюють в звук - амплітудно або частотно модульовані коливання радіохвиль, прийнятих антеною.