Elektrik akımı nedir, elektrik akımı nasıl oluşur ? sorularını cevaplayabilmek için öncelikle serbest elektron kavramını açıklamamız gerekir.

Elektron Kavramı

Metaller içinde atomlar sık olarak yan yana dizilmişlerdir. Bir atomun en dış yörüngesinde dönen elektronun kendi atom çekirdeğine olan uzaklığı, komşu atom çekirdeğine olan uzaklığına eşittir. Bu nedenle her iki atom çekirdeği bu elektronu eşit kuvvetle çekmek isterler. Metal içinde sayılamayacak kadar çok atomun bu şekilde yan yana dizildiği düşünülürse her iki atom arasında böyle bir elektronun olduğu anlaşılacaktır. Bu elektronlar metal içindeki diğer elektronlara nazaran daha serbest hareket ederler ve serbest elektron olarak tanımlanırlar.  Gümüş, bakır gibi iyi iletken metallerde atom sayısı kadar serbest elektron bulunur. Öyleyse bir maddenin iyi veya kötü iletken oluşu onun serbest elektron sayısına bağlıdır.

Herhangi bir metal içinde serbest bir elektron oluştuğunda bunun ait olduğu atom içinde pozitif yüklenme; serbest elektron sebebiyle de negatif yüklenme oluşacaktır. Bu oluşum herhangi bir tel üzerinde sayılamayacak kadar çoktur.  Ancak eşit sayıda ve dağınık olduklarından metal tel dışarıya karşı yüksüz yani nötrdür.

Bir metal tel (misal bir lambanın akkor flamanı) bir gerilim üreticinin uçlarına bağlandığında, gerilim üreticinin negatif kutbu, telin bu ucundaki örneğin bir elektronu telin içine doğru itecektir.  İtilen bu elektron komşu elektronla çarpışarak, onu diğer elektron üzerine itecek ve çarpışan küçük bilyeler gibi bütün bir tel içinde bu iteleme hareketi telin öteki ucuna kadar sürecektir. En son elektron iteleyeceği başka bir elektron olmadığından gerilim üreticinin pozitif kutbuna çekilecek ve devre tamamlanmış olacaktır. Elektrik akımı yalnızca kapalı bir akım devresi içinde akabilir. Bu iteleme ile oluşan hareketin hızı saniyede 300 000 km dir. Bu örnekten aslında bir elektronun telin bir ucundan girip diğer ucundan çıkmadığı anlaşılmaktadır.

Elektrik akımı nedir sorusuna böylece serbest elektronların bir sürüklenme hareketidir şeklinde cevap verebiliriz.

Serbest elektronların maddenin atom yapısı içinde kendi başlarına hareketi oldukça kısıtlıdır. Çok yavaş hareket ederler ve elektrik akımına, tel kesitine ve telin malzemesine bağlı olarak çeşitli hızlar gösterirler. Bu hızlar saniyede birkaç milimetreden fazla değildir. Ancak sürüklenme hareketi sayesinde bir lamba anahtarı açılır açılmaz yanabilmektedir.

Elektrik Akımının Ölçülmesi

Elektrik akımı birimi Amper olarak saptanmıştır(Ampère: bir Fransız fizikçisi). Amper biriminin uluslararası saptanmasında, elektrik akımının manyetik alan etkisinden  yararlanılmaktadır. Buna göre akım taşıyan iletken birbirine kuvvet uygular. Birbirinden bir metre uzaktaki iki paralel iletkenin, uzunluğuna her metresi başına oluşan kuvvet  2 x 10^-7 Newton ise, iletkenlerden geçen akım 1 amper’dir denilir.

Elektrik akımının formüllerde gösterilen sembolü (I) dır, amper biriminde ölçülür, simgesi (A) dır. Uygulamadaki azkatları miliamper (mA), mikroamper (µA) ; çokkatları kiloamper(kA) dir.

Elektrik akımının ölçülmesinde kullanılan ölçü aleti Ampermetre’dir. Ölçülecek akım ampermetrenin üzerinden geçmelidir. Bu nedenle ampermetre ölçülecek devreye seri olarak bağlanır.