المفاهيم الرئيسية الكهرباء المواد الموصلة للكهرباء المواد العازلة للكهرباء مقدمة الكهرباء هي مصدر الطاقة للكثير من الأجهزة التي نستخدمها في حياتنا اليومية، وتتكون هذه الأجهزة من دوائر كهربائية، تتراوح بين الدوائر شديدة البساطة (مثل المصابيح ذات اللمبة الواحدة) والدوائر شديدة التعقيد (مثل أجهزة الكمبيوتر). يمكنك تنفيذ هذه التجربة البسيطة لبناء دائرة كهربائية بسيطة واستخدامها؛ لكي تتعرف على الأدوات المنزلية الموصلة للتيار الكهربائي. معلومات أساسية إنك على الأرجح تسمع كلمة "كهرباء" كثيرًا، ولكن ماذا تعني فعليًّا؟ تشير كلمة "الكهرباء" في استخدامها اليومي عادةً إلى الجسيمات المشحونة كهربيًّا (الإلكترونات) التي تتحرك عبر الأسلاك المعدنية، ويُطلَق على تدفق الكهرباء اسم التيار الكهربائي. والمعادن بصورة عامة موصلات جيدة جدًّا للكهرباء، أي أنها تسمح بتدفق التيار بسهولة. أما المواد التي لا تسمح بذلك فيُطلَق عليها مواد عازلة للكهرباء، وتندرج تحتها معظم المواد غير المعدنية، كالبلاستيك والخشب والمطاط. وسوف تَلحَظ هذا إذا ما جربت إدخال شيء ما في مقبس الكهرباء في الحائط. فالشعبتان في القابس الكهربائي وكذلك الأسلاك معدنية، لكنها محاطة بعازل بلاستيكي أو مطاطي لحمايتك من التعرض لصدمة كهربائية عند لمس السلك.
تستخدم المواد العازلة للحماية فمثلاً تُغطى القابسات الكهربائية ( أدوات التوصيل الكهربائي) بمواد عازلة مثل المطاط والبلاستيك. هل تعلم أن خوذة رجال الإطفاء مصنوعة من مادة الزجاج الليفي وهي مادة غير موصلة. رجال الإطفاء الذين يدخلون المباني المحترقة معرَّضون للخطر بسبب الأسلاك الكهربائية المعراة. إذا أزيل العازل عن السلك ( الكيبل) الكهربائي فعليك تغيير الكيبل ، ولاتغطي الأسلاك المعراة بشريط لاصق أبداً. يعتبر الكربون من المواد الموصلة المهمة والمستخدمة بكثرة علماً بأنه مادة غير معدنية.
ولكي يتدفق التيار الكهربائي، فإنه يحتاج إلى "حلقة" كاملة، أو ما يُطلَق عليه الدائرة المغلقة. ولذلك نجد أن مقبس الكهرباء في الحائط له شعبتان، ونجد أن للبطاريات طرفين (موجب وسالب) وليس طرفًا واحدًا. إذ نقوم بتوصيل الطرفين بدائرة وهذا يجعلها حلقة كاملة، أما إذا جرى كسر هذه الحلقة فإنها تتحول إلى دائرة مفتوحة لا يتدفق التيار الكهربائي عبرها. في هذه التجربة، ستعمل على تكوين دائرتك المغلقة البسيطة عن طريق تفكيك مصباح يدوي (بعد الاستئذان بالطبع)، ثم تجعل من هذه الدائرة وسيلةَ اختبار لتحديد أي من الأدوات المنزلية موصل للكهرباء وأيها عازل للكهرباء. فإذا وصلت هذه الدائرة بموصل للكهرباء فستكون دائرة مغلقة وسيضيئ المصباح، أما إذا ما وصلت الدائرة بمادة عازلة للكهرباء، فستكون الدائرة الكهربائية مفتوحة وسيظل المصباح مطفأ. أدوات التجربة مصباح يدوي سهل التفكيك بطاريات للمصباح ثلاثة أسلاك يسهل قطعها وتقشيرها (انظر الخطوات لمزيد من المعلومات) مسطرة ذات قياسات مترية شريط كهربائي (و/أو شرائط مطاطية) مقص أو سكين (بمساعدة شخص بالغ) مجموعة من الأدوات المنزلية المعدنية وغير المعدنية لاستخدامها في اختبار الدائرة الإعداد للتجربة لتنفيذ هذه التجربة ستحتاج إلى نزع ثلاثة أسلاك معدنية من أي جهاز إلكتروني قديم.