Sähkövaraus ja sähkövirta

Kun yhdessä kappaleessa on positiivinen sähkövaraus ja toisessa negatiivinen, varausero pyrkii tasoittumaan. Yleensä negatiivista varausta siirtyy positiiviseen kappaleeseen, koska elektronit pääsevät liikkumaan aineessa helpoiten. Elektronit toimivat tällöin varauksenkuljettajina. Jotta varausero pääsee tasoittumaan, kappaleet on yhdistettävä toisiinsa johteella, jossa sähkövarausten liikettä rajoittavia tekijöitä on vähän.

Kun varausero tasoittuu, havaitaan sähkövirta. Jos laitteessa kulkee yhden ampeerin sähkövirta, sen läpi kulkee yksi coulombi varausta sekunnissa. Laitteen läpi siirtyy tällöin noin [[$6{,}241\cdot 10^{18}$]] elektronia sekunnissa. Sähkövirran suunnaksi on sovittu positiivisen varauksen liikkeen suunta. Useimmiten liikkuvat varaukset ovat kuitenkin negatiivisesti varautuneita elektroneja. Sähkövirran suunta on siis päinvastainen elektronien liikkeen suuntaan nähden.

Sähkövirran ja varauksen yhteys

[[$\qquad I=\dfrac{\Delta Q}{\Delta t}\qquad \left(\text{sähkövirta}=\dfrac{\text{siirtyvä varaus}}{\text{siirtymisaika}}\right)$]]

Sähkövirran yksikkö on ampeeri, A, ja se on sama kuin coulombia sekunnissa, C/s.

Ladattu akku sisältää energiaa, jota voidaan vapauttaa sähkövirtana. Akkua käytettäessä kemialliset reaktiot käynnistyvät ja varaukset alkavat liikkua. Akun koko voidaan ilmaista purkautuvan varauksen määränä, joka saadaan sähkövirran ja varauksen yhteyden perusteella: [[$Q=I\Delta t$]].

Akun kesto on tuntien suuruusluokkaa. Jotta akun käyttöaika tai akusta lähtevän sähkövirran suuruus ovat helpommin hahmotettavissa, käytetään akun sisältämälle varaukselle yksikköä Ah (ampeeritunti). Tämä on akun varauskapasiteetti.

Varauskapasiteetti ilmoitetaan milliampeereita tai ampeereita käyttäen. Kuvan akun varauskapasiteetti on 1 600 mAh. Jos akku liitetään laitteeseen, jonka keskimääräinen sähkövirta on 160 mA, laite toimii 10 h ennen akun tyhjenemistä.

[[$\qquad\begin{align} Q&=It\\ \ \\ t&=\dfrac{Q}{I}\\ \ \\ &=\dfrac{1600 \text{ mAh}}{160 \text{ mA}}=10 \text{ h}\end{align}$]]​