Elektrik günümüz teknolojisinin ilerlemesinde en fazla katkısı olan şeylerin başında yer almaktadır. Elektrik devrelerini incelediğimizde karşımızda zaman içerisinde oluşmuş olan akım, voltaj ve direnç gibi kavramlar çıkmaktadır. Akım, voltaj ve direnç nedir konusu iyi bilinmeden elektriksel sistemlerin iyi bir şekilde analiz edilmesi mümkün değildir. Bu nedenden dolayı sizlere öncelikli olarak elektrik nedir konusunda bilgi vereceğiz ve ardından elektrik sistemleri içerisinde sıklıkla karşımıza çıkan akım, voltaj ve direnç nedir konularında sizleri aydınlatmaya çalışacağız.
Elektrik: elektrik genel olarak serbest elektronlar olarak tanımlansa da elektriği bir şekilde kavramak adına maddenin en küçük yapı taşı olan atomun incelenmesi gerekmektedir. Atomlar dış yörüngelerinde elektronları barındırmaktadır. Bu elektronlar ısı, manyetik alan, kimyasal reaksiyon gibi bazı dış etkiler ile tetiklenecek olursa atomların dış yörüngelerinde bulunan bu elektronlar sistemden ayrılarak yani koparak serbest hale gelmektedir. Bazı etkiler nedeniyle atom yörüngesinden kopan bu elektronlara serbest elektron denilmektedir. Elektrik akımı aynı bu şekilde elektrik voltajını meydana getirerek elektrikli aletlerin çalışmasını sağlamaktadır. Bu da şüphesiz serbest haldeki elektronların hareket etmesi sayesinde meydana gelmektedir. Sistemde yer alan serbest elektronlar ilk olarak elektrik akımını ve voltajı oluşturur. Daha sonra bunlar elektriksel devrelerde kullanılarak elektrik adı verilen kavramın meydana gelmesini sağlarlar.
Akım: herhangi bir iletken maddenin kesitinden geçmekte olan elektron miktarına elektrik akımı denilmektedir. Bazı kitaplarda ise serbest elektronların iletken madde içerisinde akmasına elektrik akımı denildiği görülmektedir. Her elektrik akımının bir şiddeti vardır ve elektrik akımının şiddet birimi amper olarak nitelendirilmektedir. Herhangi bir devrede akımın meydana gelebilmesi için kesinlikle devrenin kapalı bir devre olması şarttır. Açık devrelerde serbest haldeki elektronlar hava içerisinden geçirmeyeceğinden dolayı elektrik akımının varlığından söz edilemez. Bir sisteme elektrik verilmesine rağmen akım meydana gelmiyorsa bunun tek nedeni şüphesiz devrenin açık olmasıdır.
Voltaj: elektrik devrelerinde serbest haldeki elektronların sistem devresinde akıp gitmesi için gerekli olan kuvvete voltaj denilmektedir. Voltaj adı verilen bu kavramın birimi volttur. Eğer voltaj olmasaydı elektriksel devrelerde yer alan serbest elektronlar hareket edemezler ve bu durum da akımın oluşmasını engellerdi. Bir sistemde akımın olabilmesi için şüphesiz voltajın olması gerekmektedir. Aksi takdirde serbest haldeki elektronların sistem içerisinde akıp gitmesi mümkün değildir.
Direnç: iletken maddeler üzerinden akım geçerken iletken maddeler akıma karşı bir mukavemet göstermektedir ve gösterilen bu mukavemete direnç adı verilmektedir. Direnç özellikle bir mukavemet gösterdiğinden dolayı iletken maddede yüksek ısının oluşmasına neden olmaktadır. Elektriksel devrede yer alan akımın değeri büyüdüğünde ise telin sıcaklığında ciddi bir artış gözlemlenmektedir. Elektriksel devrelerde direnç olarak adlandırılan bu kavramın birimi ohm’dur.