Wat is elektriciteit en hoe wordt elektriciteit opgewekt en gebruikt
Er zijn enkele uitvindingen die de menselijke beschaving hebben veranderd. De eerste uitvinding was het wiel, de tweede uitvinding was elektriciteit, de derde uitvinding was telecommunicatie en de vierde uitvinding was de computer. We zullen de basis van elektriciteit bespreken. Elk materiaal in het universum bestaat uit veel atomen en elk atoom heeft evenveel negatieve elektronen als positieve protonen.
Daarom kunnen we zeggen dat elk neutraal materiaal evenveel elektronen en protonen bevat. De protonen zijn onbeweeglijk en sterk verbonden aan het kern van de atomen. Elektronen zijn ook gebonden aan atomen en cirkelen op verschillende niveaus om de kern. Maar sommige elektronen kunnen vrij bewegen of hun baan verlaten door externe invloeden. Deze vrije en los gebonden elektronen veroorzaken elektriciteit.
In neutrale toestand is het aantal elektronen en protonen in elk stuk materiaal hetzelfde. Maar als op de een of andere manier het aantal elektronen in een materiaal groter wordt dan het aantal protonen, wordt het materiaal negatief geladen, omdat de nettolading van elk elektron negatief is. Als het aantal elektronen in een materiaal kleiner wordt dan het aantal protonen, wordt het materiaal positief geladen.
De concentratie van vrije elektronen probeert altijd uniform te zijn. Dit is de enige reden voor elektriciteit. Laat ons dit in detail uitleggen. Als twee verschillend geladen geleidende lichamen contact maken, zullen de elektronen van het lichaam met de hogere elektronconcentratie naar het lichaam met de lagere elektronconcentratie bewegen om de elektronconcentratie van beide lichamen te balanceren. Deze beweging van lading (aangezien elektronen geladen deeltjes zijn) is elektriciteit.
Gerelateerde termen in elektriciteit
Elektrische lading: Zoals we eerder vertelden, is het aantal elektronen en het aantal protonen in een neutraal lichaam gelijk. Het bedrag aan negatieve lading en positieve lading is ook gelijk in een neutraal lichaam, aangezien de elektrische lading van een elektron en een proton numeriek gelijk is, maar hun polariteit is tegenovergesteld. Maar als de balans van het aantal elektronen en protonen in een lichaam verstoord raakt, wordt het lichaam elektrisch geladen. Als het aantal elektronen groter is dan dat van protonen, wordt het lichaam negatief geladen en hangt de hoeveelheid lading af van het aantal overtollige elektronen in het lichaam. Op dezelfde manier kunnen we de positieve lading van een lichaam uitleggen. Hier is het aantal elektronen kleiner dan dat van protonen. De positiviteit van het lichaam hangt af van het verschil tussen protonen en elektronen in het lichaam.
Elektrische stroom: Wanneer lading van één punt naar een ander punt stroomt om een uniforme ladingverdeling te creëren, wordt de snelheid waarmee de lading stroomt, de elektrische stroom genoemd. Deze snelheid hangt voornamelijk af van het verschil in geladen toestand tussen twee punten en de omstandigheden van de weg waarlangs de lading stroomt. De eenheid van elektrische stroom is Ampère en dit is niets anders dan coulomb per seconde.
Elektrisch potentiaal: Het niveau van de geladen toestand van een lichaam staat bekend als elektrisch potentiaal. Wanneer een lichaam geladen is, krijgt het de mogelijkheid om werk te doen. Elektrisch potentiaal is de meting van de vermogen van een geladen lichaam om werk te doen. De stroom die door een geleider stroomt, is recht evenredig met het verschil in elektrisch potentiaal tussen de twee einden van de geleider. Het elektrisch potentiaal kan worden gevisualiseerd als het verschil in waterpeil in twee waterreservoirs die verbonden zijn met een leiding. De snelheid waarmee water van het reservoir met het hoogste hoofd naar het reservoir met het laagste hoofd stroomt, hangt af van het peilverschil of het hoofdverschil van het water in de reservoirs, niet van de hoeveelheid water die in de reservoirs is opgeslagen. Op dezelfde manier hangt de elektrische stroom tussen twee lichamen af van het potentiaalverschil tussen de twee lichamen, niet van de hoeveelheid lading die in de lichamen is opgeslagen.
Elektrisch veld: Er is altijd een kracht tussen twee dicht bij elkaar geplaatste geladen lichamen. De kracht kan aantrekkelijk of afstotend zijn, afhankelijk van de aard van de lading van de twee lichamen. Wanneer een geladen lichaam de nabijgelegen zone van een ander geladen lichaam binnengaat, wordt de kracht praktisch ervaren. De ruimte rond een geladen lichaam waar een ander geladen lichaam een kracht kan ervaren, wordt het elektrisch veld van het voorgaande lichaam genoemd.
Deze hierboven genoemde vier termen zijn de belangrijkste parameters van elektriciteit.
Er zijn drie basiswijzen waarop we meestal elektriciteit produceren.
Elektromechanisch proces: Wanneer een geleider zich in een magnetisch veld beweegt en de geleider de veld fluxlijnen doorsnijdt, wordt elektriciteit in de geleider geproduceerd. Afhankelijk van dit principe werken alle elektrische generatoren zoals DC-generatoren, alternators en alle soorten dynamo's.
Elektrochemisch proces: In alle soorten batterijen wordt elektriciteit geproduceerd door chemische reacties. Hier wordt chemische energie omgezet in elektrische energie.
Vaste-stof elektriciteitsgeneratie: Dit is het meest moderne proces van elektriciteitsgeneratie. Hier worden vrije elektronen en gaten op een PN-overgang gegenereerd en de verdeling van ladingsdragers wordt onevenwichtig over de PN-overgang wanneer de overgang blootgesteld wordt aan licht. Deze vrije elektronen en gaten en hun onevenwichtige verdeling over de overgang veroorzaken elektriciteit in een extern circuit. Op dit principe werken PV-zonnecellen.
Soorten elektriciteit
