O que é Eletricidade e Como a Eletricidade é Gerada e Utilizada
Existem algumas invenções que mudaram a civilização humana. A primeira invenção foi a roda, a segunda invenção foi a eletricidade, a terceira invenção foram as telecomunicações e a quarta invenção foi o computador. Vamos discutir a introdução básica da eletricidade. Cada substância no universo é composta de muitos átomos e cada átomo tem o mesmo número de elétrons negativos e prótons positivos.
Portanto, podemos dizer que cada substância neutra tem o mesmo número de elétrons e prótons nela. Os prótons são imóveis e fortemente ligados ao núcleo dos átomos. Os elétrons também estão ligados aos átomos e orbitam ao redor do núcleo em diferentes níveis distintos. No entanto, alguns dos elétrons podem se mover livremente ou sair de suas órbitas devido a influências externas. Esses elétrons livres e também os fracamente ligados causam eletricidade.
Em condições neutras, o número de elétrons e prótons é o mesmo em qualquer pedaço de substância. Mas, se de alguma forma o número de elétrons em uma substância se torna maior do que o número de prótons, a substância se torna carregada negativamente, pois a carga líquida de cada elétron é negativa. Se o número de elétrons em uma substância se torna menor do que o número de prótons, a substância se torna carregada positivamente.
A concentração de elétrons livres sempre tenta ser uniforme. Esta é a única razão para a eletricidade. Vamos explicar com detalhes. Se dois corpos condutores com cargas diferentes entrarem em contato, os elétrons do corpo com maior concentração de elétrons se moverão para o corpo com menor concentração de elétrons para equilibrar a concentração de elétrons de ambos os corpos. Este movimento de carga (já que os elétrons são partículas carregadas) é a eletricidade.
Os termos relacionados à eletricidade
Carga Elétrica: Como dissemos anteriormente, o número de elétrons e o número de prótons são iguais em um corpo neutro. A quantidade de carga negativa e positiva também é igual em um corpo neutro, já que a carga elétrica de um elétron e de um próton é numericamente igual, mas sua polaridade é oposta. Mas, por qualquer motivo, se o equilíbrio entre o número de elétrons e prótons em um corpo se desequilibra, o corpo se torna eletricamente carregado. Se o número de elétrons for maior que o de prótons, o corpo se torna carregado negativamente e a quantidade de carga depende do número de elétrons excedentes no corpo. Da mesma maneira, podemos explicar a carga positiva de um corpo. Aqui, o número de elétrons se torna menor que o de prótons. A positividade do corpo depende da diferença entre prótons e elétrons no corpo.
Corrente Elétrica: Quando a carga flui de um ponto a outro para fazer uma distribuição uniforme de carga, a taxa na qual a carga está fluindo é chamada de corrente elétrica. Esta taxa depende principalmente da diferença entre as condições carregadas de dois pontos e das condições do caminho pelo qual a carga está fluindo. A unidade de corrente elétrica é Ampere e nada mais é do que coulomb por segundo.
Potencial Elétrico: O nível de condição carregada de um corpo é conhecido como potencial elétrico. Quando um corpo é carregado, ele adquire a capacidade de realizar algum trabalho. Potencial elétrico é a medição da capacidade de um corpo carregado de realizar trabalho. A corrente fluindo através de um condutor é diretamente proporcional à diferença de potencial elétrico entre as duas extremidades do condutor. O potencial elétrico pode ser visualizado como a diferença de nível de água em dois tanques de água conectados por um pipeline. A velocidade da água fluindo do tanque de cabeça mais alta para o tanque de cabeça mais baixa depende da diferença de nível ou de cabeça de água nos tanques, não da quantidade de água armazenada nos tanques. Da mesma forma, a corrente elétrica entre dois corpos depende da diferença de potencial entre dois corpos, não da quantidade de carga armazenada nos corpos.
Campo Elétrico: Há sempre uma força entre dois corpos carregados colocados perto um do outro. A força pode ser atrativa ou repulsiva, dependendo da natureza da carga dos dois corpos. Quando um corpo carregado entra na zona próxima de outro corpo carregado, a força é experimentada na prática. O espaço que cerca um corpo carregado onde outro corpo carregado pode experimentar uma força é chamado de campo elétrico do corpo anterior.
Estes quatro termos mencionados acima são os principais parâmetros da eletricidade.
Existem três maneiras básicas pelas quais geralmente produzimos eletricidade.
Processo Eletromecânico: Quando um condutor se move em um campo magnético e o condutor corta as linhas de fluxo do campo fluxo é produzida eletricidade no condutor. Dependendo deste princípio, todos os geradores elétricos funcionam, como geradores DC, alternadores e todos os tipos de dinamos.
Processo Eletroquímico: Em todas as tipos de bateria é produzida eletricidade devido a reações químicas. Aqui, a energia química é convertida em energia elétrica.
Geração de Eletricidade em Estado Sólido: Este é o processo mais moderno de geração de eletricidade. Aqui, elétrons livres e buracos são gerados em uma junção PN e a distribuição de portadores de carga fica desequilibrada ao longo da junção PN quando a junção é exposta à luz. Estes elétrons livres e buracos e sua distribuição desequilibrada ao longo da junção causam eletricidade em um circuito externo. Com base neste princípio, as células solares fotovoltaicas funcionam.
