Природа на електричеството и концепцията за електричество

Електричеството е най-разпространената форма на енергия. То се използва за различни приложения, като осветление, транспорт, готвене, комуникации, производство на различни стоки в заводи и много други. Никой от нас не знае точно какво е електричество. Понятието за електричество и теориите зад него могат да бъдат разработени чрез наблюдение на неговите различни поведения. За наблюдение на природата на електричеството, е необходимо да се изучи структурата на веществата. Всяко вещество в тази вселена е съставено от изключително малки частици, наречени молекули. Молекулата е най-малката частица на вещество, в която всички идентичности на това вещество са присъстващи. Молекулите са съставени от още по-малки частици, наречени атоми. Атомът е най-малката частица на елемент, която може да съществува.

Има два типа вещества. Веществото, чийто молекули са съставени от подобни атоми, се нарича елемент. Веществото, чийто молекули са съставени от различни атоми, се нарича съединение. Понятието за електричество може да бъде постигнато от атомната структура на веществата.

Структура на атома

Атомът се състои от един централен ядро. Ядрото е съставено от положителни протони и беззарядни неутрони. Това ядро е обкръжено от множество орбитални електрони. Всеки електрон има отрицателен заряд от – 1.602 × 10– 19 Кулон, а всеки протон в ядрото има положителен заряд от +1.602 × 10 – 19 Кулон. Поради противоположния заряд, между ядрото и орбиталните електрони съществува някаква привлекателна сила. Електроните имат сравнително пренебрегаема маса в сравнение с масата на ядрото. Масата на всеки протон и неутрон е 1840 пъти по-голяма от масата на електрона.

Тъй като модулната стойност на всеки електрон и всеки протон са еднакви, броят на електроните е равен на броя на протоните в електрически нейтрален атом. Атомът става положително зареден йон, когато губи електрони, и съответно атомът става отрицателен йон, когато печели електрони.

Атомите могат да имат слабо свързани електрони в своите най-външни орбити. Тези електрони изискват много малко количество енергия, за да се отделят от своите родителски атоми. Тези електрони се наричат свободни електрони, които се движат случайно във веществото и се прехвърлят от един атом към друг. Казваме, че даден къс вещества, който като цяло съдържа неравен брой електрони и протони, е електрически зареден. Когато има повече електрони в сравнение с протоните, веществото се нарича отрицателно заредено, а когато има повече протони в сравнение с електроните, веществото се нарича положително заредено.

Основната природа на електричеството е, че когато отрицателно заредено тяло е свързано с положително заредено тяло чрез проводник, излишните електрони на отрицателното тяло започват да се движи към положителното тяло, за да компенсират липсата на електрони в това положително тяло.
Надявам се, че сте получили основната концепция за електричеството от горния обяснение. Има някои материали, които имат много свободни електрони при нормална температура на помещението. Добре известни примери за такива материали са сребро, мед, алуминий, цинк и т.н. Движението на тези свободни електрони може лесно да бъде насочено в определена посока, ако електрическата потенциална разлика е приложена върху парче от тези материали. Благодарение на множеството свободни електрони, тези материали имат добра електрическа проводимост. Тези материали се наричат добри проводници. Дрейфът на електроните в проводник в една посока се нарича ток. Фактически, електроните се движеят от по-ниски потенциали (-Ve) към по-високи потенциали (+Ve), но общоприетата посока на тока е от най-високия потенциален пункт към по-ниския, така че общоприетата посока на тока е обратна на посоката на движение на електроните. В неметални материали, като стъкло, мика, слейт, порцелан, най-външната орбита е завършена и почти няма шанс за губене на електрони от най-външната обвивка. Следователно, в този тип материал почти няма свободни електрони.
Следователно, тези материали не могат да провеждат електричество, с други думи, електрическата проводимост на тези материали е много слаба. Такива материали се наричат недържачи или електрически изолатори. Природата на електричеството е да се движи през проводник, когато е приложена електрическа потенциална разлика, но не и през изолатори, дори при приложение на висока електрическа потенциална разлика.

Източник: Electrical4u

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на права, моля се обратете за изтриване.