Příroda elektricity a koncept elektricity

Elektrina je nejčastější forma energie. Elektrina se používá pro různé aplikace, jako jsou osvětlení, doprava, vaření, komunikace, výroba různých zboží v továrnách a mnoho dalších. Nikdo z nás přesně neví, co je elektrina. Koncept elektriny a teorie za ním stojící lze vyvinout pozorováním jejích různých chování. Pro pozorování přírody elektriny je nutné studovat strukturu látek. Každá látka ve vesmíru je tvořena extrémně malými částicemi známými jako molekuly. Molekula je nejmenší částice látky, do které jsou přítomny všechny identity této látky. Molekuly jsou tvořeny ještě menšími částicemi známými jako atomy. Atom je nejmenší částice prvku, která může existovat.

Existují dva typy látek. Látka, jejíž molekuly jsou tvořeny podobnými atomy, se nazývá prvek. Látka, jejíž molekuly se skládají z různých atomů, se nazývá sloučenina. Koncept elektriny lze odvodit ze atomových struktur látek.

Struktura atomu

Atom se skládá z centrálního jádra. Jádro je tvořeno kladnými protony a neutrálními neutrony. Toto jádro je obklopeno množstvím orbitálních elektronů. Každý elektron má negativní nabídku -1,602 × 10– 19 Coulombů a každý proton v jádře má kladnou nabídku +1,602 × 10 – 19 Coulombů. Díky opačným nábojům mezi jádrem a obíhajícími elektrony existuje mezi nimi nějaká síla přitažení. Elektrony mají relativně zanedbatelnou hmotnost v porovnání s hmotností jádra. Hmotnost každého protonu a neutronu je 1840krát větší než hmotnost elektronu.

Jelikož absolutní hodnota každého elektronu a každého protonu je stejná, počet elektronů je roven počtu protonů v elektricky neutrálním atomu. Atom se stane kladně nabitém iontem, když ztratí elektrony, a naopak atom se stane záporně nabitém iontem, když získá elektrony.

Atomy mohou mít volně spojené elektrony v jejich nejvnějších oběžnicích. Tyto elektrony potřebují velmi malé množství energie, aby se oddělily od svých mateřských atomů. Tyto elektrony se označují jako volné elektrony, které se pohybují náhodně uvnitř látky a přecházejí z jednoho atomu do druhého. Jakýkoliv kus látky, který jako celek obsahuje nerovný počet elektronů a protonů, se označuje jako elektricky nabité. Pokud je větší počet elektronů než protonů, látka se označuje jako záporně nabité, a pokud je větší počet protonů než elektronů, látka se označuje jako kladně nabité.

Základní příroda elektriny spočívá v tom, že když je záporně nabité těleso spojeno s kladně nabitém tělesem prostřednictvím vodiče, nadbytečné elektrony záporně nabitého tělesa začnou proudit směrem k kladně nabitému tělesu, aby vyrovnaly nedostatek elektronů v tomto kladně nabitém tělese.
Doufám, že jste získali základní koncept elektriny z výše uvedeného vysvětlení. Existují materiály, které mají množství volných elektronů při normální pokojové teplotě. Dobře známé příklady těchto materiálů jsou stříbro, měď, hliník, cín atd. Pohyb těchto volných elektronů lze snadno směrovat do určitého směru, pokud je elektrický potenciální rozdíl uplatněn napříč kusem těchto materiálů. Díky množství volných elektronů mají tyto materiály dobré elektrické vedení. Tyto materiály se označují jako dobré vodiče. Drift elektronů v vodiči v jednom směru se nazývá proud. Ve skutečnosti elektrony proudí od nižšího potenciálu (-Ve) ke vyššímu potenciálu (+Ve), ale běžný konvenční směr proudu byl považován za směr od nejvyššího bodu potenciálu k nižšímu bodu potenciálu, takže konvenční směr proudu je právě opačný směru toku elektronů. V netovárních materiálech, jako jsou sklo, mika, břidlice, porcelán, je nejvnější oběžnice dokončena a je téměř žádná šance, že by elektrony ztratily ze své nejvnější oběžnice. Proto v těchto typech materiálů prakticky nejsou žádné volné elektrony.
Proto tyto materiály nemohou vodiť elektrinu, jinými slovy elektrické vedení těchto materiálů je velmi špatné. Takové materiály se nazývají nevodiče nebo elektrické izolátory. Příroda elektriny spočívá v tom, že proudí vodičem, když je na něm uplatněn elektrický potenciální rozdíl, ale neproudí skrz izolátory, i když je na nich uplatněn vysoký elektrický potenciální rozdíl.

Zdroj: Electrical4u

Poznámka: Respektujte původ, dobaře napsané články jsou hodné sdílení, pokud je porušeno autorské právo, prosím, kontaktujte nás pro jejich odebrání.