Elektri energia olemus ja elektri energia mõiste
Elekter on kõige levinum energia vorm. Elektrienergiat kasutatakse erinevates rakendustes, nagu valgustus, transport, söömise valmistamine, kommunikatsioon, toodete tootmine teistes ja paljudes muudes. Keegi meist täpselt ei tea, mis on elekter. Elektri mõiste ja selle taga olevad teooriad saavad arenduda tema erinevate käitumisviiside jälgimisel. Et uurida elektri luonti, on vaja uurida aine struktuuri. Kõik universumi ained koosnevad väga väikesest osakest, mida nimetatakse molekuliteks. Molekul on aine väikseim osakes, kuhu on kogunud kõik selle aine tunnused. Molekulid koosnevad veel väiksematest osakestest, mida nimetatakse aatomitest. Aatom on elemendi väikseim osakes, mis võib eksisteerida.
On kaks aine tüüpi. Aine, mille molekulid koosnevad sarnastest aatomitest, nimetatakse elemendiks. Aine, mille molekulid koosnevad erinevatest aatomitest, nimetatakse ühendiks. Elektri mõiste saab läbi ainetega seotud aatomiliste struktuuride.
Aatomi struktuur
Aatom koosneb ühest keskpunktlikust tuumast. Tuumas on positiivsed protonid ja laaduta neutronid. See tuumas on ümber moodustatud mitmete orbiitalsete elektronidega. Iga elektronil on negatiivne laeng -1,602 × 10–19 Coulombi ja iga tuuma protonil on positiivne laeng +1,602 × 10 – 19 Coulombi. Vastandlaengu tõttu on tuuma ja orbiitalsete elektronide vahel mingi veerandjõud. Elektronidel on suhteline mass võrreldes tuuma massiga. Iga protoni ja neutroni mass on 1840 korda suurem kui elektroni mass.
Kuna iga elektroni ja iga protoni absoluutväärtus on sama, on elektronide arv võrdne protonide arvuga neutraalses aatomis. Aatom muutub positiivselt laengutud ioniks, kui see kaotab elektronid, ja vastupidi, aatom muutub negatiivselt laengutud ioniks, kui see saab elektronid.
Aatomil võivad olla vabalt siduvad elektronid nende välisimoles. Need elektronid vajavad väga vähe energiat, et lahku oma emaaatomist. Neid elektrone nimetatakse vabadeks elektronideks, mis liiguvad juhuslikult aine sees ja edastuvad ühest aatomist teise. Igat ainet, mis sisaldab kokku erinevat arvu elektrone ja protonid, nimetatakse elektriliselt laengutuks. Kui elektronide arv on suurem kui protonide arv, öeldakse, et aine on negatiivselt laengutud, ja kui protonide arv on suurem kui elektronide arv, öeldakse, et aine on positiivselt laengutud.
Elektri põhiline luonto on see, et kui negatiivselt laengutatud keha on ühendatud positiivselt laengutatud kehaga juhiku abil, alustavad üleliigsed elektronid negatiivselt laengutatud kehas liikumist positiivselt laengutatud keha poole, et kompenseerida selle positiivselt laengutatud keha elektronide puudujääki.
Loodetavasti said ülaltoodud selgitusest kõige põhima elektri mõiste . On olemas materjalid, mis sisaldavad palju vabaid elektrone tavapärasel ruumi temperatuuril. Nende materjalide hästi teadaolevad näited on, naatrium, kupar, aluminiuüm, sink jne. Nende vabade elektronide liikumist saab hõlpsasti suunata kindlasse suunas, kui elektrivoolu potentsiaalne erinevus rakendatakse nende materjalide tükkidele. Palju vabade elektronide tõttu need materjalid omavad head elektrijuhtivust. Neid materjale nimetatakse headeks juhtideks. Elektronide drifteerimist juhitavas suunas tuntakse kui voolu. Tegelikult elektronid liiguvad madalamast potentsiaalist (+Ve) kõrgemasse potentsiaali (-Ve), kuid üldine konventsiooniline voolu suund on kõrgeimast potentsiaalist madalamasse potentsiaali, seega on konventsiooniline voolu suund vastupidine elektronide liikumise suunale. Metallidest erinevatel materjalidel, nagu klaas, miika, lei, porselein, on täielik välismolekul ja on peaaegu mitte võimalik elektrone sellest välismolekulist kaduda. Seetõttu on sellistes materjalides peaaegu üldse vabad elektronid puuduvad.
Seetõttu need materjalid ei saa elektrit juhtida, teisisõnu nende materjalide elektrijuhtivus on väga nõrk. Selliseid materjale nimetatakse mittejuhtideks või elektriliseks eraldajaks. Elektri luonto on liikuda juhitava kaudu, kui sellele rakendatakse elektrivoolu potentsiaalne erinevus, kuid mitte liikuda eraldajal isegi kui sellele rakendatakse suur elektrivoolu potentsiaalne erinevus.
Allikas: Electrical4u
Autoriõigus: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
