الكهرباء طبيعتها ومفهومها

Электричество - это наиболее распространенная форма энергии. Электричество используется для различных применений, таких как освещение, транспорт, приготовление пищи, связь, производство различных товаров на заводах и многое другое. Ни один из нас точно не знает, что такое электричество. Концепция электричества и теории, лежащие в ее основе, могут быть разработаны путем наблюдения за его различными поведениями. Для наблюдения природы электричества, необходимо изучить структуру веществ. Каждое вещество во вселенной состоит из крайне малых частиц, известных как молекулы. Молекула - это наименьшая частица вещества, в которой присутствуют все характеристики этого вещества. Молекулы состоят из еще меньших частиц, известных как атомы. Атом - это наименьшая частица элемента, которая может существовать.

Существует два типа веществ. Вещество, молекулы которого состоят из подобных атомов, называется элементом. Вещество, молекулы которого состоят из различных атомов, называется соединением. Концепция электричества может быть получена из атомных структур веществ.

Структура атома

Атом состоит из одного центрального ядра. Ядро состоит из положительных протонов и нейтральных нейтронов. Это ядро окружено числом орбитальных электронов. Каждый электрон имеет отрицательный заряд –1,602 × 10– 19 кулон, а каждый протон в ядре имеет положительный заряд +1,602 × 10 – 19 кулон. Из-за противоположных зарядов между ядром и орбитальными электронами существует некоторая сила притяжения. Электроны имеют относительно пренебрежимо малую массу по сравнению с массой ядра. Масса каждого протона и нейтрона составляет 1840 массы электрона.

Так как модульное значение каждого электрона и каждого протона одинаково, количество электронов равно количеству протонов в электрически нейтральном атоме. Атом становится положительно заряженным ионом, когда теряет электроны, и аналогично, атом становится отрицательно заряженным ионом, когда приобретает электроны.

Атомы могут иметь слабо связанные электроны в своих внешних орбитах. Эти электроны требуют очень малого количества энергии, чтобы отделиться от своих родительских атомов. Эти электроны называются свободными электронами, которые случайным образом перемещаются внутри вещества и передаются от одного атома к другому. Любой кусок вещества, который в целом содержит неравное количество электронов и протонов, называется электрически заряженным. Когда количество электронов больше, чем протонов, вещество считается отрицательно заряженным, а когда количество протонов больше, чем электронов, вещество считается положительно заряженным.

Основная природа электричества заключается в том, что, когда отрицательно заряженное тело соединяется с положительно заряженным телом посредством проводника, избыточные электроны отрицательного тела начинают течь к положительному телу, чтобы компенсировать недостаток электронов в этом положительном теле.
Надеюсь, вы поняли основную концепцию электричества из вышеизложенного объяснения. Существуют материалы, которые имеют большое количество свободных электронов при нормальной комнатной температуре. Хорошо известные примеры таких материалов - серебро, медь, алюминий, цинк и т.д. Движение этих свободных электронов можно легко направить в определенном направлении, если электрическая потенциальная разность применяется к куску этих материалов. Из-за большого количества свободных электронов эти материалы обладают хорошей электрической проводимостью. Эти материалы называются хорошими проводниками. Дрейф электронов в одном направлении в проводнике известен как ток. На самом деле электроны текут от низкого потенциала (-) к высокому потенциалу (+), но общепринятое направление тока считается от точки с высоким потенциалом к точке с низким потенциалом, поэтому общепринятое направление тока противоположно направлению движения электронов. В неметаллических материалах, таких как стекло, слюда, сланец, фарфор, внешняя орбита заполнена, и практически нет шансов потерять электроны из своей внешней оболочки. Поэтому в таких материалах практически нет свободных электронов.
Поэтому эти материалы не могут проводить электричество, другими словами, их электрическая проводимость очень низка. Такие материалы называются непроводниками или электрическими изоляторами. Природа электричества такова, что оно течет через проводник, когда к нему приложена электрическая потенциальная разность, но не течет через изолятор даже при высокой электрической потенциальной разности, приложенной к ним.

Источник: Electrical4u

Заявление: Уважайте оригинальные, хорошие статьи стоят того, чтобы их делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.