Sähkön luonne ja sähkön käsite
Sähkö on yleisin energiamuoto. Sähköä käytetään monissa sovelluksissa, kuten valaistuksessa, liikenteessä, ruoanlaitossa, kommunikaatiossa, tuotannossa tehtaissa ja paljon muussa. Kukaan meistä ei tarkasti tiedä, mikä sähkö on. Sähkön käsite ja sen taustalla olevat teoriat voidaan kehittää havainnoinnin avulla erilaisista sähkön käyttäytymisistä. Sähkön luonnon tutkimiseksi on tarpeen tutkia aineiden rakennetta. Jokainen aine maailmankaikkeudessa koostuu äärimmäisen pienistä osista, joita kutsutaan molekyyleiksi. Molekyyli on pienin aineen osa, johon kaikki aineen ominaisuudet ovat läsnä. Molekyylit koostuvat edelleen pienemmistä osista, joita kutsutaan atomeiksi. Atomi on pienin alkion osa, joka voi olemassaoloa.
On olemassa kaksi aineenlaatua. Aine, jonka molekyylit koostuvat samankaltaisista atomeista, kutsutaan alkioksi. Aine, jonka molekyylit koostuvat erilaisista atomeista, kutsutaan yhdisteeksi. Sähkön käsitettä voidaan saavuttaa aineiden atomin rakenne.
Atomin rakenne
Atomi koostuu yhdestä keskusytimestä. Ydin koostuu positiivisista protoniista ja neutraaleista neutronista. Tämän ympärille on orbitoiva elektronien määrä. Jokaisella elektronilla on negatiivinen varaus -1.602 × 10– 19 Coulomb ja jokaisella protonilla ytimessä on positiivinen varaus +1.602 × 10 – 19 Coulomb. Vastaavien varauksien vuoksi on voimaa ytimen ja orbitoivien elektronien välillä. Elektronien massa on suhteellisesti merkityksetön verrattuna ytimen massa. Jokaisen protonin ja neutronin massa on 1840 kertaa elektronin massa.
Koska jokaisen elektronin ja protonin itseisarvot ovat samat, elektronien määrä on sama kuin protonien määrä sähköisesti neutraalissa atomissa. Atomi tulee positiivisesti ladattuun ioniin, kun se menettää elekronit, ja vastaavasti atomi tulee negatiiviseksi ioniksi, kun se saa lisää elekronit.
Atoimeissa voi olla vapaana kiinnittyneitä elektronit ulkoisilla orbiiteilla. Nämä elektronit vaativat hyvin vähän energiaa eroon pääsemiseen vanhemmista atomeista. Nämä elektronit kutsutaan vapaina elektroniksi, jotka liikkuvat satunnaisesti aineessa ja siirtyvät yhdestä atomiin toiseen. Mikä tahansa ainesosa, jossa kokonaisuudessaan on epätasapainossa elektronien ja protonien määrä, kutsutaan sähköisesti ladattuksi. Kun elektronien määrä on suurempi kuin protonien, aine sanotaan olevan negatiivisesti ladattu, ja kun protonien määrä on suurempi kuin elektronien, aine sanotaan olevan positiivisesti ladattu.
Sähkön perusluonne on, että kun negatiivisesti ladattu kappale yhdistetään positiivisesti ladattuun kappaleeseen johtajan avulla, ylijäämäiset elektronit negatiivisesta kappaleesta alkavat virtaamaan positiiviseen kappaleeseen korvaakseen siellä puuttuvat elektronit.
Toivottavasti saat selville sähkön peruskäsitteen tästä selityksestä. On olemassa aineita, joilla on paljon vapaita elektroneja normaalissa huoneenlämpötilassa. Hyvin tunnettuja esimerkkejä tällaisista aineista ovat hopea, kupari, alumiini, sinkki jne. Näiden vapaiden elektronien liike voidaan helposti ohjata tiettyyn suuntaan, jos sähköinen potentiaeroksi sovelletaan näiden materiaalien päälle. Vapaiden elektronien vuoksi nämä aineet ovat hyviä sähköjohtajia. Tällaisia aineita kutsutaan hyviksi johtajiksi. Elektronien liike yhdessä suuntaan johtajassa kutsutaan virtaksi. Itse asiassa elektronit virtaavat alimmasta potentiaalipisteestä (negatiivinen) korkeampaan potentiaalipisteeseen (positiivinen), mutta yleinen perinteinen virtasuunta on otettu huomioon korkeimmasta potentiaalipisteestä alimpaan potentiaalipisteeseen, joten perinteinen virtasuunta on vain päinvastainen elektronien liikkeeseen. Metallisten aineiden ulkopuolella, kuten lasissa, miakassa, lellyssä, porcellaaneissa, ulkoisilla orbiiteilla on täydellinen ja on melkein mahdotonta menettää elektronit ulkoiselta orbiiltensa. Siksi tällaisissa aineissa on hyvin vähän vapaita elektroneja.
Näin ollen, nämä aineet eivät voi johtaa sähköä, eli niiden sähköinen johtavuus on hyvin heikko. Tällaisia aineita kutsutaan ei-johtajiiksi tai sähköinsulatooreiksi. Sähkön luonne on virtaamaan johtajassa, kun sähköinen potentiaeroksi sovelletaan sen päälle, mutta ei virtaamaan insulaattoriin, vaikka siihen sovellettaisiin korkeaa sähköistä potentiaeroksiakin.
Lähde: Electrical4u
Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakoitava, jos on oikeudellisia ongelmia, ota yhteyttä poistamista varten.
