Az áram természete és az áram fogalma

Az elektromosság a leggyakrabban használt energiaforma. Az elektromosságot számos alkalmazásban használjuk, mint például a világítás, a közlekedés, a főzés, a kommunikáció, a gyárakban készített termékek gyártása és még sok más. Senki sem tudja pontosan, mi az elektromosság. Az elektromosság fogalma és a mögötte lévő elméletek megfigyelésével fejlődhetnek. Az elektromosság jellegének megfigyelése érdekében szükséges a anyagok szerkezetének tanulmányozása. Minden anyag a világegyetemben nagyon kis részecskékből, molekulákból áll. A molekula a legkisebb részecske egy anyagból, amelybe az adott anyag minden identitása megtalálható. A molekulák további kisebb részecskékből, atomokból áll. Az atom az elem legrövidebb részecskéje, ami létezhet.

Két típusú anyag létezik. Az olyan anyag, aminek molekulái hasonló atomokból állnak, elemnek nevezzük. Az olyan anyag, aminek molekulái eltérő atomokból állnak, vegyületnek nevezünk. Az elektromosság fogalma a atomos szerkezetekből nyerhető.

Atom szerkezete

Egy atom egy központi magot tartalmaz. A mag pozitív protonokból és töltés nélküli neutronokból áll. Ez a mag számos orbitális elektron által körülvesz. Minden elektron negatív töltést -1.602 × 10– 19 Coulomb-mértékben, míg a magban található minden proton pozitív töltést +1.602 × 10 – 19 Coulomb-mértékben. Az ellentétes töltés miatt van vonzó erő a mag és az orbitális elektronok között. Az elektronok relatíve elhanyagolható súlyt képviselnek a maghoz képest. Minden proton és neutron súlya 1840-szerese az elektron súlyának.

Mivel minden elektron és minden proton abszolút értékének ugyanaz, egy elektrikusan neutrális atomban az elektronok száma egyenlő a protonok számával. Egy atom pozitív töltésű ion lesz, ha elektronokat veszít, és hasonlóan egy atom negatív ion lesz, ha elektronokat nyer.

Az atomok könnyen összekötött elektronokat tartalmazhatnak a legkülső pályákon. Ezeknek az elektronoknak csak nagyon kevés energia szükséges ahhoz, hogy elszakadjanak a szülő atomuktól. Ezeket az elektronokat szabad elektronoknak nevezzük, amelyek véletlenszerűen mozognak a anyagon belül, és egy atomtól a másikra kerülnek. Bármilyen anyagrész, amely egészen egyszerre tartalmaz különböző számú elektronokat és protonokat, elektrikusan töltöttnek tekintendő. Ha több elektron van, mint proton, a anyag negatívan töltött, ha pedig több proton van, mint elektron, a anyag pozitívan töltött.

Az elektromosság alapvető jellege, hogy amikor egy negatívan töltött testet egy pozitívan töltött testhez vezető segítségével csatlakoztatjuk, a negatívan töltött test túlmaradt elektronjai elkezdik folyamodni a pozitívan töltött test felé, hogy kiegyenlítsék a hiányzó elektronokat abban a pozitívan töltött testben.
Reméljük, hogy a fenti magyarázat alapján megkapta az elektromosság alapvető fogalmát. Vannak olyan anyagok, amelyek sok szabad elektronnal rendelkeznek normál hőmérsékleten. Ilyen jól ismert példák ezekre az anyagokra: ezüst, réz, alumínium, zink stb. Ezek szabad elektronjainak mozgását könnyen irányítani lehet, ha elektromos potenciálkülönbséget alkalmazunk ezekben az anyagokban. Mivel sok szabad elektron van, ezek az anyagok jó elektromos vezetőképességgel rendelkeznek. Ezeket az anyagokat jó vezetőknak nevezzük. Az elektronok egy irányba történő driftjét áramnak nevezzük. Valójában az elektronok a negatív potenciáltól (+Ve) a pozitív potenciál felé (-Ve) folyamodnak, de a konvencionális áramirány általában a legmagasabb potenciál pontjától a legkisebb potenciál pontjáig tekintik, tehát a konvencionális áramirány ellentétes az elektronok folyamódási irányával. Nem-fém anyagokban, mint például üveg, mica, arany, porcelán, a legkülső pálya teljes, és szinte nincs esély arra, hogy elektronokat veszítsenek a legkülső rétegből. Tehát ebben a típusú anyagban szinte nincs szabad elektron.
Tehát ezek az anyagok nem vezethetnek elektromosságot, másképpen mondva, elektromos vezetőképességük nagyon rossz. Ilyen anyagokat nem-vezetőknek vagy elektromos izolátoroknak nevezzük. Az elektromosság jellege, hogy folyjon a vezetőn, amikor elektromos potenciálkülönbséget alkalmazunk rajta, de nem folyik át az izolátoron, akkor is, ha magas elektromos potenciálkülönbséget alkalmazunk rajta.

Forrás: Electrical4u

Megjegyzés: Tisztelettel a forrás, jó cikkek megosztandók, ha sértés történik, kérjük, forduljon a törlésért.