Elektrības dabai un elektrības koncepts

Elektrība ir visizplatītākā enerģijas forma. Elektrību izmanto dažādās jomās, piemēram, apgaismošanā, transportā, gatavošanā, komunikācijā, dažādu precu ražošanā rūpnīcās un daudz ko citu. Mēs neviens tieši nezinām, kas ir elektrība. Elektrības koncepts un teorijas tā aizmugurē var tikt izstrādātas, novērojot tās dažādas īpašības. Lai novērotu elektrības dabu, ir nepieciešams pētīt materiālu struktūru. Katrs šīs visuma sastāvdaļa ir veidota no ļoti maziem daļiņām, kas pazīstamas kā molekulas. Molekula ir mazākā daļiņa, kurā ietilpst visas tās sastāvdaļas identitātes. Molekulās ir vēl mazākas daļiņas, kas pazīstamas kā atoms. Atoms ir mazākā daļiņa, kas var pastāvēt.

Ir divi materiālu veidi. Materiāls, kura molekulās ir līdzīgi atomi, sauc par elementu. Viela, kuras molekulās ir nesaderīgi atomi, sauc par savienojumu. Elektrības koncepts var tikt iegūts no atomu struktūras.

Atoma struktūra

Atoms sastāv no viena centrālā kodola. Kodols ir veidots no pozitīvajiem protoniem un bezzaudējušajiem neutrāliem. Šis kodols ir apkārt apveltots ar daudziem orbitalajiem elektroniem. Katriem elektronam ir negatīva lādē - 1,602 × 10– 19 Kulons, bet katrs protonos kodolā ir pozitīva lādē +1,602 × 10 – 19 Kulons. Tā kā lādēs ir pretējas, starp kodolu un orbītālo elektronu pastāv pievelkuma spēks. Elektronu masa salīdzinājumā ar kodola masu ir relatīvi zema. Katrs protona un neutrāla masa ir 1840 reizes lielāka nekā elektrona masa.

Kā rezultātā, kad katram elektronam un katram protonam ir vienāda modulis, elektromagnetiski neitrālam atomam ir vienāds skaits elektronu un protonu. Atoms kļūst par pozitīvi ladētu jonu, kad zaudē elektronus, un tāpat atoms kļūst par negatīvi ladētu jonu, kad iegūst elektronus.

Atomos var būt brīvi elektronu savienojumi to ārējās orbītās. Šiem elektroniem ir nepieciešama ļoti maza enerģija, lai atdalītos no saviem maternajiem atomiem. Šos elektronus sauc par brīvajiem elektroniem, kuri kustas nejauši materiālā un tiek pārnesuši no viena atoma uz otru. Jebkuru materiālu, kurā kopumā ir neatbilstošs skaits elektronu un protonu, sauc par elektriski ladētu. Ja ir vairāk elektronu nekā protonu, materiāls tiek saukts par negatīvi ladētu, un ja ir vairāk protonu nekā elektronu, materiāls tiek saukts par pozitīvi ladētu.

Elektrības pamatdabai ir tā, ka, kad negatīvi ladēts objekts tiek savienots ar pozitīvi ladētu objektu, izmantojot vedēju, negatīvā objektā esošie pārējie elektronu sāk plūst uz pozitīvo objektu, lai kompensētu trūkumu elektronos pozitīvajā objektā.
Ceru, ka jūs sapratāt elektrības pamatkoncepciju no šīs izskaidrošanas. Ir daži materiāli, kuriem ir daudz brīvu elektronu normālā istabas temperatūrā. Labi pazīstami šādu materiālu piemēri ir sidrabs, vaiss, aliumīnija, cinks utt. Šo brīvo elektronu kustību viegli var virzīt noteiktā virzienā, ja tiek piemērots elektrisks potenciālais atšķirība šādu materiālu gabalam. Tā kā ir daudz brīvu elektronu, šiem materiāliem ir laba elektriska vedēja spēja. Šos materiālus sauc par labiem vedējiem. Elektronu plūsma vedējā vienā virzienā ir pazīstama kā strāva. Faktiski elektronu plūsma notiek no zemākā potenciāla (-Ve) uz augstāko potenciālu (+Ve), bet konventionālais strāvas virziens tiek uzskatīts par virzienu no augstākā potenciāla punkta uz zemāko potenciāla punktu, tāpēc konventionālais strāvas virziens ir pretējs elektronu plūsmas virzienam. Ne metalliskos materiālos, piemēram, stikla, mika, slānis, porceleins, ārējā orbīta ir pilnīga, un nav gandrīz nekādas iespējas zaudēt elektronus no tās ārējās orbītas. Tāpēc šādos materiālos praktiski nav brīvu elektronu.
Tāpēc šie materiāli nevar vedēt elektrību, citiem vārdiem sakot, šo materiālu elektriskā vedēja spēja ir ļoti zema. Tādi materiāli pazīstami kā nevedēji vai elektriski izolatori. Elektrības dabai ir plūst caur vedēju, kad tam tiek piemērota elektriska potenciālā atšķirība, bet ne caur izolatoriem, pat ja tiem tiek piemērota augsta elektriska potenciālā atšķirība.

Avots: Electrical4u

Paziņojums: Cienījam oriģinālu, labi raksti vērts dalīties, ja ir pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai dzēstu.