Sifat Elektrik dan Konsep Elektrik

Electrical4u

Medan: Elektrik Asas

China

Elektrik adalah bentuk tenaga yang paling biasa. Elektrik digunakan untuk pelbagai aplikasi seperti pencahayaan, pengangkutan, memasak, komunikasi, penghasilan pelbagai barangan di kilang dan banyak lagi. Tiada seorang pun di antara kita yang tahu tepat apa itu elektrik. Konsep elektrik dan teori di sebaliknya, boleh dibangunkan dengan mengamati tingkah laku yang berbeza. Untuk mengamati sifat elektrik, perlu untuk mengkaji struktur bahan. Setiap zat di alam semesta ini terdiri daripada zarah-zarah yang sangat kecil dikenali sebagai molekul. Molekul adalah zarah terkecil dari suatu zat di mana semua identiti zat tersebut hadir. Molekul-molekul ini terdiri daripada zarah-zarah yang lebih kecil lagi dikenali sebagai atom. Atom adalah zarah terkecil unsur yang boleh wujud.

Terdapat dua jenis zat. Zat yang molekulnya terdiri daripada atom-atom yang serupa dikenali sebagai unsur. Bahan yang molekulnya terdiri daripada atom-atom yang berbeza dikenali sebagai campuran. Konsep elektrik boleh dicapai daripada struktur atom bahan-bahan tersebut.

Struktur Atom

Sebuah atom terdiri daripada satu nukleus pusat. Nukleus ini terdiri daripada proton positif dan neutron tanpa cas. Nukleus ini dikelilingi oleh beberapa elektron orbital. Setiap elektron mempunyai cas negatif -1.602 × 10–19 Coulomb dan setiap proton dalam nukleus mempunyai cas positif +1.602 × 10 – 19 Coulomb. Kerana cas yang bertentangan, terdapat daya tarikan antara nukleus dan elektron-elektron yang mengorbit. Elektron mempunyai jisim yang relatif tidak signifikan berbanding jisim nukleus. Jisim setiap proton dan neutron adalah 1840 kali jisim elektron.

Kerana modulus setiap elektron dan setiap proton adalah sama, bilangan elektron adalah sama dengan bilangan proton dalam atom yang neutral secara elektrik. Sebuah atom menjadi ion positif apabila ia kehilangan elektron dan sebaliknya atom menjadi ion negatif apabila ia menerima elektron.
Nature of Electricity

Atom mungkin mempunyai elektron yang terikat longgar di orbit luar mereka. Elektron-elektron ini hanya memerlukan jumlah tenaga yang sangat kecil untuk melepaskan diri dari atom induk mereka. Elektron-elektron ini disebut sebagai elektron bebas yang bergerak secara rawak di dalam bahan dan dipindahkan dari satu atom ke atom lain. Sebarang kepingan bahan yang secara keseluruhan mengandungi bilangan elektron dan proton yang tidak sama disebut sebagai bahan yang bercas elektrik. Apabila terdapat lebih banyak elektron berbanding proton, bahan tersebut dikatakan bercas negatif dan apabila terdapat lebih banyak proton berbanding elektron, bahan tersebut dikatakan bercas positif.

Sifat asas elektrik adalah, setiap kali badan yang bercas negatif disambungkan ke badan yang bercas positif melalui konduktor, elektron berlebihan dari badan yang bercas negatif akan bermula mengalir ke badan yang bercas positif untuk menampung kekurangan elektron dalam badan tersebut. free electrons
Harapan anda telah mendapatkan konsep asas elektrik dari penjelasan di atas. Terdapat beberapa bahan yang mempunyai banyak elektron bebas pada suhu bilik normal. Contoh-contoh yang terkenal bagi bahan-bahan ini termasuk perak, kuprum, aluminium, seng, dan sebagainya. Pergerakan elektron-elektron bebas ini boleh mudah diarahkan ke arah tertentu jika beza keupayaan elektrik dikenakan di sepanjang kepingan bahan-bahan tersebut. Karena banyaknya elektron bebas, bahan-bahan ini mempunyai kekonduksian elektrik yang baik. Bahan-bahan ini dikenali sebagai konduktor yang baik. Drift elektron dalam konduktor ke satu arah dikenali sebagai arus. Sebenarnya, elektron mengalir dari potensi yang lebih rendah (-Ve) ke potensi yang lebih tinggi (+Ve), tetapi arah konvensional umum arus telah dianggap sebagai titik potensi tertinggi ke titik potensi yang lebih rendah, jadi arah konvensional arus adalah berlawanan dengan arah aliran elektron. Dalam bahan bukan logam, seperti kaca, mika, lempengan, porselein, orbit luar penuh dan hampir tiada peluang untuk kehilangan elektron dari cangkerang luar. Oleh itu, hampir tiada elektron bebas dalam bahan-bahan ini.
Oleh itu, bahan-bahan ini tidak dapat menghantar elektrik, atau kekonduksian elektrik bahan-bahan ini sangat lemah. Bahan-bahan ini dikenali sebagai non-konduktor atau pengasing elektrik. Sifat elektrik adalah mengalir melalui konduktor apabila beza keupayaan elektrik dikenakan, tetapi tidak mengalir melalui pengasing walaupun beza keupayaan elektrik yang tinggi dikenakan.