Aard van elektriciteit en concept van elektriciteit
Elektriciteit is de meest voorkomende vorm van energie. Elektriciteit wordt gebruikt voor verschillende toepassingen zoals verlichting, transport, koken, communicatie, productie van diverse goederen in fabrieken en nog veel meer. Niemand van ons weet precies wat elektriciteit is. Het concept van elektriciteit en de theorieën erachter kunnen worden ontwikkeld door het observeren van haar verschillende gedragingen. Om de aard van elektriciteit te observeren, is het nodig om de structuur van materie te bestuderen. Elke stof in het universum bestaat uit uiterst kleine deeltjes die moleculen worden genoemd. Het molecuul is het kleinste deeltje van een stof waarin alle identiteiten van die stof aanwezig zijn. Moleculen bestaan uit nog kleinere deeltjes, bekend als atomen. Een atoom is het kleinste deeltje van een element dat kan bestaan.
Er zijn twee soorten stoffen. De stof waarvan de moleculen gemaakt zijn van gelijke atomen, wordt een element genoemd. De materie waarvan de moleculen bestaan uit verschillende atomen, wordt een verbinding genoemd. Het concept van elektriciteit kan worden verkregen uit de atoomstructuren van stoffen.
Atoomstructuur
Een atoom bestaat uit één centrale kern. De kern bestaat uit positieve protonen en neutrale neutronen. Deze kern wordt omringd door een aantal orbitale elektronen. Elk elektron heeft een negatieve lading van – 1,602 × 10– 19 Coulomb en elk proton in de kern heeft een positieve lading van +1,602 × 10 – 19 Coulomb. Vanwege de tegengestelde lading is er een zekere aantrekkende kracht tussen de kern en de omcirkelende elektronen. Elektronen hebben vergeleken met de massa van de kern relatief weinig massa. De massa van elk proton en neutron is 1840 keer de massa van een elektron.
Aangezien de absolute waarde van elk elektron en elk proton hetzelfde is, is het aantal elektronen gelijk aan het aantal protonen in een elektrisch neutraal atoom. Een atoom wordt een positief geladen ion wanneer het elektronen verliest, en op dezelfde manier wordt een atoom een negatief ion wanneer het elektronen opneemt.
Atomen kunnen los gebonden elektronen hebben in hun buitenste banen. Deze elektronen hebben slechts een zeer kleine hoeveelheid energie nodig om zich los te maken van hun moederaatomen. Deze elektronen worden vrije elektronen genoemd, die zich willekeurig binnen de stof bewegen en overgedragen worden van het ene atoom naar het andere. Elk stuk materie dat als geheel een ongelijk aantal elektronen en protonen bevat, wordt elektrisch geladen genoemd. Wanneer er meer elektronen zijn dan protonen, wordt de stof negatief geladen genoemd, en wanneer er meer protonen zijn dan elektronen, wordt de stof positief geladen genoemd.
De basisaard van elektriciteit is, wanneer een negatief geladen lichaam verbonden wordt met een positief geladen lichaam middels een geleider, beginnen de overtollige elektronen van het negatieve lichaam te stromen naar het positieve lichaam om het tekort aan elektronen in dat positieve lichaam te compenseren.
Het is te hopen dat je het basisconcept van elektriciteit hebt begrepen uit de bovenstaande uitleg. Er zijn materialen die bij kamertemperatuur veel vrije elektronen hebben. Bekende voorbeelden van dit soort materialen zijn zilver, koper, aluminium, zink, enz. De beweging van deze vrije elektronen kan gemakkelijk in een bepaalde richting worden gestuurd als er elektrisch potentiaalverschil wordt toegepast over het stuk van deze materialen. Door de grote hoeveelheid vrije elektronen hebben deze materialen goede elektrische geleidbaarheid. Deze materialen worden goede geleiders genoemd. De drift van elektronen in een geleider in één richting wordt stroom genoemd. Eigenlijk stromen elektronen van een lager potentiaal (-Ve) naar een hoger potentiaal (+Ve), maar de algemene conventionele richting van de stroom wordt beschouwd als van het hoogste potentiaalpunt naar het lagere potentiaalpunt, dus de conventionele richting van de stroom is precies tegenovergesteld aan de richting van de stroom van elektronen. In niet-metallische materialen, zoals glas, mica, leisteen, porselein, is de buitenste baan volledig en is er bijna geen kans op het verliezen van elektronen uit de buitenste schil. Daarom zijn er nauwelijks vrije elektronen aanwezig in dit soort materialen.
Daarom kunnen deze materialen elektriciteit niet geleiden, met andere woorden, de elektrische geleidbaarheid van deze materialen is zeer slecht. Dergelijke materialen worden niet-geleiders of elektrische isolator genoemd. De aard van elektriciteit is om te stromen door een geleider wanneer er een elektrisch potentiaalverschil wordt toegepast, maar niet door een isolator, zelfs niet bij een hoog elektrisch potentiaalverschil.
Bron: Electrical4u
Verklaring: Respecteer het origineel, goede artikelen zijn waard om gedeeld te worden, indien er inbreuk is contact opnemen voor verwijdering.
