Elektrisitets natur og konseptet elektrisitet

Elektrisitet er den mest vanlige formen for energi. Elektrisitet brukes for ulike anvendelser som belysning, transport, matlaging, kommunikasjon, produksjon av ulike varer i fabrikker og mye mer. Ingen av oss vet nøyaktig hva elektrisitet er. Begrepet elektrisitet og teoriene bak det, kan utvikles ved å observere dens ulike oppførsler. For å observere naturen til elektrisiteten, er det nødvendig å studere stoffenes struktur. Hvert stoff i universet består av ekstremt små partikler kjent som molekyler. Molekylet er den minste partikkelen av et stoff der alle identitetene til dette stoffet er til stede. Molekylene består av enda mindre partikler kjent som atomer. Et atom er den minste partikkelen av et element som kan eksistere.

Det finnes to typer stoffer. Stoffet hvis molekyler består av like atomer, kalles et element. Stoffet hvis molekyler består av ulike atomer, kalles et sammensatt stoff. Begrepet elektrisitet kan oppnås fra atomstruktur hos stoffer.

Atomstruktur

Et atom består av et sentralt kjernestykke. Kjernen er sammensatt av positive protoner og ladningsfrie neutroner. Denne kjernen er omgitt av en rekke orbital elektroner. Hver elektron har en negativ lading på – 1.602 × 10– 19 Coulomb, og hvert proton i kjernen har en positiv lading på +1.602 × 10 – 19 Coulomb. På grunn av motsatt lading er det en viss attraksjonskraft mellom kjernen og de orbitale elektronene. Elektronene har relativt ubetydelig masse sammenlignet med kjernens masse. Massen av hvert proton og neutron er 1840 ganger større enn massen av et elektron.

Siden absoluttverdien av hver elektron og hvert proton er lik, er antallet elektroner likt antallet protoner i et elektrisk nøytralt atom. Et atom blir positivt ladet ion når det mister elektroner, og på samme måte blir et atom negativt ladet ion når det får elektroner.

Atomer kan ha løse bundne elektroner i sine ytterste baner. Disse elektronene krever en svært liten mengde energi for å frigjøre seg fra sine foreldre-atomer. Disse elektronene refereres som frie elektroner som beveger seg tilfeldig inni stoffet og overføres fra ett atom til et annet. Enhver del av stoff som i sin helhet inneholder ulikt antall elektroner og protoner, refereres som elektrisk ladet. Når det er flere elektroner enn protoner, sies stoffet å være negativt ladet, og når det er flere protoner enn elektroner, sies stoffet å være positivt ladet.

Den grunnleggende naturen til elektrisiteten er at når et negativt ladet legeme kobles til et positivt ladet legeme ved hjelp av en leder, begynner de ekstra elektronene i det negative legemet å flyte mot det positive legemet for å kompensere for mangelen på elektroner i det positive legemet.
Håper du fikk et grunnleggende innblikk i begrepet elektrisitet fra forklaringen over. Det finnes noen materialer som har mange frie elektroner ved normal romtemperatur. Veldig kjente eksempler på slike materialer er sølv, kobber, aluminium, sink osv. Bevegelsen av disse frie elektronene kan lett rettes i en bestemt retning hvis det elektriske potensialforskjell settes på over materialene. Pga. mange frie elektroner har disse materialene god elektrisk ledeevne. Slike materialer refereres som gode ledere. Driften av elektroner i en leder i én retning er kjent som strøm. Faktisk flyter elektronene fra lavt potensial (-Ve) til høyt potensial (+Ve), men den generelle konvensjonelle retningen for strømmen har blitt betraktet som fra høyest potensiell punkt til lavere potensiell punkt, så den konvensjonelle retningen for strømmen er motsatt av retningen for flyt av elektroner. I ikke-metalliske materialer, som glas, mika, skifer, porselein, er den ytterste banen fullført, og det er nesten ingen mulighet for å miste elektroner fra den ytterste skallen. Derfor er det knapt noen frie elektroner til stede i slike materialer.
Derfor kan ikke disse materialene lede elektrisitet, med andre ord, er elektrisk ledeevnen til disse materialene svært dårlig. Slike materialer kalles ikke-ledere eller elektriske isolatorer. Naturen til elektrisiteten er å flyte gjennom en leder når det er et elektrisk potensialforskjell sett på over den, men ikke å flyte gjennom isolatorer selv når det er satt et høyt elektrisk potensialforskjell på dem.

Kilde: Electrical4u

Erklæring: Respekt for originalen, godartede artikler fortjener å deles, ved infringement kontakt for sletting.