Природа электричества и понятие электричества

Электричество является наиболее распространенной формой энергии. Электричество используется для различных применений, таких как освещение, транспорт, приготовление пищи, связь, производство различных товаров на заводах и многое другое. Ни один из нас точно не знает, что такое электричество. Концепция электричества и теории, лежащие в ее основе, могут быть разработаны путем наблюдения за его различными поведениями. Для наблюдения за природой электричества необходимо изучить структуру веществ. Каждое вещество во вселенной состоит из чрезвычайно малых частиц, известных как молекулы. Молекула - это самая маленькая частица вещества, в которой присутствуют все характеристики этого вещества. Молекулы состоят из еще меньших частиц, известных как атомы. Атом - это самая маленькая частица элемента, которая может существовать.

Существует два типа веществ. Вещество, молекулы которого состоят из подобных атомов, называется элементом. Вещество, молекулы которого состоят из различных атомов, называется соединением. Концепция электричества может быть получена из атомных структур веществ.

Структура атома

Атом состоит из одного центрального ядра. Ядро состоит из положительных протонов и нейтральных нейтронов. Это ядро окружено множеством орбитальных электронов. У каждого электрона есть отрицательный заряд –1,602 × 10–19 Кулон, а у каждого протона в ядре есть положительный заряд +1,602 × 10 – 19 Кулон. Из-за противоположного заряда между ядром и орбитальными электронами существует некоторая сила притяжения. Масса электронов относительно ничтожна по сравнению с массой ядра. Масса каждого протона и нейтрона составляет 1840 масс электрона.

Так как модульное значение каждого электрона и каждого протона одинаково, количество электронов равно количеству протонов в электрически нейтральном атоме. Атом становится положительно заряженным ионом, когда теряет электроны, и, аналогично, атом становится отрицательным ионом, когда приобретает электроны.

Атомы могут иметь слабо связанные электроны в своих внешних орбитах. Эти электроны требуют очень небольшого количества энергии, чтобы отделиться от своих родительских атомов. Эти электроны называются свободными электронами, которые перемещаются случайным образом внутри вещества и передаются от одного атома к другому. Любой кусок вещества, который в целом содержит неравное количество электронов и протонов, называется электрически заряженным. Когда количество электронов больше, чем протонов, вещество считается отрицательно заряженным, а когда количество протонов больше, чем электронов, вещество считается положительно заряженным.

Основная природа электричества заключается в том, что, когда отрицательно заряженное тело соединяется с положительно заряженным телом посредством проводника, избыточные электроны отрицательного тела начинают течь к положительному телу, чтобы компенсировать недостаток электронов в этом положительном теле.
Надеемся, вы поняли основную концепцию электричества из вышеизложенного объяснения. Существуют материалы, которые имеют множество свободных электронов при обычной комнатной температуре. Хорошо известные примеры такого рода материалов - серебро, медь, алюминий, цинк и т.д. Движение этих свободных электронов можно легко направить в определенном направлении, если электрическая разность потенциалов применяется к куску этих материалов. Благодаря большому количеству свободных электронов эти материалы обладают хорошей электрической проводимостью. Эти материалы называются хорошими проводниками. Дрейф электронов в проводнике в одном направлении известен как ток. На самом деле электроны текут от низкого потенциала (-Ve) к высокому потенциалу (+Ve), но общепринятая конвенционная направление тока рассматривается как направление от точки с высшим потенциалом к точке с низким потенциалом, поэтому конвенционное направление тока противоположно направлению движения электронов. В неметаллических материалах, таких как стекло, слюда, сланец, фарфор, внешняя орбита заполнена, и почти нет шансов потерять электроны из этой внешней оболочки. Поэтому в таких материалах практически нет свободных электронов.
Поэтому такие материалы не могут проводить электричество, другими словами, их электрическая проводимость очень низкая. Такие материалы известны как непроводники или электрические изоляторы. Природа электричества такова, что оно течет через проводник при наличии электрической разности потенциалов, но не течет через изоляторы, даже при больших электрических разностях потенциалов.

Источник: Electrical4u

Заявление: Уважайте оригинальные статьи, которые стоят поделиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.