Natura elektrike in koncept elektrike

Električna energija je najpogostejša oblika energije. Električnost se uporablja za različne namene, kot so razsvetljava, prevoz, kuhanje, komunikacija, proizvodnja različnih izdelkov v tovarnah in še veliko več. Noben od nas točno ne ve, kaj je električnost. Koncept električnosti in teorije, ki stojijo za njim, se lahko razvijajo z opazovanjem njenih različnih obnašanj. Za opazovanje narave električnosti, je potrebno študirati strukturo snovi. Vsaka snov v tem vesolju je sestavljena iz zelo majhnih delcev, imenovanih molekule. Molekula je najmanjši delec snovi, v katerem so prisotni vsi identiteti te snovi. Molekule so sestavljene še iz manjših delcev, imenovanih atom. Atom je najmanjši delec elementa, ki lahko obstaja.

Obstajata dva tipa snovi. Snov, katere molekule so sestavljene iz enakih atomov, se imenuje element. Snov, katere molekule so sestavljene iz različnih atomov, se imenuje spojin. Koncept električnosti se lahko doseže iz atomske strukture snovi.

Struktura atoma

Atom sestavlja en centralni jedro. Jedro je sestavljeno iz pozitivnih protonov in nenabojevanih neutronov. To jedro je okoliščeno z številom orbitalnih elektronov. Vsak elektron ima negativni naboj – 1,602 × 10– 19 Coulomb in vsak proton v jedru ima pozitivni naboj +1,602 × 10 – 19 Coulomb. Zaradi nasprotnega naboja med jedrom in orbitalnimi elektroni obstaja neka privlačna sila. Elektroni imajo v primerjavi s maso jedra zanemarljivo maso. Masa vsakega protona in neutrona je 1840-krat večja od mase elektrona.

Ker je absolutna vrednost naboja vsakega elektrona in vsakega protona enaka, je število elektronov enako številu protonov v električno neutralnem atomu. Atom postane pozitivno nabojeni jon, ko izgubi elektrone, in podobno postane negativno nabojen, ko pridobi elektrone.

Atomi lahko imajo lučno vezane elektrone v svojih najbolj zunanjih orbitah. Ti elektroni za odpovevanje od svojih starševskih atomov potrebujejo zelo malo energije. Te elektrone imenujemo prosti elektroni, ki se naključno gibljejo znotraj snovi in se prenašajo od enega atoma na drugega. Katerikoli kos snovi, ki celosten vsebuje neravnomerno število elektronov in protonov, se imenuje električno nabojen. Ko je več elektronov v primerjavi s protoni, se snov imenuje negativno nabojena, in ko je več protonov v primerjavi z elektroni, se snov imenuje pozitivno nabojena.

Osnovna narava električnosti je, da kadar je negativno nabojen teles povezan s pozitivno nabojenim telesom preko vodiča, presežni elektroni negativnega telesa začnejo teči proti pozitivnemu telesu, da nadomeščajo pomanjkanje elektronov v tem pozitivnem telesu.
Upam, da ste dobili osnovno koncept električnosti iz zgornjega pojasnila. Obstajajo materiali, ki imajo veliko prostih elektronov pri normalni sobni temperaturi. Zelo znani primeri teh materialov so srebro, bakar, aluminij, cinka itd. Gibanje teh prostih elektronov se lahko enostavno usmeri v določeno smer, če je električna napetost uporabljena skozi kos teh materialov. Zaradi velikega števila prostih elektronov imajo ti materiali dobro električno prevodnost. Ta materiali so znani kot dober vodič. Tek elektronov v vodiču v eno smer se imenuje tok. V resnici elektroni tečejo od nižje potencialne točke (-Ve) do višje potencialne točke (+Ve), vendar je splošna konvencionalna smer toka smiselna kot smer od najvišje potencialne točke do nižje potencialne točke, tako da je konvencionalna smer toka ravno nasprotna smeri tečenja elektronov. V nemetalnih materialih, kot so steklo, mika, šist, porcelan, je najbolj zunanja orbita popolnoma zapolnjena in je skoraj nobena možnost izgube elektronov iz njenega najbolj zunanjege plasti. Torej je v tem vrsti materiala skoraj noben prost elektron.
Zato ta materiali ne morejo voditi električnosti, drugače povedano, njihova električna prevodnost je zelo slaba. Takšni materiali so znani kot nevodiči ali električni izolatorji. Narava električnosti je, da teče skozi vodič, ko je na njem uporabljena električna napetost, a ne teče skozi izolator, tudi če je na njem uporabljena visoka električna napetost.

Vir: Electrical4u

Izjava: Spoštujte original, dobra članek sta vredna deljenja, če je kršitev avtorskih pravic se posvetujte z brisanjem.