Природа електрики та поняття електрики

Електрика є найпоширенішою формою енергії. Електрика використовується для різноманітних застосувань, таких як освітлення, транспорт, приготування їжі, зв'язок, виробництво різних товарів на фабриках і багато іншого. Ніхто з нас точно не знає, що таке електрика. Поняття електрики і теорії, що стоять за ним, можна розвинути, спостерігаючи його різні поведінки. Для спостереження природи електрики, необхідно вивчати структуру речей. Кожне речовино в цьому всесвіті складається з дуже малих частинок, відомих як молекули. Молекула є найменшою частинкою речовини, в якій присутні всі характеристики цієї речовини. Молекули складаються з ще менших частинок, відомих як атоми. Атом є найменшою частинкою елементу, яка може існувати.

Існує два типи речовин. Речовина, чиї молекули складаються з подібних атомів, називається елементом. Речовина, чиї молекули складаються з різних атомів, називається сполукою. Поняття електрики можна отримати з атомних структур речовин.

Структура атома

Атом складається з одного центрального ядра. Ядро складається з позитивних протонів і нейтральних нейтронів. Це ядро оточене числом орбітальних електронів. Кожен електрон має негативний заряд –1.602 × 10– 19 кулонів, а кожен протон у ядрі має позитивний заряд +1.602 × 10 – 19 кулонів. Через протилежний заряд між ядром і обертовими електронами є сила притягання. Електрони мають відносно незначну масу по відношенню до маси ядра. Маса кожного протону і нейтрона становить 1840 разів масу електрона.

Оскільки модульний значення кожного електрона і кожного протону однакові, кількість електронів дорівнює кількості протонів в електрично нейтральному атомі. Атом стає позитивно зарядженим іоном, коли втрачає електрони, і, навпаки, атом стає негативним іоном, коли набуває електрони.

Атоми можуть мати слабко зв'язані електрони в своїх зовнішніх орбітах. Цим електронам потрібна дуже невелика кількість енергії, щоб відокремитися від своїх батьківських атомів. Ці електрони називаються вільними електронами, які хаотично рухаються всередині речовини і передаються від одного атому до іншого. Будь-який кусок речовини, який в цілому містить нерівну кількість електронів і протонів, називається електрично зарядженим. Коли кількість електронів перевищує кількість протонів, речовина називається негативно зарядженою, а коли кількість протонів перевищує кількість електронів, речовина називається позитивно зарядженою.

Основна природа електрики полягає в тому, що, коли негативно заряджене тіло з'єднане з позитивно зарядженим тілом за допомогою провідника, надлишкові електрони негативного тіла починають рухатися до позитивного тіла, щоб компенсувати недостатність електронів у цьому позитивному тілі.
Сподіваємось, ви отримали базове поняття електрики з вище наведеного пояснення. Існують деякі матеріали, які мають багато вільних електронів при нормальній температурі кімнати. Дуже добре відомі приклади таких матеріалів — срібло, мідь, алюміній, цинк тощо. Рух цих вільних електронів можна легко направити в певному напрямку, якщо електрична потенціальна різниця прикладена до шматка цих матеріалів. Завдяки великій кількості вільних електронів ці матеріали мають гарну електричну провідність. Ці матеріали називаються хорошими провідниками. Дрейф електронів в провіднику в одному напрямку відомий як стрім. Насправді електрони рухаються від нижнього потенціалу (-Ве) до вищого потенціалу (+Ве), але загальноприйнятим напрямком стріму вважається напрямок від точки з найвищим потенціалом до точки з нижчим потенціалом, тому загальноприйнятий напрямок стріму прямо протилежний напрямку руху електронів. В неметалічних матеріалах, таких як скло, міка, сланець, порцеляна, зовнішня орбіта завершена, і майже немає шансів втратити електрони з їх зовнішньої оболонки. Тому в цих матеріалах практично немає вільних електронів.
Тому ці матеріали не можуть проводити електрику, або, іншими словами, їхня електрична провідність дуже слабка. Такі матеріали відомі як непровідники або електричні ізолятори. Природа електрики полягає в тому, щоб протікати через провідник при наявності електричної потенціальної різниці, але не протікати через ізолятор, навіть при величезній електричній потенціальної різниці.

Джерело: Electrical4u

Заява: Поважайте оригінал, добрих статей варто поширювати, якщо є порушення авторських прав, зверніться для видалення.