آموزش های پایه ای برق, مقالات
ماهیت برق
جولای
در این مقاله قصد داریم که به طور مختصر و مفید توضیحی راجب ماهیت برق ساختار اتم ، الکترسیته ،پروتون و نوترون بدهیم .
فهرست
- 1- ماهیت الکتریسیته و مفهوم الکتریسیته
- 2- انواع ماده
- 3- ساختار اتم
- 4- الکترون
-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
ماهیت الکتریسیته و مفهوم الکتریسیته
الکتریسیته رایج‌ترین شکل انرژی‌است. از برق برای کاربردهای مختلفی مانند روشنایی، حمل و نقل، پخت و پز، ارتباطات، تولید کالاهای مختلف در کارخانه‌ها و موارد دیگر استفاده‌می‌شود.
هیچ یک از ما دقیقاً نمی دانیم که برق چیست.مفهوم الکتریسیته و نظریه های پشت آن را می‌توان با مشاهده رفتارهای مختلف آن توسعه داد.برای مشاهده ماهیت الکتریسیته، مطالعه ساختار امور ضروری‌است.هر ماده‌ای در این جهان از ذرات بسیار کوچکی ساخته‌شده‌است که به نام مولکول شناخته‌می‌شوند.مولکول کوچکترین ذره یک ماده است که تمام هویتهای آن ماده در آن وجود دارد. مولکول‌ها از ذرات کوچکتر دیگری به نام اتم تشکیل شده‌اند. اتم کوچکترین ذره یک عنصر است که می‌تواند وجود داشته‌باشد.
-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
انوع ماده
دو نوع ماده وجود دارد:
- 1- ماده‌ای که مولکول‌ها از اتم‌های مشابه ساخته‌شده‌اند به عنوان یک عنصر شناختهمیشود.
- 2- ماده‌ای که مولکول‌های آن از اتم‌های غیرمشابه تشکیل‌شده‌باشد، ترکیب نامیده‌می‌شود.
مفهوم الکتریسیته را می‌توان از ساختارهای اتمی مواد بدست‌آورد.
تفاوت بین جریان الکتریکی و بار الکتریکی
باتری چگونه کار می کند؟ اصول کار باتری
-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
ساختار اتم
یک اتم از یک هسته مرکزی تشکیل شده‌است. هسته از پروتون‌های مثبت تشکیل‌شده و نوترون‌های کمتری شارژ می‌کند. این هسته توسط تعدادی الکترون مداری احاطه شده‌است. هر الکترون دارای بار منفی – 1.602 × 10 – 19 کولن‌است و هر پروتون در هسته دارای بار مثبت 1.602 + 10 – 19 کولن است.
به دلیل بار مخالف مقداری نیروی جاذبه بین هسته و الکترون های در حال گردش وجود دارد.الکترون ها در مقایسه با جرم هسته جرم نسبتا ناچیزی دارند.جرم هر پروتون و نوترون 1840 برابر جرم یک الکترون است.از آنجایی که مقدار ضریب هر الکترون و هر پروتون یکسان‌است، تعداد الکترون ها برابر با تعداد پروتون‌های یک اتم خنثی الکتریکی‌است.یک اتم با از دست دادن الکترون به یون با بار مثبت تبدیل میشود و به همین ترتیب یک اتم با به دست آوردن الکترون به یون منفی تبدیل میشود.
ماهیت
اتم‌ها ممکن‌است در بیرونی‌ترین مدارهای خود، الکترون‌هایی با پیوند سست داشته‌باشند.
این الکترون ها برای جدا شدن از اتم های مادر خود به مقدار بسیار کمی انرژی نیاز‌دارند.این الکترون‌ها الکترون‌های آزاد نامیده می‌شوند که به طور تصادفی در داخل ماده حرکت می‌کنند و از یک اتم به اتم دیگر منتقل می‌شوند.هر قطعه‌ای از مواد که به طور کلی دارای تعداد نامساوی الکترون و پروتون باشد، بار الکتریکی نامیده‌می‌شود.هنگامی که تعداد الکترون‌ها نسبت به پروتون‌های آن بیشتر باشد، ماده دارای بار منفی و زمانی که تعداد پروتون‌ها در مقایسه با الکترون‌ها بیشتر باشد، ماده دارای بار مثبت می‌گویند.ماهیت اصلی الکتریسیته این‌است که هرگاه جسمی با بار منفی به وسیله یک رسانا به جسمی با بار مثبت متصل شود، الکترون های اضافی جسم منفی شروع به حرکت به سمت جسم مثبت می‌کند تا کمبود الکترون در آن جسم مثبت را جبران کند.
-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
الکترون
موادی وجود دارند که در دمای معمولی اتاق دارای‌مقدار زیادی الکترون آزاد هستند.نمونه‌های بسیار شناخته‌شده‌ای از این نوع مواد عبارتند از: نقره، مس، آلومینیوم، روی و غیره. اگر اختلاف پتانسیل الکتریکی در سراسراین مواد اعمال شود، حرکت این الکترون‌های آزاد می‌تواند به راحتی به یک جهت خاص هدایت شود.به دلیل وجود الکترون‌های آزاد فراوان، این مواد رسانایی الکتریکی خوبی دارند.
از این مواد به عنوان رسانای خوب یاد میشود.
ماهیت برق
رانش الکترون‌ها در یک رسانا در یک جهت به عنوان جریان شناختهمیشود.در واقع الکترون‌ها از پتانسیل پایین تر (-Ve) به پتانسیل بالاتر (+Ve) جریان می2یابند،اما جهت متعارف جریان به عنوان بالاترین نقطه پتانسیل به نقطه پتانسیل پایین در نظر گرفته‌شده‌است، بنابراین جهت متعارف جریان درست برعکس جهت بوده‌است.
جریان الکترون‌ها در مواد غیر فلزی مانند شیشه، میکا، تخته سنگ، چینی، بیرونی ترین مدار کامل‌شده و تقریباً هیچ شانسی برای از دست دادن الکترون از بیرونی ترین پوسته آن وجود ندارد. از این رو به سختی الکترون آزاد در این نوع مواد وجود دارد.
از این رو این مواد نمی توانند الکتریسیته را هدایت کنند به عبارت دیگر رسانایی الکتریکی این مواد بسیار ضعیف‌است.چنین موادی به عنوان عایق غیر رسانا یا الکتریکی شناخته‌می‌شوند. ماهیت الکتریسیته این‌است که از طریق یک هادی جریان داشته‌باشد در حالی که اختلاف پتانسیل الکتریکی در آن اعمال میشود، اما از طریق عایق جریان نمی یابد حتی اختلاف پتانسیل الکتریکی بالایی که در آنها اعمال میشود.
مطالب مرتبط