Elementārdaļiņu ar elektrisko lādiņu īpašības
Berzējot kopā divus dažādus ķermeņus, kā arī ar indukciju, ķermeņiem var piešķirt īpašas īpašības — elektriskas.
Elektriskie lādiņi un uzlādētas daļiņas
Mācīšanās elektrificētas struktūras parādīja, ka to elektriskās īpašības ir izskaidrojamas ar to, ka daļiņām, no kurām sastāv visas vielas, ir īpaša fiziska īpašība, ko sauc par elektrisko lādiņu.
Elektriskais lādiņš raksturo daļiņu attiecības ar savu elektromagnētisko lauku un mijiedarbību ar ārējo elektromagnētisko lauku. Uzlāde ir viena no daudzu elementārdaļiņu atšķirīgajām īpašībām. Ir divu veidu elektriskie lādiņi: pozitīvas un negatīvas.
Kā jūs zināt, visi ķermeņi dabā sastāv no atsevišķām daļiņām. Šīs daļiņas sauc par elementārajām. Katrai elementārdaļiņai ir savas īpašības, kas atšķiras no citu daļiņu īpašībām. Šīs īpašības ietver: miera masu, elektrisko lādiņu, griešanos, magnētisko momentu, kalpošanas laiku utt.
Elementārās daļiņas ir daļa no vielas atomiem un molekulām, taču tās var būt arī brīvā stāvoklī. Tie ir, piemēram, elektroni, kas veido "elektronu gāzi" metāla stieplēs, katoda strāvu elektroni vakuuma caurulēs utt.
Elementārdaļiņas ar dažādu zīmju elektriskajiem lādiņiem piesaista un ar vienādu zīmju lādiņiem viena otru atgrūž. Kad daļiņas pārvietojas ap tām, tiek novērots magnētiskais lauks.
Galvenie lādiņu nesēji matērijā, tas ir, daļiņas, kurām ir elektriskās īpašības, ir negatīvi lādēti elektroni un pozitīvi uzlādēti protoni. Tie ir daļa no visu vielu atomiem, kas ir to galvenie struktūras elementi.
Visu elektrisko parādību kopumu nosaka to daļiņu lādiņi, kas veido atomus un to laukus. Šajā sakarā pakavēsimies pie atomu iekšējās struktūras, ciktāl tas ir nepieciešams, lai izprastu elektrotehnikā aplūkotās parādības.
Ķīmisko elementu atomu struktūra: Atomu struktūra - vielas elementārdaļiņas, elektroni, protoni, neitroni
Ķermeņu elektriskās īpašības
Cietām vielām parasti ir kristāliska struktūra: to atomi izkārtoti telpā stingrā secībā noteiktā attālumā viens no otra, veidojot tā saukto telpisko jeb kristālisko režģi. Režģu vietas satur pozitīvus jonus.
Salīdzinoši mazo attālumu dēļ blakus esošie atomi iedarbojas uz konkrētā atoma valences apvalka elektroniem, tāpēc valences elektroni tieši piedalās katra atoma elektronu apmaiņā ar apkārtējiem blakus esošajiem atomiem.Tas noved pie tā, ka enerģijas līmeņi ir sadalīti vairākos cieši izvietotos līmeņos, kas veido nepārtrauktu elektronu enerģijas stāvokļu zonas.
Ķermeņu elektriskās īpašības nosaka šo zonu uzbūve un zonas aizpildošo elektronu skaits saskaņā ar izslēgšanas principu. Metālos, kas ietver, piemēram, varu, valences josla ir līdz pusei piepildīta ar elektroniem, bet visas zemākās enerģijas joslas ir pilnībā piepildītas.
Daļēji piepildītas zonas klātbūtne ir raksturīga visiem metāliem.Lai ierosinātu izolēta atoma valences elektronu augstākā līmenī, ir nepieciešamas noteiktas diskrētas enerģijas daļas.
Metālos vadītspējas josla ir daļēji piepildīta. Tāpēc tajā esošie elektroni viegli ieņem brīvos stāvokļus, un praktiski pietiek ar jebkuru nelielu enerģijas daudzumu, lai paceltu elektronu augstākā brīvā līmenī un radītu elektrība.
Tā kā vadītspēja metālos ir saistīta ar elektronu kustīgumu, to sauc elektroniskā vadītspēja… Elektrolītu vadītspēju nosaka viegli pārvietojamu pozitīvo un negatīvo jonu klātbūtne šķīdumos, kuros tiek sadalītas dažas izšķīdušās vielas molekulas. Šo vadītspēju sauc jonu vadītspēja.
Ievērojama jonu vadītspēja ir raksturīga dažiem sāļiem kausētā stāvoklī un gāzes jonizētā stāvoklī... Gāzes tiek jonizētas augstas temperatūras, augsta sprieguma uc ietekmē Gāzi ar lielu brīvo elektronu un molekulu blīvumu jonizētā stāvoklī sauc plazma.
Skatīt arī: Metāli un dielektriķi — kāda ir atšķirība?
Kulona likums
Kulona likums (1785) bija pirmais, kas noteica kvantitatīvu saistību starp elektrisko lādiņu vērtībām un to mijiedarbību. Šim likumam ir bijusi un joprojām ir svarīga loma elektrostatiskā lauka lādiņa un spēka raksturlielumu noteikšanā. Sīkāku informāciju skatiet šeit:Kulona likums un tā pielietojums elektrotehnikā