Особине елементарних честица са електричним набојем

Трљањем два различита тела заједно, као и индукцијом, телима се могу дати посебна својства — електрична.

Електрични набоји и наелектрисане честице

Учење наелектрисана тела показао да се њихова електрична својства објашњавају чињеницом да честице од којих су састављене све супстанце имају посебно физичко својство које се зове електрични набој.

Електрични набој карактерише однос честица са сопственим електромагнетним пољем и њихову интеракцију са спољним електромагнетним пољем. Наелектрисање је једно од препознатљивих својстава многих елементарних честица. Постоје две врсте електричних пуњења: позитивни и негативни.

Као што знате, сва тела у природи су састављена од дискретних честица. Ове честице се називају елементарним. Свака елементарна честица има своје карактеристике које се разликују од карактеристика других честица. Ове карактеристике укључују: масу мировања, електрични набој, спин, магнетни момент, животни век итд.

Елементарне честице су део атома и молекула материје, али могу бити и у слободном стању. То су, на пример, електрони који чине „електронски гас“ у металним жицама, електрони катодних струја у вакуумским цевима итд.

Елементарне честице са електричним наелектрисањем различитих знакова се привлаче, а са наелектрисањем истих знакова међусобно одбијају. Када се честице крећу око њих, примећује се магнетно поље.

Главни носиоци наелектрисања у материји, односно честице које имају електрична својства су негативно наелектрисани електрони и позитивно наелектрисани протони. Они су део атома свих супстанци, јер су њихови главни структурни елементи.

Укупност свих електричних појава одређена је наелектрисањем честица које чине атоме и њиховим пољима. С тим у вези, задржимо се на унутрашњој структури атома у оној мери у којој је потребно разумети феномене који се разматрају у електротехници.

Структура атома хемијских елемената: Структура атома — елементарне честице материје, електрони, протони, неутрони

Електрична својства тела

Чврсте материје обично имају кристалну структуру: њихови атоми су распоређени у простору у строгом низу на одређеној удаљености један од другог, формирајући такозвану просторну или кристалну решетку. Мрежна места садрже позитивне јоне.

Због релативно малих растојања, суседни атоми делују на електроне валентне љуске датог атома, због чега валентни електрони директно учествују у размени електрона сваког атома са околним суседним атомима.То доводи до чињенице да су енергетски нивои подељени на неколико блиско распоређених нивоа који формирају зоне непрекидних енергетских стања електрона.

Електрична својства тела су одређена структуром ових зона и бројем електрона који испуњавају зоне у складу са принципом искључења. Код метала који укључују, на пример, бакар, валентни појас је до пола испуњен електронима, док су сви нижи енергетски појасеви потпуно испуњени.

Присуство делимично попуњене зоне је карактеристично за све метале.Да би се валентни електрон изолованог атома побудио на виши ниво, потребни су одређени дискретни делови енергије.

Код метала, проводни појас је делимично испуњен. Дакле, електрони у њему лако заузимају слободна стања, а практично свака мала количина енергије је довољна да се електрон подигне на виши слободни ниво и створи електрична енергија.

Пошто је проводљивост у металима последица покретљивости електрона, тзв електронска проводљивост… Проводљивост електролита је одређена присуством лако покретних позитивних и негативних јона у растворима у којима се разлажу неки од молекула растворених материја. Ова проводљивост се зове јонска проводљивост.

Значајна јонска проводљивост је карактеристична за неке соли у растопљеном стању и гасови у јонизованом стању... Гасови се јонизују под утицајем високе температуре, високог напона итд. Гас са великом густином слободних електрона и молекула у јонизованом стању назива се плазма.

Такође видети: Метали и диелектрици - у чему је разлика?

Кулонов закон

Кулонов закон (1785) први је успоставио квантитативну везу између вредности електричних набоја и њихове интеракције. Овај закон је играо и игра важну улогу у успостављању карактеристика јединице наелектрисања и силе електростатичког поља. За више детаља погледајте овде:Кулонов закон и његова примена у електротехници