Egenskaper til elementærpartikler med elektrisk ladning

Ved å gni to forskjellige legemer sammen, samt ved induksjon, kan kroppene gis spesielle egenskaper — elektriske.

Elektriske ladninger og ladede partikler

Læring elektrifiserte organer viste at deres elektriske egenskaper forklares med at partiklene som alle stoffer er sammensatt av har en spesiell fysisk egenskap kalt elektrisk ladning.

Elektrisk ladning karakteriserer forholdet mellom partikler med deres eget elektromagnetiske felt og deres interaksjon med et eksternt elektromagnetisk felt. Ladning er en av de karakteristiske egenskapene til mange elementærpartikler. Det finnes to typer elektriske ladninger: positiv og negativ.

Som du vet, er alle kropper i naturen sammensatt av diskrete partikler. Disse partiklene kalles elementære. Hver elementær partikkel har sine egne egenskaper som er forskjellige fra egenskapene til andre partikler. Disse egenskapene inkluderer: hvilemasse, elektrisk ladning, spinn, magnetisk moment, levetid, etc.

Elementærpartikler er en del av stoffets atomer og molekyler, men de kan også være i fri tilstand. Dette er for eksempel elektronene som utgjør "elektrongassen" i metalltråder, elektronene til katodestrømmer i vakuumrør etc.

Elementærpartikler med elektriske ladninger av forskjellige tegn tiltrekker seg og med ladninger av samme tegn frastøter hverandre. Når partiklene beveger seg rundt dem, observeres et magnetfelt.

De viktigste ladningsbærerne i materien, det vil si partikler som har elektriske egenskaper, er negativt ladede elektroner og positivt ladede protoner. De er en del av atomene til alle stoffer, og er deres viktigste strukturelle elementer.

Helheten av alle elektriske fenomener bestemmes av ladningene til partiklene som utgjør atomene og deres felt. La oss i denne forbindelse dvele ved den indre strukturen til atomer i den grad det er nødvendig for å forstå fenomenene som vurderes innen elektroteknikk.

Strukturen til atomer av kjemiske elementer: Strukturen til atomer - elementære partikler av materie, elektroner, protoner, nøytroner

Elektriske egenskaper til legemer

Faste stoffer har vanligvis en krystallinsk struktur: deres atomer er ordnet i rommet i en streng rekkefølge i en viss avstand fra hverandre, og danner det såkalte romlige eller krystallgitteret. Gittersteder inneholder positive ioner.

På grunn av de relativt små avstandene virker naboatomer på elektronene i valensskallet til et gitt atom, og det er grunnen til at valenselektronene deltar direkte i elektronutvekslingen til hvert atom med de omkringliggende naboatomene.Dette fører til at energinivåene er delt inn i flere tettliggende nivåer som danner soner med kontinuerlige elektronenergitilstander.

De elektriske egenskapene til legemer bestemmes av strukturen til disse sonene og antall elektroner som fyller sonene i samsvar med eksklusjonsprinsippet. I metaller som inkluderer for eksempel kobber er valensbåndet halvfylt med elektroner, mens alle de nedre energibåndene er helt fylt.

Tilstedeværelsen av en delvis fylt sone er karakteristisk for alle metaller. For å eksitere valenselektronet til et isolert atom til et høyere nivå, kreves visse diskrete deler av energi.

I metaller er ledningsbåndet delvis fylt. Derfor opptar elektronene i den lett frie tilstander, og praktisk talt enhver liten mengde energi er tilstrekkelig til å heve et elektron til et høyere fritt nivå og skape elektrisitet.

Siden ledningsevne i metaller skyldes mobiliteten til elektroner, kalles det elektronisk ledningsevne… Elektrolyttenes ledningsevne bestemmes av tilstedeværelsen av lett mobile positive og negative ioner i løsninger der noen av de oppløste molekylene dekomponeres. Denne ledningsevnen kalles ionisk ledningsevne.

Betydelig ionisk ledningsevne er karakteristisk for noen salter i smeltet tilstand og gasser i ionisert tilstand... Gasser ioniseres under påvirkning av høy temperatur, høy spenning osv. En gass med høy tetthet av frie elektroner og molekyler i ionisert tilstand kalles plasma.

Se også: Metaller og dielektriske stoffer - hva er forskjellen?

Coulombs lov

Coulombs lov (1785) var den første som etablerte et kvantitativt forhold mellom verdiene til elektriske ladninger og deres interaksjon. Denne loven har spilt og fortsetter å spille en viktig rolle i å etablere enheten for ladning og kraftkarakteristikk til det elektrostatiske feltet. For mer detaljer se her:Coulombs lov og dens anvendelse i elektroteknikk