Что такое электрический ток?

Чтобы понять, что же такое электрический ток, необходимо иметь представление о строении атома. Атом – (с древне греческого - неделимый) – это наименьшая составная часть любого химического элемента, которая является носителем его свойств. Атомы настолько малы, что до недавнего времени их нельзя было увидеть ни в один в микроскоп. Лишь в 2010г. Японские ученые объявили о том, что им удалось осуществить непосредственное наблюдение атомов водорода, с помощью электронного микроскопа ARABF-STEM.

Атом в микроскопе

До этого, для описания строения атомов использовалась теоретическая модель. Согласно которой, атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Эти отдельные элементы удерживаются как механическими так и электрическими силами.

Протон – заряжен положительно и имеет массу около 1.67262178 × 10-27 Кг.

Нейтрон – не имеет заряда, масса его равна примерно 1,6749543 × 10–27 Кг.

Электрон – заряжен отрицательно, его масса около 9.10938291 × 10-31 Кг.

 

Протон, нейтрон, электрон

 

При этом протоны и нейтроны образуют ядро атома, а электроны, в виде облака, с большой скоростью вращаются вокруг него. Так как разноименные заряды притягиваются - отрицательно заряженные электроны, притягиваются к положительно заряженным протонам и лишь высокая скорость вращения мешает электронам упасть на притягивающее их ядро. Можно провести аналогию с нашей солнечной системой, где солнце – это ядро атома, а планеты вращающиеся вокруг нее – электроны.

 

Атомное ядро

 

Число электронов, которые как мы знаем заряжены отрицательно, равняется числу протонов, заряженных положительно, тем самым они уравновешивают друг друга и атом в целом остается нейтральным.

Количество протонов у различных химических элементов определяется согласно порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева. Так под порядковым номером «1», в таблице находится водород, атом которого содержит соответственно всего один протон.

 

Атом водорода

 

Так как в электротехнике мы, чаще всего, имеем дело с металлическими проводниками электрического тока, давайте рассмотрим структуру атома меди, т.к. именно из нее выполнено большая часть проводов, использующихся в электропроводке квартир.

Медь «Cu» – в периодической системе Д.И. Менделеева имеет порядковый номер 29, а значит его ядро состоит из 29 протонов, а на орбите находится 29 электронов, при чем у меди четыре разных орбиты.

Атом меди

 

Структура расположения атомов меди упорядоченная (показана на изображении ниже).

Структура расположения атомов меди упорядоченная

 

Атомы находятся довольно близко друг к другу. Из-за этого, электроны с внешних орбит, довольно слабо связанные со своим ядром, попадая под действие притяжения соседних ядер, перемещаются и двигаются хаотично. Такие электроны еще называются «свободные электроны». На изображении ниже, показана схема взаимодействия атомов лития и появления свободных электронов.

 

схема взаимодействия атомов лития и появления свободных электронов

 

Все изменяется, когда на металл начинает действовать электрическое поле, которое распространяется внутри проводника со скоростью света.

 

Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле, которое с некоторой силой действует на электрические заряды. Свободные электроны при этом, двигаются, как и прежде, беспорядочно, но уже по направлению действия электрического поля. Вот это движение заряженных частиц (в металлах это электроны) и называется электрическим током.

движение заряженных частиц (в металлах это электроны) и называется электрическим током

Нужно отметить, что движение свободных электронов, под действием электрического поля, очень медленное, почему же тогда стоит нам нажать клавишу выключателя и свет практически мгновенно загорается? Об этом и многом другом поговорим в следующей статье «Электроны в электрической цепи».

Понравилась статья?
Вступай в нашу группу вконтакте!

Подписаться

Следи за появлением новых материалов!
Прочитано 11887 раз

Комментарии: 4

  • Зиновий

    Прошу Вас помочь мне найти названную Вами выше статью «Электроны в электрической цепи».
    Заранее благодарю
    Зиновий.

  • RozetkaOnline.ru

    Зиновий, здравствуйте! Эта статья - "Электроны в электрической сети" еще находится в состоянии черновиков, набросков, в общем к сожалению, пока не опубликована... Мы работаем над этим, но точные сроки выхода сказать не смогу...

  • Den

    Вы уже опубликовали следующую статью? Не могу найти.

  • cialis generic

    What's up everyone, it's my first go to see at this site, and piece of writing is actually fruitful in favor of me, keep up posting these articles or reviews.

Оставить комментарий