A essência da eletricidade em palavras simples

Este é o movimento ordenado de partículas carregadas. Partículas carregadas, dependendo do meio de propagação, são consideradas elétrons ou íons. Para metais, essas partículas são elétrons; para alguns gases ou eletrólitos, são íons. Acredita-se que é o movimento deles que é a corrente elétrica.

Como você sabe, no mundo da física, os objetos que têm uma diferença de carga se atraem para atingir um estado de equilíbrio. Este fato é perfeitamente confirmado pelo conhecido experimento com um bastão de ebonite. Assim, uma corrente elétrica é um fluxo de elétrons ou íons, buscando recriar um equilíbrio no mundo das cargas elétricas.

Sem se aprofundar nos tipos de condutores, considere os fios elétricos comuns e os elétrons que passam por eles. Os elétrons são carregados negativamente, o que significa que sua acumulação de massa é um objeto carregado negativamente.

Ao mesmo tempo, um objeto carregado positivamente é um local onde há escassez desses mesmos elétrons, o que significa um acúmulo de íons (átomos com falta de elétrons). Como a natureza procura recriar o equilíbrio, forma-se um fluxo de elétrons de menos para mais.

A essência da eletricidade, sua descoberta

Assim, a essência da eletricidade é a seguinte: na composição dos átomos e moléculas estão as chamadas partículas elementares, elétrons e prótons. No centro de um átomo está o núcleo, que é formado por prótons e nêutrons.

Os prótons são partículas carregadas positivamente. Por sua força de ação sobre outra carga de outra partícula, eles podem repeli-la ou atraí-la. Os neurônios são partículas neutras em termos de cargas. Os elétrons giram a uma velocidade muito alta em torno do núcleo de um átomo e têm uma carga negativa. O número de partículas elementares em um átomo pode ser diferente dependendo da substância específica.

A essência da eletricidade preocupa a humanidade desde os tempos antigos. No século 7 aC) havia um tal filósofo Tales de Mileto, que primeiro notou algum fenômeno elétrico. Se você esfregar âmbar em um pedaço de lã, ele começará a atrair objetos leves. No entanto, o desenvolvimento de pesquisas nessa área parou por quase 2,5 milênios. Continuou apenas no século XVII. Primeiro, o filósofo grego introduziu o termo, então uma pesquisa ativa começou a estudar a natureza da eletricidade, as possibilidades de sua aplicação em benefício da humanidade.

Nikola Tesla

Na virada dos séculos 19 para 20, Nikola Tesla foi um dos cientistas mais famosos e misteriosos que estudou o que é eletricidade e criou muitas invenções. Ele revelou a essência da eletricidade.
Nikola Tesla é um cientista notável que fez uma grande contribuição para o estudo desse fenômeno. Ele possui mais de 1000 invenções diversas, cerca de 800 das quais ele patenteou. As invenções mais significativas e importantes do grande cientista são:

• Gerador de alta frequência;
• Motor elétrico assíncrono de indução; Transformador de alta frequência;
• Antena de mastro para transmissão e recepção de sinais de rádio.

E a Tesla foi a primeira a desenvolver e colocar em prática regras de segurança para trabalhar com corrente elétrica de várias frequências e intensidades.

Eletricidade na natureza

A essência posterior da eletricidade está ligada ao próprio movimento desses elétrons em vários meios, materiais e condições. Por exemplo, a ação de uma bateria convencional. Ele contém produtos químicos que interagem uns com os outros. Eles se movem de um estado para outro. Isso acontece através da redistribuição de elétrons entre as substâncias em mudança no interior. E assim funciona com muitos fenômenos elétricos, processos e interações. Como resultado, temos toda essa variedade de interações.

Por exemplo, uma bateria comum. Ele contém vários produtos químicos, eles passam para outro, e o processo que o acompanha será a redistribuição de elétrons no interior. Se houver um desequilíbrio de cargas elétricas, existe uma força que busca equalizá-lo. E essa mesma energia é usada na bateria para alimentar vários dispositivos elétricos.

Os metais são condutores de eletricidade

Os metais servem como condutores desses mesmos elétrons (partículas carregadas). Eles fluem facilmente ao longo do condutor de uma seção para outra. Enquanto os elétrons estão se movendo, fenômenos físicos paralelos ocorrem. Por exemplo, quando muitos elétrons se movem de maneira ordenada através de um condutor fino, eles colidem com átomos que estão imóveis em seus lugares na rede cristalina da matéria.

Como resultado dessas colisões, a energia do movimento dos elétrons é convertida na energia térmica do átomo com o qual ocorreu a colisão. Ou seja, a energia do movimento dos elétrons foi parcialmente transferida para a energia do calor, aquecendo a dada substância.

Campos electromagnéticos

Há outro exemplo em que a essência da eletricidade se manifesta. Esta é a interação de campos eletromagnéticos. Lembre-se de que existe um campo elétrico em torno de partículas carregadas imóveis, e um campo magnético também surge em torno de partículas elétricas em movimento. Como resultado, quando partículas carregadas se movem ao seu redor, um campo eletromagnético comum é formado e afeta outros campos de outras partículas carregadas. É assim que funciona um motor elétrico. Em palavras simples, os campos magnéticos fazem um motor elétrico girar e, neste momento, as cargas elétricas fluem de um pólo para o outro através de seus enrolamentos.

A estrutura do átomo, íons positivos e negativos

Assim, qualquer substância de qualquer origem (água, madeira, pedra, vidro) consiste em elementos menores. Eles são chamados de moléculas. Tome pelo menos uma gota de água. É composto de muitas moléculas individuais que possuem a conhecida fórmula química H2O. Além disso, a molécula de uma substância pode ser dividida em partículas ainda menores – átomos.

Atualmente, apenas mais de cem átomos diferentes são conhecidos, mas esse não é o limite. Os átomos podem formar milhões de moléculas diferentes e, portanto, o mesmo número de substâncias diferentes.

Modelo planetário do átomo

Como todos sabem pelo currículo escolar, no centro do átomo está seu elemento mais pesado – o núcleo. Ao seu redor, a uma certa distância, os elétrons se movem em diferentes órbitas. O núcleo não é um elemento sólido, é formado por prótons e nêutrons.

Os elétrons têm carga negativa, enquanto os prótons têm carga positiva. O nêutron, como o nome indica, não exibe as propriedades de uma ou de outras cargas. Em outras palavras, ele é neutro.

Para entender a essência da eletricidade, vamos dar uma olhada mais de perto na estrutura dos átomos. Para simplificar alguns processos, o modelo planetário do átomo é usado. Como em nosso sistema solar os planetas se movem ao redor do sol (núcleo) ao longo de sua trajetória, no átomo os elétrons se movem ao redor do núcleo. Um elétron não é uma partícula densa de matéria, é um coágulo de energia espalhado no espaço, como um raio esférico achatado.

A massa de um próton é aproximadamente 2.000 vezes a massa de um elétron. Mas a carga elétrica positiva total de todos os prótons é igual à carga negativa total de todos os elétrons. Portanto, em condições normais, o átomo é eletricamente neutro e nenhuma força é sentida fora dele. Cargas positivas e negativas parecem se neutralizar.

Considere o sistema periódico de elementos químicos, conhecido por todos como tabela periódica. Nesses elementos, todos os átomos estão dispostos em uma sequência estrita: do mais leve ao mais pesado – de acordo com a magnitude da massa atômica relativa, cuja parte principal são os prótons. Os nêutrons também têm massa, mas como não têm carga elétrica pronunciada, não vamos nos concentrar neles.