Elektryczność
W kursie opiszemy prąd elektryczny, który jest przepływem ładunku elektrycznego - elektrony przesuwające się w przewodzie - poprzez medium przewodzące. Jest też prawdą, że prądy elektryczne mogą również istnieć w cieczach i gazach, a idąc o krok dalej, w próżni, mogą powstawać także wiązki jonów lub elektronów.
Wszystkie materiały składają się z atomów. Atom zbudowany jest z protonów, elektronów i neutronów. Protony przenoszą dodatni ładunek elektryczny, elektrony ujemny ładunek elektryczny, natomiast neutrony nie przenoszą w ogóle żadnego ładunku elektrycznego. Protony i neutrony gromadzą się razem w centralnej części atomu, zwanej jądrem, a elektrony "orbitują" wokół jądra. Atom zawierający taką samą liczbę protonów i elektronów jest elektrycznie obojętny, w przeciwnym razie jest naładowany dodatnio (mniej elektronów niż protonów) lub ujemnie (nadmiar elektronów)
We współczesnej fizyce, ładunek elektryczny jest nieodłączną właściwością materii, tak jak masa.
Najważniejsze cechy są następujące:
- Istnieją dwa rodzaje obiektów naładowanych elektrycznie: dodatnio (+) i ujemne (-). Obiekty naładowane przeciwnie będą się przyciągać, podczas gdy naładowane tak samo będą się wzajemnie odpychać.
- Ładunek ciała jest sumą ładunków jego składowych cząsteczek. Jeśli posiada ono takie same ilości każdego typu ładunków, wtedy ciało jest neutralne i jego ładunek elektryczny będzie wynosił zero
- W układach izolowanych elektrycznie od wszystkich innych ciał ładunek może być przemieszczany z jednego ciała do drugiego, ale jego całkowita wartość nie ulega zmianie Ładunek elektryczny jest zachowany: ładunku nie można stworzyć z niczego ani zniszczyć; jego wartość całkowita pozostaje stała.
- Ładunek elektryczny może przemieszczać się poprzez niektóre materiały, które są znane jako przewodniki . Te materiały, które nie pozwalają ładunkowi elektrycznemu wpłynąć do ich wnętrza są znane jako izolatory (ciała nieprzewodzące).
- Wielkość ładunku elektrycznego cząsteczek jest wielokrotnością ładunku elementarnego e, mówimy ze ładunek elektryczny jest kwantyzowany.
Wartość ładunku elektrycznego niesionego przez proton lub (alternatywnie) wartość bezwzględna ładunku elektrycznego elektronu są identyczne. Wartość ta wynosi:
e= 1,602 x 10 -19 C
Przewodniki są rodzajem materiałów w których ładunku elektryczne poruszają się swobodnie. Z drugiej strony izolatory nie pozwalają na swobodny ruch ładunkom elektrycznym chociaż wspierają ładunki statyczne.
Prąd elektryczny jest uporządkowanym przepływem ładunku elektrycznego poprzez medium przewodzące: przewodniki lub półprzewodniki. Dlatego, jeśli znamy wartość ładunku który przepływa przez przewodnik w określonej jednostce czasu jesteśmy w stanie określić jego natężenie.
Krótkie wprowadzenie do "elektryczności" (http://www.youtube.com/watch?v=EJeAuQ7pkpc )
Natężenie elektryczne jest to stosunek ładunku przepływającego przez przekrój poprzeczny przewodnika do czasu jego przepływu:
Standardową jednostką miary natężenia prądu elektrycznego jest Amper = Kulomb/sek - amper (A) lub miliamper (mA). Jeden miliamper jest 1/1000 ampera
Jeden kulomb (1 C) jest to ładunek przepływający w czasie 1 sekundy przez poprzeczny przekrój przewodnika, w którym płynie prąd o natężeniu 1 ampera.
Kiedy natężenie (I ) jest stałe a elektrony zawsze płyną w tym samym kierunku, wtedy prąd jest stały.