. الکترونها را می توان به آسانی از یک اتم به اتم دیگر منتقل کرد. زمانی که این الکترونها در بین اتمها حرکت می کنند، جریان الکتریسیته یا برق تولید می شود.
یک قطعه سیم را بردارید. الکترونها از یک اتم به اتم دیگر عبور کرده و باعث ایجاد جریان برق از یک سمت به سمت دیگر می شود. الکترونها بسیار کوچک هستند. یک سکه مسی بیش از 1022´ 1 الکترون دارد . میزان عبور جریان الکتریسیته در مواد مختلف فرق دارد. اندازه گیری میزان هدایت الکتریکی یک ماده، مقاومت آن نامیده می شود.
میزان مقاومت درون یک سیم بستگی به ضخامت ، طول و جنس آن دارد. ضخامت سیم را قطر آن می گویند.
هرچه قطر سیم کوچکتر باشد، طول سیم بیشتر است. بیشترین قطر سیمهای معمولی برابر یک است. سیمها از فلزات مختلفی ساخته شده اند ، که به عنوان مثال می توان از سیم مسی ، آلومینیومی و حتی فولادی نام برد . هریک از این فلزات دارای مقاومت مختلفی می باشند. هرقدر که مقاومت سیم کمتر باشد ، هدایت الکتریکی آن بهتر خواهد بود.
سیم مسی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا مقاومت آن کمتر از سایر فلزات است. معمولاًٌ سیمهای درون دیوار ، لامپها و سایر جاها از جنس مسی است.
یک قطعه فلز می تواند به صورت یک بخاری عمل کند. زمانیکه جریان الکتریکی برقرار می شود ، مقاومت باعث اصطکاک و اصطکاک باعث گرما می شود. هرقدر که مقاومت بیشتر باشد ، گرمای ایجاد شده بیشتر خواهد بود. بنابراین یک سیم پیچ، مثل مو خشک کن (سشوار)، دارای مقاومت بالایی بوده و درنتیجه حرارت زیادی تولید می کند.
اما برخی از مواد دارای هدایت الکتریکی بسیار ضعیفی هستند. به این دسته از مواد عایق می گویند. لاستیک عایق خوبی است و به همین دلیل از آن به عنوان روکش سیمهای برق استفاده می شود. شیشه نیز عایق خوبی است. اگر به خطوط انتقال برق توجه کنید، مشاهده خواهید نمود که انتهای آن به یک شئ برآمده وصل شده است. اینها عایقهایی از جنس شیشه هستند. این عایق ها از تماس فلز درون سیمها با فلز برجها جلوگیری می کنند.
تعریف جریان الکتریکی :
جریان الکتریکی فرایند حرکت بارها در جسم است. وقتی که بین قسمت های آن جسم اختلاف پتاسیل وجود دارد. یعنی از حرکت حاملین بار جریان الکتریکی تشکیل می شود. البته منشا حاملین بار که سازندگان جریانند، می تواند به کلی متفاوت باشد.
پدیده های بارز جریان الکتریکی :
· اگر یک لامپ رشته ای را به یک باتری وصل نماییم،· پدیده های زیر مشاهده می شوند :
رشته لامپ بر افروخته می شود و شروع به تابش می کند. این به آن معناست که جریان ،· رسانایی را که از آن می گذرد،· گرم می کند. یعنی جریان الکتریکی اثر گرمایی یا حرارتی ایجاد می کند.
باید توجه داشت که نه فقط رشته لامپ بلکه تمام رساناهای دیگر نیز گرم می شوند. ولی گرمای آنها کمتر محسوس است. از این قابلیت جهت تولید اتو ،· سماور برقی ،· انواع چراغ های هیتر و سایر وسایلی که در آنها از مکانیزم تبدیل انرژی الکتریکی به حرارتی استفاده شده باشد ،· استفاده می شود.
· یک مدار ساده ای بسته و یک کلید کنترل به آن اضافه می کنیم و یک عقربه مغناطیسی را در داخل مدار بدون اتصال به مدار می گذاریم. پدیده زیر مشاهده می شود :
تا وقتی که کلید بسته است عقربه مغناطیسی از محل اولیه اش منحرف می شود و وضعیت جدیدی به خود می گیرد . یعنی جریان الکتریکی اثر مغناطیسی ایجاد می کند . ایجاد جریان در سیم پیچ ها به توسط جریان متغیر و تولید جریان الکتریکی القایی از نتایج این اثر می باشد .
از این قابلیت کابردهای وسیعی شده است از آن جمله : آهنربای الکتریکی ،· ترانسفورماتورها ،· بلندگوها و سایر وسایلی که در آنها میدان مغناطیسی و جریان الکتریکی با هم حضور پیدا می کنند.
· تجزیه مولکول آب به وسیله جریان الکتریکی ( عمل الکترولیز آب ) که آنرا به اتمهای تشکیل دهنده اش هیدرون و اکسیژن تجزیه می کند،· نشان می دهد که :
جریان الکتریکی اثر شیمیایی ایجاد نمی کند،· آزمایش نشان می دهد که اثر شیمیایی جریان در تمام رساناها دیده نمی شود. از طرفی در محلول های اسید سولفوریک ،· نمک معمولی ،· شوره و بسیاری از اجسام دیگر ،· جریان الکتریکی باعث تجزیه جسم به اجزایش می شود . از این رو رساناهای الکتریکی به دو دسته تقسیم می شوند :
o نوع اول رساناهایی هستند که در آنها جریان الکتریکی باعث اثر شیمیایی نمی شود (مانند فلزات و ذغال).
o نوع دوم رساناهایی هستند که با جریان الکتریکی به اجزای تشکیل دهنده تجزیه می شوند. الکترولیت اصطلاح دیگر رساناهای نوع دوم است. و پدیده تجزیه جسم به وسیله جریان الکترولیز نامیده می شود.
اثر های ویژه جریان الکتریکی :
رسانایی که جریان از آن عبور می کند بسته به خواصش ممکن است به میزان کمتر یا بیشتری گرم شود. مثلا" رشته لامپ به شدت گرم می شود
( بالای 1500 درجه سانتیگراد ). در حالی که سایر سیم ها در همان مدار به مقدار ناچیزی گرم می شوند .
بعضی فلزات نظیر سرب می توانند به حالتی تغییر شکل دهند که در آن حالت عملا" با عبور جریان گرم نمی شوند. پس اثر گرمایی جریان الکتریکی به خواص رسانا بستگی دارد. از طرفی دیگر اثر مغناطیسی جریان الکتریکی در همه موارد مشاهده می شود و به خواص رسانا بستگی ندارد.
عقربه مغناطیسی که موازی رسانای حامل جریان قرار گرفته باشد همیشه بدون توجه به خواص رسانا منحرف می شود. کاربرد این پدیده در ساخت لامپ جیوه است که در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. البته با قرار دادن لامپ جیوه در لوله شیشه ای ناظران را از اثر زیانبار تابش فرابنفش دور می کنند. بنابر این اثر مغناطیسی جریان الکتریکی را باید شاخصترین اثر جریان در نظر گرفت. در این موارد فارادی نوشته است که : "اثر دیگری وجود ندارد که شاخصتر از اثر مغناطیسی جریان الکتریکی باشد
مقاومت و الکتریسیته ساکن
همانطوریکه در قبل دیدیم، بعضی از اتم ها دارای الکترونهای ناپیوسته هستند. الکترونها را می توان به آسانی از یک اتم به اتم دیگر منتقل کرد. زمانی که این الکترونها در بین اتمها حرکت می کنند، جریان الکتریسیته یا برق تولید می شود.
یک قطعه سیم را بردارید. الکترونها از یک اتم به اتم دیگر عبور کرده و باعث ایجاد جریان برق از یک سمت به سمت دیگر می شود. الکترونها بسیار کوچک هستند. یک سکه مسی بیش از 1022´ 1 الکترون دارد . میزان عبور جریان الکتریسیته در مواد مختلف فرق دارد. اندازه گیری میزان هدایت الکتریکی یک ماده، مقاومت آن نامیده می شود.
میزان مقاومت درون یک سیم بستگی به ضخامت ، طول و جنس آن دارد. ضخامت سیم را قطر آن می گویند.
هرچه قطر سیم کوچکتر باشد، طول سیم بیشتر است. بیشترین قطر سیمهای معمولی برابر یک است. سیمها از فلزات مختلفی ساخته شده اند ، که به عنوان مثال می توان از سیم مسی ، آلومینیومی و حتی فولادی نام برد . هریک از این فلزات دارای مقاومت مختلفی می باشند. هرقدر که مقاومت سیم کمتر باشد ، هدایت الکتریکی آن بهتر خواهد بود.
سیم مسی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا مقاومت آن کمتر از سایر فلزات است. معمولاًٌ سیمهای درون دیوار ، لامپها و سایر جاها از جنس مسی است.
یک قطعه فلز می تواند به صورت یک بخاری عمل کند. زمانیکه جریان الکتریکی برقرار می شود ، مقاومت باعث اصطکاک و اصطکاک باعث گرما می شود. هرقدر که مقاومت بیشتر باشد ، گرمای ایجاد شده بیشتر خواهد بود. بنابراین یک سیم پیچ، مثل مو خشک کن (سشوار)، دارای مقاومت بالایی بوده و درنتیجه حرارت زیادی تولید می کند.
اما برخی از مواد دارای هدایت الکتریکی بسیار ضعیفی هستند. به این دسته از مواد عایق می گویند. لاستیک عایق خوبی است و به همین دلیل از آن به عنوان روکش سیمهای برق استفاده می شود. شیشه نیز عایق خوبی است. اگر به خطوط انتقال برق توجه کنید، مشاهده خواهید نمود که انتهای آن به یک شئ برآمده وصل شده است. اینها عایقهایی از جنس شیشه هستند. این عایق ها از تماس فلز درون سیمها با فلز برجها جلوگیری می کنند.
الکتریسیته ساکن
الکتریسیته ساکن نوع دیگر از انرژی الکتریکی است. برخلاف الکتریسیته جاری که حرکت می کند، الکتریسیته ساکن در یک محل باقی می ماند.